汽車電子電磁干擾(EMI)及其影響

四、感性負(fù)載產(chǎn)生沿電源線傳導(dǎo)的干擾

汽車內(nèi)使用的各種類型的電機(jī)都屬于感性負(fù)載。如：雨刮器驅(qū)動(dòng)電機(jī)；汽車啟動(dòng)電機(jī)；暖風(fēng)電機(jī)等。這類負(fù)載特性電路如圖3。當(dāng)感性負(fù)載的供電被突然切斷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反向瞬變電壓Vc，如圖4。線圈初始儲(chǔ)能越大，關(guān)斷速度越快，瞬變過電壓就越高。實(shí)測結(jié)果，一般Va為-100V～300V；is為0.2s～0.5s。



這種類型的干擾雖然不具有連續(xù)性，但是它的瞬變電壓的幅值相當(dāng)大，偶爾的出現(xiàn)會(huì)對電子模塊造成嚴(yán)重影響，甚至損壞。前文中介紹的發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器擊穿損壞就是因這種反向瞬變電壓造成的嚴(yán)重后果。

五、靜電放電對車內(nèi)電子部件的干擾

人體會(huì)產(chǎn)生靜電，尤其在我國的北方地區(qū)，冬天氣候干燥，人體容易產(chǎn)生靜電。人體靜電遇到一些導(dǎo)體就會(huì)釋放出來。有直接放電，人們感覺不到。當(dāng)靜電儲(chǔ)存到一定程度后，會(huì)通過空氣放電，甚至?xí)谢鸹óa(chǎn)生，人們就會(huì)有強(qiáng)烈的放電感覺。人們在使用汽車時(shí)，這種靜電放電現(xiàn)象是不可避免地會(huì)產(chǎn)生。

靜電的放電過程，既可能是正放電過程，也可能是負(fù)放電過程，其一放電特性如圖5。放電電壓U最高達(dá)1.5 kV～2.5kV；放電時(shí)間is，接觸放電：0.7 ns～1ns，空氣放電：0.7 ns～5ns；放電電流很小，nA級。



這種類型的干擾特點(diǎn)是：高電壓；短時(shí)間；微小電流。其干擾影響程度是巨大的，會(huì)使一些電子控制單元產(chǎn)生誤動(dòng)作，嚴(yán)重的會(huì)損壞電子單元。如前文描述的安全氣囊的電子引爆控制器的誤動(dòng)作。

六、部件或線纜間的相互耦合干擾

汽車中的各種線纜經(jīng)常將他們捆綁成一束沿汽車內(nèi)側(cè)布置，電源線中的瞬變干擾會(huì)耦合到信號線或控制線中，形成差模信號，會(huì)對車內(nèi)ECU等電子模塊產(chǎn)生影響。這一點(diǎn)常被人們所忽視。

七、輻射干擾

干擾能量的電磁波輻射形式，人們比較熟悉。人們關(guān)注的頻率范圍是150kHz～1000MHz。其他頻段的千擾也是存在的，人們正在進(jìn)行研究。

八、電磁干擾的抑制

電磁干擾的抑制措施的選用，首先考慮干擾源，要根據(jù)不同的干擾源的特點(diǎn)采取不同的抑制方式。如：點(diǎn)火系統(tǒng)的干擾；電源供電系統(tǒng)的干擾；電感性負(fù)載或開關(guān)性負(fù)載引起的干擾等。其次，考慮干擾的傳播途徑，這對采取有效地抑制措施非常重要。干擾的途徑可以是：通過供電系統(tǒng)的電纜；通過天線或各種導(dǎo)線；通過耦合；通過空間直接輻射電磁波等方式。 此外干擾抑制應(yīng)充畔慮抑制成本。一般的處理方式，限制干擾源產(chǎn)生的干擾噪聲達(dá)到規(guī)定的合理范圍內(nèi)；同時(shí)被干擾體應(yīng)具有一定的抵抗干擾的能力，以達(dá)到相互共存、互不影響的狀態(tài)。無限制地加大干擾抑制會(huì)成倍地增加抑制成本，這在實(shí)際應(yīng)用中是非常不可取的做法。

汽車電子電器部件的干擾抑制方式，一般規(guī)定若干等級限值，不同部件根據(jù)其特點(diǎn)和使用方式的不同，選擇一種合理的等級限值，以降低抑制成本。

對來自車內(nèi)供電系統(tǒng)的干擾，一種簡單而有效的方法是利用蓄電池作為一個(gè)極低阻抗、大容量的瞬變電壓抑制器，吸收各種瞬變電壓產(chǎn)生的干擾能量。最好的方式是保證蓄電池電纜接線良好。若負(fù)極搭鐵，應(yīng)保證搭鐵電阻值最小。見圖1和圖3，應(yīng)盡可能保證線路阻抗RO達(dá)最小值，甚至為零。

對于線纜間耦合引起的干擾、，一種節(jié)省成本的方法是在車內(nèi)布線時(shí)充分考慮合理而有效地布置線纜。最好的方式為將ECU控制線或信號線與電源線分開布置，以減小因耦合而引起．的干擾信號侵入。此外，采用屏蔽電纜的方式，也是避免外界電磁干擾侵入控制線和信號線的好方法。

對于電感性負(fù)載引起的干擾，抑制方式可以采用并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)數(shù)值的電容器，以消除反向過電壓。總體講，干擾抑制措施的方式有很多種，但歸納整理為：屏蔽、濾波、接地、阻尼。

九、結(jié)語

總之，汽車內(nèi)電磁干擾及其產(chǎn)生的影響是重大的，關(guān)系到汽車安全可靠性。人們應(yīng)該意識到現(xiàn)代電子化汽車中出現(xiàn)的許多新問題，在相當(dāng)程度上與電磁干擾的影響有關(guān)。實(shí)際中，采取適當(dāng)?shù)母蓴_抑制措施，同時(shí)提高汽車電子電器部件的電磁抗擾特性，可以有效地提高汽車運(yùn)行可靠性。