1、LOGO讀書報告讀書報告汽車汽車的電磁環境與兼容的電磁環境與兼容 童衛東Contents汽車的電磁環境汽車的電磁環境 1汽車電磁干擾的防干擾措施汽車電磁干擾的防干擾措施2抗電磁干擾的檢測抗電磁干擾的檢測3早期解決電磁兼容問題的必要性早期解決電磁兼容問題的必要性4 1.正常電壓即發電機和蓄電池向用電設備提供的正常工作電壓，一般為125145V之間（以標稱電壓為12V的汽車電氣系統為例） 汽車的電磁環境在汽車上是以電壓波動變化作為表現形式，經對汽車電系電壓分汽車的電磁環境在汽車上是以電壓波動變化作為表現形式，經對汽車電系電壓分析，在汽車電系出現的電壓可以歸納為四類電壓：正常電壓、異常電壓、瞬變過電

2、析，在汽車電系出現的電壓可以歸納為四類電壓：正常電壓、異常電壓、瞬變過電壓和無線電干擾電壓。壓和無線電干擾電壓。 2.異常電壓：當部分放電的蓄電池在低溫下冷起動、當汽車發電機調節器 發生故障，激磁電流短路、當蓄電池跨接片松動、蓄電池極性接反等原因作用后的電源電壓 3.瞬變過電壓：在電源電壓中，由于某種變化引起的過渡過程電壓，其類似一階電路的指數衰減曲線形式。在汽車電子中，有負載突變過電壓， 切換電感負載過電壓，激磁衰減過電壓和互耦式過電壓等四種瞬變過電壓。 4.無線電干擾電壓:汽車上的無線電干擾來自兩方面，一是車外的 雷電、雷達 及電臺用無線電發射機和高壓輸電線的 電暈放電，熒光燈的輝光放電，

3、探照燈的弧光放電，以及其它機動車輛發動機的點火等，這些電磁噪聲 源對汽車電系內的電子產品產生輻射干擾，另一是 汽車電子內部的各種瞬變電脈沖，火花塞間隙之間,發電機電刷與整流子之間的間隙放電以及車輪與地 面、車身與空氣等各種磨擦產生的靜電放電形成的 對汽車電子產品的輻射干擾。 汽車的電磁環境汽車的電磁環境 瞬變過電壓瞬變過電壓1.負載突變過電壓負載突變過電壓2.切換電感負載過電壓切換電感負載過電壓 瞬變過電壓瞬變過電壓3.激磁衰減過電壓激磁衰減過電壓 當點火開關轉到斷開時，點火停止，交流發電機 激磁繞組與蓄電池中斷連接，但與其它負載還有電 的聯系，這時在激磁繞組上將產生一個負向脈沖的 自感電動勢

4、，脈沖的幅度取決于斷開瞬間的負載和 調節器的狀態。 如果在初級點火電路斷開的同時，切斷點火開 關，則產生最強的瞬時過電壓，過電壓的幅值可達 120V，持續時間200ms左右。電磁場衰減引起的 瞬變在點火開關斷開時總是存在的，可以說是汽車 電路中的一種正常瞬變現象，它可能使調節器的達 林松管遭到損壞，同時還對儀表電路等其它電子產 品構成威脅。 4.互耦式過電壓互耦式過電壓 由于電氣配線遍布整個汽車，導線緊緊包扎成 線束后，導線中流有不同強度變化的電流，使導線間 產生電容或電磁耦合，并且汽車上還有多點搭鐵產 生回路電位差所帶來的電阻耦合電動勢。 1. 1.對干擾敏感部件的采用獨立電源和分列導線對干

5、擾敏感部件的采用獨立電源和分列導線2. 2.在干擾敏感部件的輸入端增加抗干擾衰在干擾敏感部件的輸入端增加抗干擾衰 減濾波器減濾波器3. 3.合理布置搭鐵線合理布置搭鐵線4. 4.在汽車收放機等接收電路中引入調頻波在汽車收放機等接收電路中引入調頻波 段抑制噪聲電路或把印刷電路段抑制噪聲電路或把印刷電路板各部分饋電系統板各部分饋電系統 布置為放射狀布置為放射狀5. 5.電源饋電系統加設電源饋電系統加設RCRC濾波電路，以減濾波電路，以減 少電路耦合少電路耦合合理布線，減少電路網絡干擾合理布線，減少電路網絡干擾科學設計，減少電磁輻射源影響科學設計，減少電磁輻射源影響1. 1.在高頻振蕩電路中串聯阻尼

6、電阻，使高頻振蕩受到削弱。在高頻振蕩電路中串聯阻尼電阻，使高頻振蕩受到削弱。2. 2.并聯抗干擾電容，以吸收火花能量，減輕并聯抗干擾電容，以吸收火花能量，減輕 干擾。干擾。3. 3.采用金屬屏蔽可有效采用金屬屏蔽可有效 防止電磁波的輻射或被干擾。防止電磁波的輻射或被干擾。4. 4.汽車的所有金屬部件之間應可靠接地，接地可使汽車部件汽車的所有金屬部件之間應可靠接地，接地可使汽車部件之間的電位差得到平之間的電位差得到平 衡，從而改善屏蔽效果。衡，從而改善屏蔽效果。5. 5.利用電子控制，降低觸點電流。利用電子控制，降低觸點電流。汽車電磁干擾的防干擾措施汽車電磁干擾的防干擾措施 如表如表1 1，按照

7、所提供的最基本振幅進行分級，使干擾源，按照所提供的最基本振幅進行分級，使干擾源 與潛在敏感裝置相匹配。以便兩者之間達到最大的與潛在敏感裝置相匹配。以便兩者之間達到最大的 兼容性，兼容性，例如限定汽車上所有干擾源為例如限定汽車上所有干擾源為級，而潛在級，而潛在 敏感裝置敏感裝置( (例如例如控制單元控制單元) )可設計成符合可設計成符合級的要求級的要求 ( (考慮到安全裕度考慮到安全裕度) )。假。假如對于干擾源的抑制比對敏如對于干擾源的抑制比對敏 感裝置提供相應的保護要容易感裝置提供相應的保護要容易則用則用I I級。相反如級。相反如 果對潛在敏感裝置采取保護措施較容果對潛在敏感裝置采取保護措施

8、較容易且便宜，則易且便宜，則 用等級用等級IVIV是有意義的能是電氣裝置接通是有意義的能是電氣裝置接通或斷開時電流或電或斷開時電流或電 壓的突然上升壓的突然上升( (脈沖脈沖) )。抗電磁干擾的檢測抗電磁干擾的檢測 由前面對電磁環境分析可知，汽車電路網絡保由前面對電磁環境分析可知，汽車電路網絡保 證了汽車證了汽車上各種電氣裝置的供電電源上各種電氣裝置的供電電源, ,也就意味著，反饋會從一個系也就意味著，反饋會從一個系統直接到達另一個系統的輸入端，統直接到達另一個系統的輸入端， 這種反饋也可能是電氣這種反饋也可能是電氣裝置接通或斷開時電流或電裝置接通或斷開時電流或電 壓的突然上升壓的突然上升(

9、(脈沖脈沖) )。 脈沖1表示電感負載的斷開過程，例如繼電器 或閥的斷開過程； 脈沖2表示電動機負載斷開的過程，風扇電動 機在運轉時會產生正向過電壓； 脈沖3a3b表示由于轉換過程引起的過電壓； 脈沖4表示起動時電源電壓曲線； 脈沖5表示由突卸負載產生，即當發電機因大 電流對蓄電池充電時，發電機與蓄電池連接突然斷 開。 實際工作中，為了保證汽車電子產品的可靠性實際工作中，為了保證汽車電子產品的可靠性 除了耐電壓、絕緣強度等試驗外，按照這除了耐電壓、絕緣強度等試驗外，按照這5種基本類種基本類 型脈沖模擬電路網絡干擾電壓，對汽車電子產品進型脈沖模擬電路網絡干擾電壓，對汽車電子產品進 行測試，汽車電

10、子產品應能行測試，汽車電子產品應能夠經受得住這類干擾電夠經受得住這類干擾電 壓沖擊，然后需裝車進一步搭載試驗。壓沖擊，然后需裝車進一步搭載試驗。 早期解決電磁兼容問題的必要性早期解決電磁兼容問題的必要性 該圖橫軸為產品生產過程的各個階段，縱軸為 對該產品解決電磁兼容問題所需的費用，即所需的 人力物力， 由該圖可見，如圖在產品開發階段，解決電磁兼容問題所需費用1，如到型號研制階段，可能 需要1O。到批量生產時再解決需要的費用可能達到 100，因為這時模具及工藝流程等需要改變，而如果 批量生產時尚未發現或尚未能解決電磁兼容問題,則到現場安裝調試階段再解決費用將可能高達千 倍，由此可見對于一個產品或

11、一個系統，盡早解決電 磁兼容問題是十分必要的。 中國汽車工業中國汽車工業東風汽車公司將購買韓國東風汽車公司將購買韓國 起亞中國合資公司起亞中國合資公司江蘇現代江蘇現代 起亞躍達汽車有限公司起亞躍達汽車有限公司20的的 股份。起亞將持有該公司股份。起亞將持有該公司50的的 股份，江蘇躍達持股份，江蘇躍達持30 ,而東風而東風 將占乘余的將占乘余的20德國曼公司正在考德國曼公司正在考慮與洛慮與洛 陽宇通汽車陽宇通汽車公司成立一家合資公司成立一家合資企企 業。業。 日本車架和車身底板制造廠Kikuchi公司和Takao Kin zoku Kogyo公司正在廣州建一 家為本田轎車廠配套的合資企 業。

12、中國汽車工業最近發展動向中國汽車工業最近發展動向 通用汽車公司說它將繼續 朝著與上海汽車工業(集團)公司 和柳州五菱汽車有限公司結成聯 盟的方向而努力。 PSA標致雪鐵龍的東標致雪鐵龍的東風風 雪鐵龍合資企業將雪鐵龍合資企業將為其生產線新增一款為其生產線新增一款小轎車。標致說它同小轎車。標致說它同樣將樣將 增加其在合資公增加其在合資公司的股本和用它在中司的股本和用它在中國重新推出標致牌轎國重新推出標致牌轎車。車。 大眾股份公司最近推出其大眾股份公司最近推出其 Bora(捷達捷達)中型尺寸轎車并計劃中型尺寸轎車并計劃 今年初推今年初推出出P0lo轎車。公司同樣轎車。公司同樣 計劃在不遠的將來為其

13、中業務投計劃在不遠的將來為其中業務投 資資22億美元。億美元。 讀書報告讀書報告Shielding（屏蔽）（屏蔽）Shielding The term shield usually refers to a metallic enclosure that completely encloses an electronic product or a portion of that product. 屏蔽通常指將一個電子器件或其一部分放入一個金屬外殼中電磁屏蔽是電磁兼容技術的主要措施之一。即用金屬屏蔽材料將電磁干擾源封閉起來，使其外部電磁場強度低于允許值的一種措施；或用金屬屏蔽材料將電磁敏感電路封閉

14、起來，使其內部電磁場強度低于允許值的一種措施。屏蔽的作用屏蔽的作用There are two purposes of a shield,1、to prevent the emissions of the electronicsof the product or a portion of those electronics from radiating outside theboundaries of the product。這里的動機是為了防止那些排放造成產品不符合輻射限制或防止產品與其他電子產品造成干擾確保所研究電子器件的輻射場不受外界輻射場的干擾2、to prevent radiated

15、emissionsexternal to the product from coupling to the products electronics, which may cause interference in the product.為了防止空間輻射干擾影響研究的器件本身shielding efficiency屏蔽效能屏蔽效能為了實現這些為了實現這些目標理想目標理想和非常大的屏蔽效能值屏蔽和非常大的屏蔽效能值屏蔽層必須完全封閉的電子產品，并必須有孔，縫，槽層必須完全封閉的電子產品，并必須有孔，縫，槽或電纜，如無穿透。任何穿透屏蔽，除非妥善處理，或電纜，如無穿透。任何穿透屏蔽，除非妥善處理

16、，可能會大大降低屏蔽的有效性。可能會大大降低屏蔽的有效性。在有屏蔽體時，被屏蔽空間內某點的場強與沒有屏蔽體時該點場強的比值。以dB為單位表示。定義：在有屏蔽體時，被屏蔽空間內某點的場強與沒有屏蔽體時該點場強的比值。以dB為單位表示1 1、wire wire 電線電線 Suppose a nearby radiating source such as an antenna radiates an electromagnetic field. This field will be coupled to the wire, generating a current in it. This curre

17、nt will flow unimpeded into the enclosure and couple to the internal electronics. 假設在屏蔽殼外有一個發射輻射的天線，他所輻射的場會使屏蔽物內伸出的導線中產生電流，這個電流會影響屏蔽殼內部的電子器件2 2、hole or aperture hole or aperture 孔洞孔洞 Fields interior to the shield or exterior to it will radiate through this aperture, thus reducing the effectiveness o

18、f the shield. 在屏蔽物內部或外部的場會通過孔洞泄漏出來，因此降低了電子器件的輻射場強度。互補結構輻射出的遠場（由Babinet 原則可得）：屏蔽效能的計算屏蔽效能的計算屏蔽物厚度為t ，導電率為，介電常數，磁導率，并且定義了屏蔽性能SE屏蔽效能還可以分解三種現象的綜合作用結果，它們分別是：反射衰減、吸收衰減、多次反射R表示由左右接觸面反射所引起的反射衰減；表示由左右接觸面反射所引起的反射衰減；A表示波穿過障礙時產生的吸收衰減；表示波穿過障礙時產生的吸收衰減；M表示多級表示多級反射和傳遞之后產生的附加作用反射和傳遞之后產生的附加作用結論結論 屏蔽體對來自導線、電纜、元部件、電路或系統等外部的干擾電磁波和內部電磁波均起著吸收能量（渦流損耗）、反射能量（電磁波在屏蔽體上的界面反射）和抵消能量（電磁感應在屏蔽層上產生反向電磁場，