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汽车内电子设备的电磁干扰与预防

时间:02-02 来源:安规与电磁兼容网 点击:

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。

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。当供电被突然切断时,会产生反向瞬变 电压U c,线圈初始储能越大,关断速度越快,瞬变过电压就越高。一般U c为一100~300V;t s为0.2~0.5s。这类于扰虽然不具有连续性,但是它的瞬变电压的幅值相当大,会对电子模块造成严重影响,甚至损坏。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。

(2)静电放电对车内电子部件的干扰。遇到导体就会释放出来。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在使 用汽车时,这种静电放电现象不可避免地会产生静电放电的干扰特点是:高电压、短时间、微小电流。其干扰影响程度是巨大的,会使一些电子控制单元产生误动 作,严重的会损坏电子单元。

(3)部件或线缆间的相互耦合干扰。汽车中经常将各种线缆捆绑成一束沿汽车内侧布置,电源线中的瞬变干扰会祸合到信号线或控制线中,形成差模信号,会对车内ECU等电子模块产生影响。

(4)辐射干扰。干扰能量的电磁波辐射形式,频率范围是150kHz~1000MHz。 汽车电子设备的EMI干扰源有:①点火系统,其十扰在接收机音频中表现为有韵律的爆声或滴答声,且音调直接与引擎速度有关,当引擎负载增大时干扰幅度也增 大。通常解决点火噪声的方法是安装电阻火花塞和线。目前,大多数汽车都标配电阻火花塞和线。通常更换新的火花塞和线将有助于减小噪声,因为很多噪声都源于 点火系统元件故障。②充电系统,包括交流发电机,由固态稳压器控制。由于交流电在交流发电机中仅被整流,未被滤波,输出存在纹波。充电系统噪声通过汽车布 线传到设备,影响接收机和发射机的音频部分。该噪声可以从接收机音频或者发射信号中的呜呜声来辨别,更准确的方法是将充电系统暂时断开。充电系统噪声的音 调、强度与引擎速度和充电系统负载有关。当开灯时充电系统负载增大,可以发现呜呜声更大。这时应检查交流发电机与电池的连线是否腐蚀或者接触不良,及固态 稳压器是否良好如都正常,则用0.47μF和0.01μF电容并联,接到输出与地线间进行滤波。

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