對(duì)汽車來說,車載電磁干擾源(泰思特
汽車EMC測(cè)試系統(tǒng))對(duì)汽車內(nèi)部電子裝置工作可靠性造成的影響比來自車外的自然和人為電磁干擾源大一些。因此下面將著重分析來自汽車內(nèi)部的電磁干擾。
在汽車控制系統(tǒng)等電器中,各種電機(jī)及功率執(zhí)行器件在工作時(shí)會(huì)在電路中產(chǎn)生能量等級(jí)不同、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短不一的瞬變脈沖電壓,可能產(chǎn)生瞬變過電壓,從而形成電磁干擾。這些不同形式的電磁干擾,可能會(huì)導(dǎo)致汽車部分電氣系統(tǒng)的功能失常,甚至使得某些敏感的元器件永久失效。來自汽車自身的電磁干擾主要有發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火、發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制系統(tǒng)、各類電動(dòng)機(jī)、繼電器及開關(guān)觸點(diǎn)之間的火花放電、電路的瞬變、電磁耦合等,這些噪聲源所產(chǎn)生的電磁噪聲,一部分在汽車電器內(nèi)通過導(dǎo)體及器件傳播,對(duì)車內(nèi)的敏感電子器件形成傳導(dǎo)干擾,另一部分電磁噪聲向空間輻射,形成輻射干擾。
車輛產(chǎn)生的電磁干擾不但對(duì)車輛外界的無線電設(shè)備造成影響,而且也會(huì)對(duì)車輛內(nèi)部的各種電子部件造成不良影響,早期人們普遍關(guān)心的是車輛電磁干擾對(duì)電磁環(huán)境的影響,隨著有效的治理,這種影響已經(jīng)得到了控制,近些年,汽車出現(xiàn)了許多由于車輛內(nèi)部電磁干擾對(duì)車輛的正常運(yùn)行及安全性和可靠性等產(chǎn)生重大影響的現(xiàn)象,引起了人們的特別關(guān)注。
車輛內(nèi)部的電磁干擾特點(diǎn)不同于車輛對(duì)外部的干擾。車內(nèi)電磁干擾可以通過各種連接線纜傳播,也會(huì)以耦合方式、空間輻射發(fā)射的方式進(jìn)行傳播。典型的形式有沿電源線的傳導(dǎo)干擾、人體靜電放電對(duì)電子部件的干擾、通過空間輻射的干擾等。下面就一些典型車載干擾源的特點(diǎn)進(jìn)行分析。
一、感性負(fù)載瞬變干擾源
現(xiàn)代汽車電氣系統(tǒng)內(nèi)存在大量的感性負(fù)載,如各種發(fā)動(dòng)機(jī)、電磁閥、繼電器、電喇叭等,其線圈在開路瞬間都會(huì)成為一種寬頻譜、高能量的瞬變干擾源。
二、觸點(diǎn)放電干擾源
在汽車使用的電子電氣設(shè)備中,有許多導(dǎo)線、連接器、線圈及其他零件,它們具有不同的電容和電感,這些電容電感一旦構(gòu)成閉合回路,就構(gòu)成了一個(gè)振動(dòng)回路,其中又分布著各種觸點(diǎn),這些觸電都是用來通斷電流的,但在其開關(guān)瞬間,觸電之間會(huì)產(chǎn)生程度不同的火花或電弧放電現(xiàn)象。電火花和電弧本身是一個(gè)高頻電磁噪聲的干擾源,會(huì)向汽車自身的電子設(shè)備和汽車四周的空間發(fā)射電磁波,影響其他通信電子設(shè)備的正常工作。
三、靜電放電干擾源(
靜電放電發(fā)生器)
靜電產(chǎn)生的機(jī)理是兩種不同物質(zhì)相互摩擦?xí)r,會(huì)在兩物體間引起電子的移動(dòng),其結(jié)果使得兩物體的表面分別帶上正電荷和負(fù)電荷,形成靜電電場(chǎng),人體會(huì)產(chǎn)生靜電。人體靜電遇到一些導(dǎo)體就會(huì)釋放出來,有直接放電,人們感覺不到。當(dāng)靜電存儲(chǔ)到一定程度后,會(huì)通過空氣放電,甚至?xí)谢鸹óa(chǎn)生,人們就會(huì)有強(qiáng)烈的放電感覺。人們?cè)谑褂闷嚂r(shí),這種靜電放電現(xiàn)象是不可避免的會(huì)產(chǎn)生。
靜電放電之所以會(huì)產(chǎn)生電磁干擾現(xiàn)象,是因?yàn)榉烹婋娏骶哂泻芨叩姆群秃芏躺仙?,這樣就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度大、頻譜寬的電磁場(chǎng),對(duì)電子設(shè)備造成電磁干擾。
四、電磁耦合干擾源
汽車電氣系統(tǒng)內(nèi)存在著大量的成束包扎的導(dǎo)線及多點(diǎn)搭鐵的地回路,較長(zhǎng)的無屏蔽線束及搭鐵地阻抗在汽車電系內(nèi)產(chǎn)生磁感應(yīng)耦合和電容耦合。
五、印制電路板PCB的電磁輻射
隨著汽車電子設(shè)備數(shù)量的增加,高性能電路需求也成為必然趨勢(shì),然而汽車空間有限,因此設(shè)計(jì)印制電路板電路一般需要高密度、高性能、高穩(wěn)定性。
六、供電系統(tǒng)電磁干擾源
汽車供電系統(tǒng)存在著電源電壓異常,電路瞬變過電壓及開關(guān)觸點(diǎn)間隙火花放電等電磁干擾源,其中電路瞬變過電壓主要發(fā)生于發(fā)電機(jī)拋負(fù)載和發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)突然衰減時(shí)。工態(tài)下,汽車是靠蓄電池與發(fā)電機(jī)并聯(lián)供電的,蓄電池和發(fā)電機(jī)在工作過程中可能出現(xiàn)由于電源故障造成的電壓異?,F(xiàn)象。
七、電火花系統(tǒng)電磁干擾源
汽車內(nèi)部最強(qiáng)的電磁干擾源是點(diǎn)火系統(tǒng)(
汽車電火花干擾模擬試驗(yàn)臺(tái))。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)電火時(shí),為了保證足夠的點(diǎn)火能量,點(diǎn)火線圈初、次級(jí)的瞬變電壓很高,對(duì)車載電子裝置產(chǎn)生很強(qiáng)的傳導(dǎo)干擾。同時(shí),由于火花塞電擊放電強(qiáng)烈,對(duì)周圍的空間形成很強(qiáng)的電磁輻射。