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汽车电磁干扰的机理和EMC设计方法
2018-09-19 18:38:49· 来源：中国汽研新能源汽车测试评价
汽车EMC（电磁兼容）看不见、摸不着，但却关乎汽车的安全和可靠性，同时也可能对车外无线电设备造成影响，本期让我们来一起认识它。一、汽车电磁干扰的机理汽车E
汽车EMC（电磁兼容）看不见、摸不着，但却关乎汽车的安全和可靠性，同时也可能对车外无线电设备造成影响，本期让我们来一起认识它。
一、汽车电磁干扰的机理
汽车EMC（电磁兼容）指汽车及其电子电气零部件在其电磁环境中能够正常工作且对其周围设备系统不造成性能降级的能力。汽车EMC三要素包括骚扰源、传播路径、敏感设备，如图1所示。
骚扰源分为车外和车内两部分。车外骚扰主要来自变电站、高压输电线路、电视广播发射、雷达基站、雷击等；车内骚扰主要有电机驱动系统、电机控制器、电喇叭、鼓风机、雨刮电机、EPS、车窗电机、门锁等。
骚扰传播途径有辐射和传导两种方式，辐射骚扰是指干扰信号通过空间以电磁波形式传播到其他设备中。传导骚扰是指干扰信号通过导线直接传递到其他设备。
敏感设备包括车载终端、车速传感器、网管控制器、安全气囊控制器、VCU、倒车影像等。
二 汽车EMC的设计方法
电磁兼容性设计一般可以从三个方面入手：抑制干扰源、切断或减弱干扰的传播、提高设备的抗干扰能力，其中抑制干扰源最为重要。电磁兼容设计的基本方法有以下几种：
1. 屏蔽
屏蔽是一种用来减小设备之间或设备内部各部分之间辐射干扰的去耦技术，其目的主要有两点，其一是将辐射能限制于规定的区域；其二是阻止辐射能进入规定的区域。凡是属于场的干扰，都可以用屏蔽的方法来削弱，以确保设备的正常工作。
2. 滤波
滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。无论是抑制干扰源，消除干扰耦合，还是增强接收电路的抗干扰能力，都可以采用滤波技术。
3. 接地
在汽车接地设计中，接地又可以广义的分为干净地和干扰地。干净地一般是指信号地以及对干扰敏感，容易受外界干扰的地；干扰地一般指电机类、电感类、周期变化、大电流的地，通常在做接地设计时要保证干净地与干扰地分开。另外，地回路干扰与接地点的位置有直接的关系，因此设计时要恰当选择接地点的位置。
4. 合理的布局布线
零部件的布局和线束的布线路径，会直接影响系统的电磁兼容性。合理的布局布线不仅可以减少零部件之间的干扰，还可以减少对外的辐射骚扰。
5. 隔离
隔离包括隔离稳压、光电隔离、空间隔离等多种措施。隔离稳压就是通过隔离变压器使用电设备与汽车供电系统隔离，通过稳压电路进一步抑制干扰：光电隔离就是使控制电路与被控电路的地线分开，通过光电转换对被控设备进行控制：空间隔离就是使干扰源尽量远离敏感件。汽车EMC设计中常用的就是空间隔离。
6. 软件设计
常用的软件抗干扰技术有软件陷阱、指令冗余、重复输入/输出、数字滤波等。
三、总结
本期介绍了汽车电磁干扰的机理和EMC的设计方法。后续我们将分别介绍汽车EMC标准体系、中国汽研EMC业务能力、EMC的应用案例。
一、汽车电磁干扰的机理
汽车EMC（电磁兼容）指汽车及其电子电气零部件在其电磁环境中能够正常工作且对其周围设备系统不造成性能降级的能力。汽车EMC三要素包括骚扰源、传播路径、敏感设备，如图1所示。
骚扰源分为车外和车内两部分。车外骚扰主要来自变电站、高压输电线路、电视广播发射、雷达基站、雷击等；车内骚扰主要有电机驱动系统、电机控制器、电喇叭、鼓风机、雨刮电机、EPS、车窗电机、门锁等。
骚扰传播途径有辐射和传导两种方式，辐射骚扰是指干扰信号通过空间以电磁波形式传播到其他设备中。传导骚扰是指干扰信号通过导线直接传递到其他设备。
敏感设备包括车载终端、车速传感器、网管控制器、安全气囊控制器、VCU、倒车影像等。
二 汽车EMC的设计方法
电磁兼容性设计一般可以从三个方面入手：抑制干扰源、切断或减弱干扰的传播、提高设备的抗干扰能力，其中抑制干扰源最为重要。电磁兼容设计的基本方法有以下几种：
1. 屏蔽
屏蔽是一种用来减小设备之间或设备内部各部分之间辐射干扰的去耦技术，其目的主要有两点，其一是将辐射能限制于规定的区域；其二是阻止辐射能进入规定的区域。凡是属于场的干扰，都可以用屏蔽的方法来削弱，以确保设备的正常工作。
2. 滤波
滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。无论是抑制干扰源，消除干扰耦合，还是增强接收电路的抗干扰能力，都可以采用滤波技术。
3. 接地
在汽车接地设计中，接地又可以广义的分为干净地和干扰地。干净地一般是指信号地以及对干扰敏感，容易受外界干扰的地；干扰地一般指电机类、电感类、周期变化、大电流的地，通常在做接地设计时要保证干净地与干扰地分开。另外，地回路干扰与接地点的位置有直接的关系，因此设计时要恰当选择接地点的位置。
4. 合理的布局布线
零部件的布局和线束的布线路径，会直接影响系统的电磁兼容性。合理的布局布线不仅可以减少零部件之间的干扰，还可以减少对外的辐射骚扰。
5. 隔离
隔离包括隔离稳压、光电隔离、空间隔离等多种措施。隔离稳压就是通过隔离变压器使用电设备与汽车供电系统隔离，通过稳压电路进一步抑制干扰：光电隔离就是使控制电路与被控电路的地线分开，通过光电转换对被控设备进行控制：空间隔离就是使干扰源尽量远离敏感件。汽车EMC设计中常用的就是空间隔离。
6. 软件设计
常用的软件抗干扰技术有软件陷阱、指令冗余、重复输入/输出、数字滤波等。
三、总结
本期介绍了汽车电磁干扰的机理和EMC的设计方法。后续我们将分别介绍汽车EMC标准体系、中国汽研EMC业务能力、EMC的应用案例。
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