汽车内电磁干扰现象与减小汽车对无线电干扰的措施
汽车产生电磁干扰的源,不单纯是点火系统,应用于车辆上的各种电子电器设备也同样产生电磁干扰。干扰不但对车辆外界的无线电设备造成影响,而且也会对车辆内部的各种电子部件造成不良影响。
1.汽车内电磁干扰现象
汽车产生的电磁干扰会在汽车内部造成相互影响,举例如下:
例1,某种中高档轿车,具有高性能ABS系统,样车在一次实况测试中遇到了雨天,启动雨刮器,在 某一车速运行时,ABS突然失去了作用。
例2,国内生产的某一型号微型汽车,其发电机调节器经常出现易被击穿损坏现象,经查,当雨刮器工作时,这种损坏现 象就容易发生。造成这种现象的主要原因为雨刮器驱动电机是感性负载,在切断电源时会产生反向电流并通过电源线传输到供电系统中,从而在电源系统中产生干扰 脉冲,使一些电子部件不能正常工作,甚至损坏。
例3,一种国内开发生产的安全气囊,在汽车整车装配线上突然引爆。经查发现该安全气囊的电子引爆控制器不能 承受较强的环境辐射电磁场,当有静电放电发生时,会有误动作。
1)、汽车内电磁干扰的特点
车辆内部的电磁干扰扰特点不同于车辆对外部的干扰。车内电磁干扰可以通过各种连接线缆传播,也会以耦合方式、空间辅射发射的方式进行传播。典型的形式有:沿电源线传导干扰;人体静电放电对电子部件的干扰;干扰能量通过空间辐射等。下面就一些典型干扰源的特点进行分析。
2)、发动机点火系统产生沿电源线传导的干扰
发动机点火系统的电路框图如图1。传感器获取点火信号Va,由驱动电路在点火线圈初级产生一通断的脉冲电流Ib,线圈次级产生高压脉冲使火花塞放电,点燃发动机燃油混合气作功。当线圈初级回路通断变化过程时,初级绕组会产生瞬变电压,次级绕组产生高电压使火花塞放电,残余能量形成高频电磁波辐射到空间中。初级回路中的瞬变电压则沿电源线传到电源系统中,干扰电源系统,产生一波动电压△V。如图2。一般情况不一,实验测量得到△V为2~4V。
汽车中应用的各种电子控制单元,要求有一个稳定的电源电压供电,才能正常工作。当供电系统中出现电压波动(如△V),会对电子模块的正常工作产生影响。
3)、感性负载产生沿电源线传导的干扰
汽车内使用的各种类型的电机都属于感性负载。如:雨刮器驱动电机;汽车启动电机;暖风电机等。这类负载特性电路如图3。当感性负载的供电被突然切断时,会产生反向瞬变电压Vc,如图4。线圈初始储能越大,关断速度越快,瞬变过电压就越高。实测结果,一般Va为-100V~300V;is为0.2s~0.5s。
这种类型的干扰虽然不具有连续性,但是它的瞬变电压的幅值相当大,偶尔的出现会对电子模块造成严重影响,甚至损坏。前文中介绍的发电机调节器击穿损坏就是因这种反向瞬变电压造成的严重后果。
五、静电放电对车内电子部件的干扰
人体会产生静电,尤其在我国的北方地区,冬天气候干燥,人体容易产生静电。人体静电遇到一些导体就会释放出来。有直接放电,人们感觉不到。当静电储存到一定程度后,会通过空气放电,甚至会有火花产生,人们就会有强烈的放电感觉。人们在使用汽车时,这种静电放电现象是不可避免地会产生。
2.汽车电子设备的EMI危害及特点
工业发展不仅给人们生存环境带来一些凭感官就可识别的有形污染,诸如水、空气及噪声污染。然而,伴随电子技术的发展尤其是数字电路、移动通信和开关电源的普及应用,又多了一种凭感官无法感觉到的无形污染,这就是电磁干扰(EMI),或叫电磁噪声。
电子设备辐射、泄漏的电磁波不仅对电子设备本身造成严重干扰,而且也威胁着人类的健康与安全。
现代汽车上的各个电器工作方式不同,它们之间会以不同的方式彼此侵扰。通常所有汽车电器具有相容性,即能在车上共同工作而不干扰其他电器的正常工作,同时也有抵抗其他电器干扰的能力。
对汽车电子设备的电路来说,任何因素激发出的电路中的振荡,都会通过导线等以电磁波的形式发射出去,不仅干扰收音机、通信设备,而且对车上具有高频响应特 点的电子系统也会产生电磁干扰。同时由车外收发两用机之类的无线电设备、雷达、广播电台等发射无线电波,会干扰汽车上的仪器,使电子控制装置失控。因此, 汽车上应用计算机(控制器)等,都应具有良好的电磁屏蔽措施,一旦屏蔽损坏,也会导致工作异常。
车内电磁干扰传播方式特点:
(1)感性负载产生沿电源线传导的干扰。汽车内使用的各种感性负载,如:雨刮器驱动电机、汽车启动电机、暖风电机等。当供电被突然切断
- 混合集成电路的电磁兼容(EMC)设计 (10-07)
- PCB布线技术中的抗干扰设计(03-08)
- 开关电源的EMC设计方案(12-21)
- 自激式开关稳压电源的工作原理及功能设计(01-13)
- 开关电源电磁干扰的抑制措施(07-02)
- 电源管理的开关频率与电磁干扰之间的平衡(02-26)