汽車電子電氣部件的電磁騷擾技術(shù)要求
概述
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/80481.htm汽車電磁騷擾特性是汽車電磁兼容性中的一部分,可以從兩個方面去考查。首先,考查汽車電磁騷擾對其周圍環(huán)境的影響,對此技術(shù)要求有國家標準GB14023-2000《車輛、機動船和由火花點火發(fā)動機驅(qū)動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法》,該標準已執(zhí)行多年,先后有4個版本,在此版本之前的版本分別為GB14023-92和GB6279-86,最早期的版本為部級標準JB3093-82;其次,考查汽車電磁騷擾對車輛內(nèi)部接收機的影響,對此技術(shù)要求有國家標準GB18655-2002《用于保護車載接收機的無線電騷擾特性的限值和測量方法》。以上兩個標準均被列入國家發(fā)改委對新申報車輛強制檢驗項目中。
本文就汽車電磁騷擾對車內(nèi)無線電接收機的影響及技術(shù)要求,談?wù)剣覙藴蔊B18655-2002。該標準經(jīng)過了幾年的操作,其指導思想有了更深刻的認識。整車的騷擾限制應作為參考,安裝在整車上的各種電子電器部件應按照標準要求執(zhí)行。
圖1 零部件測試圖例
技術(shù)要求說明
國家標準GB18655是汽車及其零部件的電磁兼容性技術(shù)標準之一,主要用于考查汽車及其零部件產(chǎn)生的各種電磁騷擾對車內(nèi)無線電接收機的騷擾程度,并以騷擾限值形式加以限制。
國家標準GB18655-2002屬國家強制性標準。標準中規(guī)定了150kHz~1000MHz頻率范圍的無線電騷擾限值和測量方法,適用于任何車輛和大型裝置及其電子或電氣零部件,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)生的電磁騷擾。標準主體包括三個部分內(nèi)容和六個附錄,它們是:
第一部分:概述
第二部分:車載天線接收到的發(fā)射的測量
第三部分:車輛零部件和模塊的測量
附錄A:天線匹配單元——整車試驗
附錄B:零部件試驗屏蔽暗室的校準過程
附錄C:電流探頭要求
附錄D:抑制騷擾的說明
附錄E:TEM小室尺寸
附錄F:人工電源網(wǎng)絡(luò)原理圖
概念說明
技術(shù)標準中有些概念可以廣義地去理解。
車載接收機:是指在電磁騷擾情況下,可能會影響正常工作或運行的各種承受體。如:聲音和電視接收機、無線電話、車載移動通訊等設(shè)備;車輛的含義包括:轎車、客車、乘用車、載貨車、電動車輛、農(nóng)用拖拉機、工程機械車輛等。
針對電磁騷擾的特性和影響程度的大小,對其進行分類。在該標準中將騷擾分成寬帶騷擾和窄帶騷擾,并給出了區(qū)別寬帶和窄帶騷擾常用判別方法,既采用干擾接收機的峰值檢波器和平均值檢波器分別測量,測量結(jié)果的差值是否大于6dB的方法。
針對汽車中各種騷擾源,按其特點、持續(xù)時間長短劃分成三種類型,并給予不同的限值要求。具體分類為:
a) 連續(xù)或長持續(xù)時間型和自動短持續(xù)時間型寬帶設(shè)備;
b) 手動短持續(xù)時間型寬帶設(shè)備;
c) 窄帶設(shè)備。
以上的分類與劃分是基于這樣一種觀點,認為連續(xù)發(fā)射的騷擾源比周期性或短時型工作的騷擾源有更嚴重的影響,窄帶騷擾源比寬帶騷擾源有更集中的騷擾能量,因此應該有更嚴格地騷擾限值。例如:微處理器、數(shù)字邏輯電路、震蕩器、時鐘信號發(fā)生器等都屬于窄帶騷擾源的產(chǎn)品。
圖2 電波暗室
標準限值
整車騷擾限值。
零部件傳導騷擾限值:
·沿電源線的傳導騷擾限值,寬帶騷擾限值;窄帶騷擾限值。
·沿控制/信號線的傳導電流騷擾限值,寬帶騷擾限值;窄帶騷擾限值。
·零部件輻射騷擾限值,寬帶騷擾限值;窄帶騷擾限值。
試驗手段
屏蔽室
屏蔽室應具有一定的屏蔽外界電磁噪聲的效能,保證測試環(huán)境能滿足對電磁噪聲電平的要求。要求環(huán)境電磁噪聲電平應比限值電平至少低6dB。
電波暗室
電波暗室的其它名稱為裝有吸波材料的屏蔽室(ALSE),它是在屏蔽室的內(nèi)墻上和天花板上使用射頻吸波材料,吸收電磁波的反射能量,見圖2。具體要求:
a.ALSE的反射特性應滿足70MHz~1000MHz頻率范圍內(nèi),從墻和天花板的反射能量造成的最大誤差小于6dB。
b.在ALSE內(nèi),所有與輻射發(fā)射測量無關(guān)的物品清除干凈,這樣有利于減少對測量結(jié)果的影響,這其中包括不必要的設(shè)備、電纜架、桌、椅、柜子等,與試驗無關(guān)的人員應離開ALSE現(xiàn)場。
干擾接收機
干擾接收機或稱測量接收機,應符合GB/T6113.1對測量儀器設(shè)備技術(shù)參數(shù)的要求,應具有峰值檢波器、準峰值檢波器、平均值檢波器,測量時手動或自動頻率掃描方式均可使用。選擇最小掃描時間。測量接收機的帶寬應適當選取,應使儀器的本底噪聲值至少比限值低6dB。
電源系統(tǒng)
電源系統(tǒng)應有適當?shù)恼{(diào)整功能,保證試驗時對電壓的要求。12V電系統(tǒng)為13.5±0.5V;24V電系統(tǒng)為27V±1.0V。電源系統(tǒng)應經(jīng)過適當?shù)臑V波,以使電源中的射頻噪聲比規(guī)定限值至少低6dB。
人工電源網(wǎng)絡(luò)
人工電源網(wǎng)絡(luò)(AN)或線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)(LISN)。AN應有一個標稱為5mH的電感,測量端口有50W特性。
接地平板
測量傳導或輻射發(fā)射時應采用一接地平板,見圖1。接地平板采用至少0.5mm厚銅板或鍍鋅鋼板,應與屏蔽室搭接,其搭接直流電阻不超過2.5mW,搭接片間的距離不大于0.9m。
電流探頭
電流探頭是一個將電流轉(zhuǎn)換成電壓的互感器,其校正因子被稱為轉(zhuǎn)換阻抗Zt。被測導體中的射頻電流Ip與測量接收機電壓讀數(shù)Es的關(guān)系為:Ip=Es/Zt 。
電流探頭應具有的特性:
a.頻率范圍:0.15MHz~ 108MHz;
b.飽和電流:應大于最大預期電流的1.25倍;
c.額定輸出負載阻抗:(50+j0)Ω;
d.電流鉗孔尺寸:足以進行最粗電纜的試驗。
天線
天線系統(tǒng)應具有50Ω阻抗匹配特性,可以使用:
a.0.15MHz~30MHz 1m單極垂直天線;
b.30MHz~200MHz 可以水平和垂直極化的雙錐天線;
c.200MHz~1000MHz 可以水平和垂直極化的對數(shù)周期天線;
d.20MHz~1000MHz 復合寬頻帶天線。
適用產(chǎn)品分類與騷擾抑制
目的
國家標準GB18655的適用產(chǎn)品分兩大類:一類是汽車整車;另一類是安裝于汽車上的各種零部件和電子模塊。
該技術(shù)要求規(guī)定了適用的產(chǎn)品種類,但不僅限于列舉的產(chǎn)品。目的在于限制汽車及其零部件的無線電騷擾,保護車載無線電接收機能令人滿意地收到無線電信號。規(guī)定使用騷擾抑制器或必要的抑制措施,用于減小因車內(nèi)電器設(shè)備對其內(nèi)部電源的無線電騷擾能量,用于減小通過車內(nèi)的線束耦合對車載無線電接收天線端的騷擾能量。
整車產(chǎn)品
對整車產(chǎn)品的測試,主要考查車載無線電接收機天線的末端無線電騷擾電壓的大小。參見圖2。
零部件和電子模塊
零部件測試見圖1。
·寬帶騷擾源的產(chǎn)品
按持續(xù)時間長短劃分寬帶騷擾源的產(chǎn)品。
·窄帶騷擾源的產(chǎn)品
微處理器、數(shù)字邏輯電路、震蕩器、時鐘信號發(fā)生器等都屬于窄帶騷擾源的產(chǎn)品。這種騷擾源有較強的耦合能量,與有用信號相似且連續(xù)產(chǎn)生。因此這種騷擾更加有害。
騷擾抑制
為了成功地抑制車內(nèi)騷擾,首先需要識別騷擾源和騷擾的方式途徑。前面列舉了騷擾源的產(chǎn)生部件,而騷擾傳播的途徑可以有以下幾種方式(但不限于此):
a.耦合到天線的騷擾;
b.耦合到天線電纜的騷擾;
c.通過電源供電電纜侵入接收機內(nèi);
d.直接輻射侵入接收機;
e.耦合到與汽車接收機連接的其它所有電纜。
結(jié)語
汽車電磁騷擾的技術(shù)要求對于提高汽車整車的電磁兼容性、安全可靠性非常重要。國家標準GB18655的有效執(zhí)行,為保護車載接收機能正常運行,對車輛內(nèi)部零部件的無線電騷擾特性提出了技術(shù)要求。時下大力發(fā)展汽車電子技術(shù)產(chǎn)品,各有關(guān)單位在開發(fā)汽車電子產(chǎn)品時、對于任何欲安裝于車輛上的電子電氣零部件時,應充分考慮有關(guān)汽車電磁騷擾技術(shù)標準。
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