接地在汽车EMC中的作用
电流将会在接收器上产生容性耦合。
3.3 供电系统
3.3.1 供电系统结构
在图1所示的传统供电系统中。发动机体与电池负极之间的这个起动机,它直径大,但具有低阻特性,提供回路让电流回到发动机体、蓄电池负极。要设计一个好的接地系统可能面临两个难题。第一,由于蓄电池和起动机的尺寸和安装位置,回路中需很长的引线,这可能产生很大的接地电感;第二,发动机体的电阻可变,因为它是由很多结构上独立的部分组成的(如机身、机盖、歧管及其支架),而且它们之间连接处的电气特性在装配过程中是不可控的,也并不是一层不变的。
3.3.2 供电系统组件
接地设计时还应该考虑发电机和电压调节器产生的噪声。这种噪声有几个来源:1.电机滑环断续接触时引起的电刷噪声;2.整流时产生的谐波噪声;3.整流二极管反接产生的脉冲噪声;4.励磁绕组通PWM信号时,在电压调节器上产生高频噪声。因为摩擦和皮带的机械移动导致静电荷移动,因此发电机的传动带也成了一个噪声源。这个小的噪声源会加剧发动机产生的其他大容性信号和辐射信号。
前面已经提到过,可以利用蓄电池内部的电容来消除发电机噪声,这种结构可以吸收低频噪声,但对高频噪声就失效了,因为电池有复杂的频率响应和很大的导线电感。为了提高高频抑制能力,应该在尽可能靠近发电机外壳处让噪声对地分流。而外壳与蓄电池负极间通路的阻抗要低,如果采用缩短连线及减少和其他电路的耦合的方法,那一定要谨慎!
3.4 非电气组件
前面讨论的都是汽车上的电气元件,而汽车上很多非电气部件也都是显著噪声辐射源,这是由于其尺寸、形状及安装特性的关系。这些部件包括发动机组和气缸盖、散热器、散热器芯和排气管。噪声信号可能通过感性器件、容性器件、传导元件和辐射过程耦合。
许多汽车的散热器都是通过绝缘橡胶套管固定到车身上,因此散热器就和参考电位在电气上隔离。散热器芯也是这个原理。而且,流动叶片还可以加剧容性耦合噪声。由于车载娱乐设施也在这附近,因此这种干扰对散热器芯的影响特别严重。为了抑制这些噪声源,散热器和散热器芯至少一点接地到车身上。现在越来越多的使用铝制散热器,又引发了新问题。在连接处尤其要谨慎选择材料,必须保证金属材料接触时电化腐蚀最小。
3.4.2 排气管
排气管通过排气歧管连接到发动机盖,它相当于单极天线,是发动机的地网。这种地网也能产生辐射,可以用跨接导体来减少这些对车身金属体的辐射。
4 结论
本论文回顾了接地技术在汽车中的应用。设计接地时必须考虑各种电子和机电装置,汽车电子驱动设备的数量和复杂性也在迅速增加,就给EMC工程师提出了更高的要求,他们需要综合消费者对成本、质量和进度的要求,设计出物美价廉的产品。
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