【正文】
汽車電磁干擾防止措施及相關標準汽車防止電磁干擾的措施 無論是汽車內(nèi)部還是外部的電磁干擾對車用電子設備尤其是車用ECU(電控單元)影響都很大,這些電磁干擾會嚴重影響汽車電子設備的工作性能。眾所周知,半導體元件對脈動電壓非常敏感,當瞬變電壓值超過其電壓值時,半導體元件會被擊穿而損壞,而脈沖信號一旦被ECU(電控單元)誤認為輸入信號便會使電子設備做出錯誤的判斷,以至產(chǎn)生故障。因此,為了防止異?,F(xiàn)象發(fā)生且允許汽車電子設備在這種環(huán)境下正常工作,要求在現(xiàn)代汽車上采用一些防干擾措施,以保證車用電子設備的正常工作。 抗干擾的基本技術一是消除干擾源,二是防止干擾信號的串人。下面介紹幾種提高汽車電子設備抗干擾性能和抑制其產(chǎn)生電磁干擾的基本技術?! ?)電路設計模塊化。在電路板設計中,根據(jù)電路在汽車上發(fā)揮的功能及位置的不同,將執(zhí)行器電路、傳感器電路、系統(tǒng)控制電路分開設計,形成不同的電路模塊,使不同模塊的電源、搭鐵(金屬車體)線分開,減少不應有的耦合,提高絕緣阻抗。為避免干擾,應先將電源(汽車在行駛過程中主要由發(fā)電機供電)傳輸?shù)礁鱾€模塊,而后分別進行整流、濾波、穩(wěn)壓、供電。模塊中的數(shù)字搭鐵與模擬搭鐵分開,工作搭鐵與安全搭鐵一點連接?! ?)阻尼電阻。在點火裝置的高壓電路中,串入阻尼電阻,削弱火花產(chǎn)生的干擾電磁波。阻尼電阻值越大,抑制效果越好。但阻尼電阻太大,又會減少火花塞電極間的火花能量。阻尼電阻一般用碳質(zhì)材料制成,電阻值約1020 kll。阻尼電阻加在點火線圈端和火花塞接頭端?! ?)并聯(lián)電容器。在可能產(chǎn)生火花處并聯(lián)電容器,如在調(diào)節(jié)器的“電池”接柱與“搭鐵”之間和發(fā)電機“電樞”接柱與“搭鐵”之間并聯(lián)0.2~0.8 的電容器;在水溫表和機油壓力表的傳感器觸點間并聯(lián)0.1~0.2 的電容器;在閃光繼電器和電喇叭的觸點處并聯(lián)0.5 F電容器等。 4)金屬屏蔽。發(fā)電機、起動機、火花塞等電器設備產(chǎn)生的火花,都能產(chǎn)生電磁波。屏蔽是抑制電磁波干擾的有效方法。屏蔽電場或磁場時,可選用銅、鋁、鋼等導電率高的材料作屏蔽體。當屏蔽高頻磁場時應選擇導電率高的鋼、鋁等材料;屏蔽低頻磁場時,選擇導磁率高的磁鋼、鈹莫合金、鐵等材料。為了有效發(fā)揮屏蔽體的屏蔽作用,還應注意屏蔽體的有效搭鐵。汽車電器中的導線也用密織的金屬網(wǎng)或金屬導管套起來,并將其搭鐵。這樣就使這些電器因工作火花而發(fā)射的電磁波,在金屬屏蔽內(nèi)感應寄生電流,產(chǎn)生焦耳熱而耗散,從而起到防干擾的作用。這種措施有較好的防干擾效果,但裝置復雜,成本高,并且會增大高壓電路的分布電容,影響點火性能。因此,一般只用在特殊需要的汽車上?! ?)感抗型高壓阻尼線。目前國內(nèi)外多采用高壓阻尼線,其線心是用牽0.1 rnlTl的鎳鉻鉬絲繞成,相當于電感、電容及電阻三者的復合體,抑制效果比集中電阻的效果更好。 6)采用濾波器。濾波器主要抑制通過電路通路直接進入的干擾,它是應用最普遍的抗干擾方法。根據(jù)信號與干擾信號之間的頻率差別,可以采用不同性能的濾波器,抑制干擾信號,提高信噪比?! ?)采用平衡技術。平衡技術是一種消除串音干擾的有效措施。信號的往復兩條線的電性tt(包括阻抗,分布電容等)相等時叫平衡。在汽車電路中,檢測信號的輸入、控制信號的輸出,特別是在時序信號傳輸中,通常采用雙絞線作為平衡線,雙絞線的螺距要小,長度要盡量短。 8)提高信號幅值。即提高信噪比,是抗干擾的重要方法。對于微弱的傳感器信號(如溫度信號、光電信號等),采用放大電路增大幅值,減小干擾的影響。同時,為避免提高幅值的信號成為干擾源,應采用平衡線傳輸。汽車電磁兼容性標準簡介 汽車電磁兼容性標準是汽車電磁兼容設計、仿真和測試的基礎,它就整車和零部件的抗干擾水平、干擾限值、測試方法、測試環(huán)境等作了規(guī)定。汽車電磁兼容標準分為國際標準、國家標準和企業(yè)標準。國外對汽車的電磁兼容問題非常重視,很早就開始了電磁兼容性標準的制訂工作,目前已經(jīng)形成了較為完善的汽車電磁兼容性標準體系。國際上各大汽車公司都有自己的企業(yè)電磁兼容標準,如美國福特公司、通用公司,德國大眾、寶馬、梅塞德斯一奔馳公司,法國的標致一雪鐵龍公司等,其企業(yè)標準比國際上通用的標準要嚴格很多。 我國吸收了發(fā)達工業(yè)國家的經(jīng)驗,也已經(jīng)制訂了汽車電磁兼容性標準,明確規(guī)定了測量方法及最大干擾的允許值。但與發(fā)達國家相比,還有待進一步研究完善。國家標準GB18655—2002(用于保護車載接收機的無線電騷擾特性的限值及測量方法》是汽車及其零部件的電磁兼容性技術標準之一,該標準于2002年2月22日批準發(fā)布,2003年3月1日開始實施,屬于國家強制性標準,主要用于考察汽車及其零部件產(chǎn)生的各種電磁干擾對車內(nèi)無線電接收機的干擾程度,并以干擾限值形式加以限制。該標準規(guī)定了0.15~1 000 MHz頻率范圍的無線電干擾限值和測量方法,適用于任何車輛和大型裝置及其電子或電器零部件,其限值用于保護車載接收機免受同車內(nèi)的零部件或電子模塊產(chǎn)生的電磁干擾。附表:表1 國內(nèi)汽車電磁兼容技術相關標準標準號標準名稱GB/T 183872008電動車輛的電磁場輻射強度的限值和測量方法寬帶9kHz~30MHzGB14023—2006車輛、機動船和由火花點火發(fā)動機驅動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法GB18655—2002用于保護車載接收機的無線電騷擾特性的限值和測量方法GB/T18387—2001電動車輛的電磁場輻射強度的限值和測量方法寬帶頻率9kHz~30MHzGB14023—2000車輛、機動船和由火花點火發(fā)動機驅動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法GB/T17619—1998機動車電子電器組件的電磁輻射術抗擾性限值和測量方法GB/T15152—94脈沖噪聲干擾引起移動通信性能降級的評定方法GB/T14024—92內(nèi)燃機電站無線電干擾特性的測量方法及允許值 傳導干擾表2 國外汽車電磁兼容技術相關標準標準協(xié)會標準號標準名稱國際標準ISO 11451道路車輛——窄帶輻射電磁能量所產(chǎn)生的電氣干擾——整車測試法(Road vehicles—Electrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energy—Vehicle test methods)ISO 11452道路車輛——窄帶輻射電磁能量所產(chǎn)生的電氣干擾——零部件測試法(Road ISO vehicles—Electrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energy —Component test methods)ISO 7637道路車輛——由傳導和耦合產(chǎn)生的電氣干擾(road vehicles—electrical disturbances by conduction and coupling)ISO TR 1O6O道路車輛——靜電放電產(chǎn)生的電氣干擾(road vehicles—electrical disturbances from electrostatic discharge)CISPR 12車輛、機動船和內(nèi)燃發(fā)動機驅動裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法(Vehicles,boats,and internal bustion engine driven devices radio disturbance characteristics limits and methods of measurement)CISPR 25用于保護用在車輛、機動船和裝置上車載接受機的無線電騷擾特性的限值和測量方法(Limits and methods of measurement of radio disturbance characteristics for the protection of receivers used on board vehicles,boats and on devices)歐洲標準95/54/EC對于車內(nèi)點火發(fā)動機產(chǎn)生的無線電干擾的抑制(The suppression of radio interference produced by Dark-ignition engines fitted to motor vehicles95/56/EC車輛保安系統(tǒng) (Vehicle security systems)97/24/EC2/3輪式車輛(wheeled vehicles)2000/2/EC森林和農(nóng)用拖拉機(Forestry and agricultural Tractors)美國標準SAE J551整車的測試標準SAE J1113汽車零部件的測試標準表3 汽車制造商標準公司名稱標準號標準名稱BMWGS 95002Electromagnetic Compatibility (EMC) Requirements and Tests PorscheAV EMC ENPorsche EMC Requiremnets DaimlerChrysler DC 10613Vehicles EMCDC 10614Components EMCDC 10615Components Electric FordESXW7T1A278ACFord Motor Company Electronic Component EMC Requirements amp。 Test Procedures. Gene