搜档网
当前位置:搜档网 › 汽车电子电磁干扰EMI及其影响要点

汽车电子电磁干扰EMI及其影响要点

汽车电子电磁干扰EMI及其影响要点
汽车电子电磁干扰EMI及其影响要点

汽车电子电磁干扰EMI及其影响

当以点火发动机驱动的汽车在公路上运行之时,汽油发动机的高压点火系统会产生强电磁波,干扰其周围的无线电广播和无线电通讯业务的正常运行,并且对电磁环境造成污染。自此人们将电磁污染列人到汽车造成的三大污染源之一(排放、噪声、电磁)。国际无线电组织开始对这种高能量脉冲形式的干扰源进行研究并提出了测量方法和限制要求。目前,这种电磁污染的控制要求已被列入到世界各国的技术法规中。经过多年的技术规范,市场上运行的汽车基本实现了点火脉冲电磁噪声的有效控制。

但随着汽车技术的不断进步和发展,汽车电子电器设备的大量应用,汽车电磁干扰的特点及其产生的影响也有了巨大的变化。汽车产生电磁干扰的源,不单纯是点火系统,大量应用于车辆上的各种电子电器设备也同样产生电磁干扰。

车辆产生的电磁干扰不但对车辆外界的无线电设备造成影响,而且也会对车辆内部的各种电子部件造成不良影响。早期人们普遍关心的是车辆电磁干扰对电磁环境的重大影响,随着有效的治理,这种影响已经得到了控制。近些年,汽车出现了许多由于车辆内部电磁干扰对车辆的正常运行及安全性和可靠性等产生重大影响的现象,引起了人们的特别关注。目前,人们开始研究车辆内部电磁干扰的产生和影响及其控制技术。

一、汽车内电磁干扰现象

汽车产生电磁干扰的源有:高压点火系统;各种感性负载(如电机类电器部件);各种开关类部件(如闪光继电器);各种电子控制单元ECU;甚至各种灯具,无线电设备等。这些部件产生的干扰会在汽车内部造成相互影响。下面列举一些实际发生的现象。

现象1:某种中高档次轿车,具有高性能ABS系统。样车在一次实况测试中遇到了雨天,启动雨刮器,在某一车速运行时,ABS突然失去了作用。

现象2:国内生产的某一型号微型汽车,其发电机调节器经常出现易被击穿损坏现象。经查,当雨刮器工作时,这种损坏现象就容易发生。

分析上述两个实例,造成这种现象的主要原因是雨刮器。雨刮器驱动电机作为感性

负载,在切断电源时会产生反向电流并通过电源线传输到供电系统中,从而在电源系统中产生干扰脉冲,一些电子部件在这种干扰脉冲条件下,不能正常工作,甚至导致损坏。

现象3:一种国内开发生产的安全气囊,在汽车整车装配线上突然引爆。经对该安全气囊的电子引爆控制器进行试验检查,发现其不能承受较强的环境辐射电磁场,当有静电放电发生时,会有误动作。

二、汽车内电磁干扰的特点

车辆内部的电磁干扰扰特点不同于车辆对外部的干扰。车内电磁干扰可以通过各种连接线缆传播,也会以耦合方式、空间辅射发射的方式进行传播。典型的形式有:沿电源线传导干扰;人体静电放电对电子部件的干扰;干扰能量通过空间辐射等。下面就一些典型干扰源的特点进行分析。

三、发动机点火系统产生沿电源线传导的干扰

发动机点火系统的电路框图如图1。传感器获取点火信号Va,由驱动电路在点火线圈初级产生一通断的脉冲电流Ib,线圈次级产生高压脉冲使火花塞放电,点燃发动机燃油混合气作功。当线圈初级回路通断变化过程时,初级绕组会产生瞬变电压,次级绕组产生高电压使火花塞放电,残余能量形成高频电磁波辐射到空间中。初级回路中的瞬变电压则沿电源线传到电源系统中,干扰电源系统,产生一波动电压△V。如图2。一般情况不一,实验测量得到△V为2~4V。

汽车中应用的各种电子控制单元,要求有一个稳定的电源电压供电,才能正常工作。当供电系统中出现电压波动(如△V),会对电子模块的正常工作产生影响。

四、感性负载产生沿电源线传导的干扰

汽车内使用的各种类型的电机都属于感性负载。如:雨刮器驱动电机;汽车启动电机;暖风电机等。这类负载特性电路如图3。当感性负载的供电被突然切断时,会产生反向瞬变电压Vc,如图4。线圈初始储能越大,关断速度越快,瞬变过电压就越高。实测结果,一般Va为-100V~300V;is为0.2s~0.5s。

这种类型的干扰虽然不具有连续性,但是它的瞬变电压的幅值相当大,偶尔的出现会对电子模块造成严重影响,甚至损坏。前文中介绍的发电机调节器击穿损坏就是因这种反向瞬变电压造成的严重后果。

五、静电放电对车内电子部件的干扰

人体会产生静电,尤其在我国的北方地区,冬天气候干燥,人体容易产生静电。人体静电遇到一些导体就会释放出来。有直接放电,人们感觉不到。当静电储存到一定程度后,会通过空气放电,甚至会有火花产生,人们就会有强烈的放电感觉。人们在使用汽车时,这种静电放电现象是不可避免地会产生。

静电的放电过程,既可能是正放电过程,也可能是负放电过程,其一放电特性如图5。放电电压U最高达1.5kV~2.5kV;放电时间is,接触放电:0.7ns~1ns,空气放电:0.7ns~5ns;放电电流很小,nA级。

这种类型的干扰特点是:高电压;短时间;微小电流。其干扰影响程度是巨大的,会使一些电子控制单元产生误动作,严重的会损坏电子单元。如前文描述的安全气

囊的电子引爆控制器的误动作。

六、部件或线缆间的相互耦合干扰

汽车中的各种线缆经常将他们捆绑成一束沿汽车内侧布置,电源线中的瞬变干扰会耦合到信号线或控制线中,形成差模信号,会对车内ECU等电子模块产生影响。这一点常被人们所忽视。

七、辐射干扰

干扰能量的电磁波辐射形式,人们比较熟悉。人们关注的频率范围是150kHz~1000MHz。其他频段的千扰也是存在的,人们正在进行研究。

八、电磁干扰的抑制

电磁干扰的抑制措施的选用,首先考虑干扰源,要根据不同的干扰源的特点采取不同的抑制方式。如:点火系统的干扰;电源供电系统的干扰;电感性负载或开关性负载引起的干扰等。其次,考虑干扰的传播途径,这对采取有效地抑制措施非常重要。干扰的途径可以是:通过供电系统的电缆;通过天线或各种导线;通过耦合;通过空间直接辐射电磁波等方式。此外干扰抑制应充畔虑抑制成本。一般的处理方式,限制干扰源产生的干扰噪声达到规定的合理范围内;同时被干扰体应具有一定的抵抗干扰的能力,以达到相互共存、互不影响的状态。无限制地加大干扰抑制会成倍地增加抑制成本,这在实际应用中是非常不可取的做法。

汽车电子电器部件的干扰抑制方式,一般规定若干等级限值,不同部件根据其特点和使用方式的不同,选择一种合理的等级限值,以降低抑制成本。

对来自车内供电系统的干扰,一种简单而有效的方法是利用蓄电池作为一个极低阻抗、大容量的瞬变电压抑制器,吸收各种瞬变电压产生的干扰能量。最好的方式是保证蓄电池电缆接线良好。若负极搭铁,应保证搭铁电阻值最小。见图1和图3,应尽可能保证线路阻抗RO达最小值,甚至为零。

对于线缆间耦合引起的干扰、,一种节省成本的方法是在车内布线时充分考虑合理而有效地布置线缆。最好的方式为将ECU控制线或信号线与电源线分开布置,以减小因耦合而引起.的干扰信号侵入。此外,采用屏蔽电缆的方式,也是避免外界电磁干扰侵入控制线和信号线的好方法。

对于电感性负载引起的干扰,抑制方式可以采用并联一个适当数值的电容器,以消除反向过电压。总体讲,干扰抑制措施的方式有很多种,但归纳整理为:屏蔽、滤波、接地、阻尼。

九、结语

总之,汽车内电磁干扰及其产生的影响是重大的,关系到汽车安全可靠性。人们应该意识到现代电子化汽车中出现的许多新问题,在相当程度上与电磁干扰的影响有关。实际中,采取适当的干扰抑制措施,同时提高汽车电子电器部件的电磁抗扰特性,可以有效地提高汽车运行可靠性。

屏蔽线在汽车曲轴信号电磁干扰抑制中的应用

48 《汽车电器》2009年第2期 测试●设备Test ●Equipment 修改稿收稿日期:2008-11-17 作者简介:胡朝峰(1979-),男,硕士,工程师,研究方向为汽车电子电器系统集成测试。 电磁干扰(Electromagnetic Interference )[1-2],简称EMI ,有传导干扰和辐射干扰2种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个电网络或电子设备。随着现代电子技术在汽车上的广泛应用,汽车上的电子产品越来越多,它们的增加使得汽车的电磁兼容问题日渐凸现出来。汽车电磁兼容性的研究就是为了防止汽车电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子电器设备的正常工作。 汽车电子电器系统中,存在着多种形式的电磁干扰源,电磁干扰通过传导和辐射对车载电子设备产生不同程度的干扰。发动机点火系统是汽车电子电器系统中电磁干扰最强的干扰源。曲轴传感器信号是汽车发动机转速判断的重要依据,过度的曲轴信号干扰将导致发动机控制单元计数失效,发动机非正常熄火。汽车内电磁干扰及其产生的影响是重大的,关系到汽车安全可靠性。所以,分析研究发动机点火系统电磁干扰的形成机理,采取切实有效的措施抑制曲轴信号的干扰是尤为重要的。 1曲轴信号电磁干扰的形成 曲轴信号的干扰主要来自发动机点火系统,点 火系统的电磁干扰主要来源于高压点火线、火花塞和点火线圈等几个部件[3]。当次级线圈达到火花塞间隙击穿电压时,火花塞间隙被击穿,储存于火花塞分布电容中的能量迅速释放,放电时间极短,仅数微秒,但形成的放电电流则非常大,可达几十安培,这个过程称为电容放电过程。这一阶段的放电使次级电路的电压和电流形成陡峭的脉冲形式,这种宽带脉冲通过裸露的高压点火线对外辐射电磁波,造成周围环境的电磁干扰。随后,另一部分储存在次级线圈电感中的能量将维持放电,其特点是时间较长,为几毫秒,放电电流约几十毫安,这一过程称为电感放电(火花尾),该电流使气缸内的燃料得到充分燃烧,以保证点火可靠。可见需要抑制的是第一阶段的电容放电电流,该电流为宽带脉冲电流,带宽在0.15~1000MHz 范围,是30~300MHz 甚至更高频无线电的主要干扰源。 由于火花塞高压放电引起的电磁干扰主要是通过高压点火线向外辐射的,因此高压点火线此时成 屏蔽线在汽车曲轴信号电磁干扰 抑制中的应用 胡朝峰 (上海汽车集团股份有限公司技术中心电子电器部,上海 201804) 摘要:汽车曲轴信号的干扰可能导致发动机熄火,曲轴信号电磁干扰主要来自发动机点火系统。通过对Roewe 某款车型的曲轴信号干扰的分析,研究了采用屏蔽线方式改善曲轴信号的干扰,在不改变点火方式的前提下,得到比较干净的曲轴信号。为汽车电子电器系统抗干扰设计提供了有价值的参考依据。 关键词:汽车点火系统;曲轴信号;电磁干扰;屏蔽线中图分类号:U463.68 文献标识码:A 文章编号:1003-8639(2009)02-0048-03 Application of Shielded Cable in Electromagnetic Interference Suppression for Automotive Crank Signals HU Chao-feng (SAIC MOTOR Technology Center ,Shanghai 201804,China ) Abstract :Automotive crank signal interference ,which can cause engine stall at normal condition ,mainly comes from engine ignition system.Through the analysis to such interference on a type of ROEWE ,The author researches into the interference suppression using shielded cable.In this way ,the more clear crank signals can be got on the premise of not changing the ignition mode. Key words :automotive ignition system ,crank signal ,electromagnetic interference ,shielded cable

电磁干扰(EMI)抑制技术

电磁干扰(EMI)抑制技术 时间:2012-08-14 11:38:34 来源:作者: 1 电磁干扰基本概念 在复杂的电磁环境中,任何电子及电气产品除了本身能够承受一定的外来电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)而保持正常工作外,还不会对其他电子及电气设备产生不可承受的电磁干扰,该产品即具有电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)[1]。 21世纪将是信息爆炸的时代,信息的产生、传递、接收、处理和储存等都需要依赖电磁波作为载体。广义地说,声波、无线电波、光波均可作为信息载体,因此,广义的电磁兼容性概念也应拓展到声、光、电的广阔领域。 电子及电气产品的电磁干扰发射或受到电磁干扰的侵害都是通过产品的外壳、交/直流电源端口、信号线、控制线及地线而形成的。按照EMI的传播方式,可将其分为电磁辐射干扰和电磁传导干扰两大类。通常,辐射干扰出现在产品周围的媒体中,传导干扰则出现在各种导体中。一般来说,通过外壳发射的电磁干扰,或通过外壳侵入的干扰都是辐射干扰,而通过其它导体发射和入侵的干扰属于传导干扰。 2 人类必须关注电磁兼容问题 2.1 电磁环境不断恶化 20世纪中叶以来,电子技术的迅猛发展,使人类社会的进步和文明上了一个新的台阶,但是也给人们带来了一系列社会问题和环境问题。家用电器、通信、计算机及信息设备、电动工具、航空、航天等工业、科技、医学等各个领域的自动控制、测量仪器以及电力电子系统等的广泛普及、应用,深入千家万户之中,使得电磁污染问题日益突出,而电子设备的高频化、数字化,干扰信号的能量密度增大,使有限空间内的电磁环境更为恶化。 1996年3月,日本SAPIO杂志公布了日本家用电器电磁辐射的检测结果(表1)。瑞典等北欧三国于1993年所作的联合调查指出:人类长期受到2mG(毫高斯)以上的电磁辐射影响,患白血病的机会是正常人的2.1倍,患脑肿瘤的机会是正常人的1.5倍,其他疾病的发病概率也明显增加。 表1 家用电器电磁辐射检测结果(单位:mG)[2] 2.2 电磁污染危害不浅 电磁干扰和污染看不见、摸不着、听不到,因其无色、无味也无形,但它确实无处不在、危害不浅,威胁人体健康。德国专家指出,电磁污染能影响对人体生物钟起作用的激素和传达神经信息的激素,还能破坏细胞膜;美国科学家的研究表明,电磁污染可直接杀伤人

汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案

汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案 随着电子技术的飞速发展,越来越多的电器设备应用到汽车上,提升了汽车的整体性能,但同时也带来了一个新的问题,由于采用大量电子设备而产生的电磁干扰。针对汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案这一问题,本文系统分析了汽车内部的点火系统、电机、电源、线路以及静电等引起的电磁干扰,并提出一些措施来防止电磁干扰。 只要是带电的物体都会对周围产生辐射或受到其它磁场辐射的作用,那么对于应用大量电子设备的车辆而言,电磁辐射干扰对于车辆电气系统的正常运行就会带来很大的影响。随着汽车工业日新月异的发展和汽车电子电器设备的大量应用,汽车电磁干扰的特点及其产生的影响也有了巨大的变化。本文就汽车电子电器电磁干扰的产生及解决方案进行探讨。 1 汽车电器电磁干扰概念及分类: 1.1汽车电器电磁干扰:是指任何能中断、阻碍、降低或限制汽车电气、电子设备有效性能的电磁能量,对有用电磁信号的接收产生不良影响,导致设备、传输信道和系统性能劣化的电磁骚扰。根据电磁干扰所产生的特点,将干扰源、传播途径和敏感设备称为电磁干扰三要素,在汽车电磁干扰形成的过程中,电磁干扰源为汽车启动或运行时电压瞬时变化较大的设备:如高压点火系统、各种感性负载(电机类电器部件)、各种开关类部件(如闪光继电器)、各种电子控制单元以及各种灯具、无线电设备等;电磁干扰途径主要分为传导干扰和辐射干扰,如在汽车启动瞬间点火机构所产生的扰动为传导干扰,而无线电干扰即为辐射干扰。敏感设备主要为汽车电子设备,如发动机控制单元(ECU)、ABS、安全气囊及各种电子模块等。 1.2汽车电子设备工作在行驶环境不断变化的汽车上,由于汽车电子设备形成以蓄电池和交流发电机为核心电源以及车体为公共地的电气网络,各部分线束都会通过电源和地线彼此传导干扰,而不相邻导线间也因天线效应而辐射干扰,干扰组成较多,环境中电磁能量构成的复杂性和多变性,意味着系统所受到的电磁干扰来源比较广泛。按照电磁干扰的来源可分为汽车内部电磁干扰、汽车外部电磁干扰、无线电干扰和车体静电干扰。 2针对不同的干扰源,下面对汽车电磁干扰现象作以分析: 2.1 汽车内部电磁干扰 2.1.1点火系统的电磁干扰 点火系统中的点火线圈、火花塞、分电器、高压线等都是干扰源,尤其是火花塞是引起高频电磁干扰的主要部件。当点火线圈初级电路被切断以后,交流发电机励磁绕组与蓄电池断开,但与其它负载仍有电的联系,这时在励磁绕组上仍有自感电动势,为一负向脉冲,脉冲幅度取决于断开瞬时的负载和调节器的状态。在初级电路所发生的是一种衰减振荡,初级电压的最大振幅值一般为300-500V,此瞬变电压若无有效的抑制措施,势必对初级电路中的电子器件构成威胁,甚至通过导线对其它电子装置产生严重的干扰。同时,在次级线圈中所感应的次级电压最大值一般为20000~30000V,足以击穿火花塞的电极间隙,产生电火花放电。火花放电将产生约0.15~1000 MHz的宽带电磁波向周围的空间辐射;如果在初级点火电路断开时打开点火开关,则产生最强的瞬时过电压,对汽车内部的电子设备产生强烈的辐射干扰。 2.1.2汽车内部过电压干扰 在汽车电器系统工作过程中,当电器的开关接通或断开、负载的电流和电压变化以及磁场发生变化时,都容易产生高频干扰信号,同时感性负载产生沿电源线传导的干扰。 2.1.2.1负载突变过电压 交流发电机与蓄电池是并联工作的。行驶过程中,若交流发电机处于额定负载下工作,一旦将交流发电机与蓄电池间的连线断开,将产生负载突变过电压。所谓负载突变过电压,即脉冲电

电磁干扰及其抑制方法的研究

弱电工程中电磁干扰及其抑制方法的研究 (葛洲坝通信工程有限公司方宏坤 151120) 【摘要】在弱电工程应用领域,强电与弱电交叉耦合,电磁干扰(EMI)错综复杂,严重影响弱电系统的稳定性和安全性。本文详细介绍了 EMI 产生的原因、分析EMI/RFI的特性,及其传输途径和危害,利用电磁理论和工程实践,分析并提出了一些在弱电工程领域行之有效的 EMI 抑制方法。 【关键词】弱电电磁干扰(EMI)射频干扰(RFI)干扰抑制 随着计算机技术,特别是网络技术的飞速发展,IT技术在弱电工程领域的广泛应用,IT设备日益精密、复杂,使得电子干扰问题日趋严峻。它可使系统的稳定性、可靠性降低,功能失效,甚至导致系统完瘫痪和设备损坏。特别是EMI/RFI(电磁干扰/射频干扰)问题,已成为近几年弱电工程领域的焦点。 1、电磁干扰分类和特性 生活中电磁干扰无处不在,其干好错综复杂。通常我们把电磁干扰主要划分为电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)和电磁脉冲(EMP)三种,根据其来源可分为外界和内部两种,严格的说所有电子运行的元件均可看作干扰源。本文中所提EMI是对周围电磁环境有较强影响的干扰;RFI则从属于EMI;EMP 是一种瞬态现象,它可由系统内部原因(电压冲击、电源中断、电感负载转换等)或外部原因(闪电等)引起,能耦合到任何导线上,如电源线和通信电缆等,而与这些导线相连的电子系统可能受到瞬时严重干扰或使系统内的电子电路永久性损坏。图 1 给出了常见 EMI/RFI 的干扰源及其频率范围。

1.1 EMI特性分析 在电子系统设计中,应从三个方面来考虑电磁干扰问题:首先是电子系统产生和发射干扰的程度;其次是电子系统在强度为 1~10 V/m、距离为 3 米的电磁场中的抗扰特性;第三是电子系统内部的干扰问题。利用干扰三要素分析与EMI相关的问题需要把握EMI的五个关键因素,这五个关键因素是频率、幅度、时间、阻抗和距离。 在EMI分析中的另一个重要参数是电缆的尺寸、导线及护套,这是因为,当EMI成为关键因素时,电缆相当于天线或干扰的传输器,必须考虑其物理长度与屏蔽问题。 1.2 RFI特性分析 无线电发射源无处不在,如无线电台、移动通信、发电机、电动机、电锤等等。所有这些电子活动都会影响电子系统的性能。无论RFI的强度和位置如何,电子系统对RFI必须有一个最低的抗扰度。在通信、无线电工程中,抗扰度定义为设备承受每单位RFI功率强度的敏感度。从“干扰源—耦合途径—接收器”的观点出发,电场强度E 是发射功率、天线增益和距离的函数,即 E=5.5· P·G d 式中P为发送功率(mW/cm2),G为天线增益,d为电路或系统距干扰源的距离(m)。 由于模拟电路一般在高增益下运行,对RF场比数字电路更为敏感,因此,必须解决μV级和mV级信号的问题;对于数字电路,由于它具有较大的信号摆动和噪声容限,所以对RF场的抑制力更强。 1.3 干扰途径 任何干扰问题可分解为干扰源、干扰接收器和干扰的耦合途径三个方面,即所谓的干扰三要素。如表 2 所示。 表2 干扰源耦合途径干扰类型接收器 共地阻抗传导干扰 辐射场到互连电缆(共模)辐射干扰 微控制器辐射场到互连电缆(差模)辐射干扰 有源器件电缆间串扰(电容效应)感应干扰微控制器 静电放电电缆间串扰(电感效应)感应干扰通信接收器 通信发射机电缆间串扰(漏电导)传导干扰有源器件 电源电缆间串扰(场耦合)辐射干扰其他电子系统扰动电源线到机箱传导干扰 雷电辐射场到机箱辐射干扰

电动汽车电磁干扰抑制精选文档

电动汽车电磁干扰抑制 精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-

电动汽车电磁干扰抑制 在订单的设计及市场问题处理过程中学习了电磁干扰方面的相关内容,主要将抑制电磁干扰的的措施进行了总结。 抑制、消除电磁干扰主要有接地、屏蔽和滤波三种方法,三种方法各具特色,也相互关联。 1、搭铁搭铁就是在两点之间建立导电通路,其中的一点通常是系统的电气元件,而另一点则是参考点,一个搭铁系统的有效性取决于在多大程度上减小搭铁系统的电位差和减小搭铁电流。良好的搭铁可以消除各种噪声的产生,减小电磁干扰的作用,降低对屏蔽和滤波的要求。 2、屏蔽屏蔽能有效地抑制通过空间传播的电磁干扰,即辐射电磁干扰。采用屏蔽的目的有两个:一是限制辐射电磁能量越出某一区域;二是防止外来的辐射电磁能量进入某一区域。屏蔽按其机理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。在电源设计时,主要是采用全密封的金属外壳封装来实现屏蔽,达到抑制辐射电磁干扰的目的。 3、滤波滤波能有效地抑制通过载流导体传播的电磁干扰,即传导电磁干扰。采用滤波的目的有两个:一是限制传导电能通过载流导体越出某

一区域;二是防止外来的传导电能通过载流导体进入某一区域。传导电磁干扰分为差模干扰和共模干扰两种。在实际工作中,抑制电源传导电磁干扰通过载流导体转播,主要是采取在电源的输入端和输出端设置差模共模滤波器,我们公司就曾在高压配电箱正负极并联滤波电容。 对于纯电动客车和插电式混合动力客车,可考虑从以下几个方面抑制电磁干扰: 1、电器部件的布置 电动汽车在有限的空间中集成了大功率电力电子元件及多个电动机。在电动汽车布置中,电机控制器应尽可能靠近驱动电机布置,使电机控制器和电机之间的连线尽可能缩短,最好不要超过1500mm,整车控制器作为电动汽车的控制核心,是整个CAN网络的网关,它作为敏感源,整车布置时要远离电机和电机控制器等高压电气部件。 2、电动汽车用线束的走向及选材 在电动汽车电磁兼容问题的因素中,高低压线束占有重要地位。这是因为线束电缆是一根根高效的接收和辐射天线,另外线束中的导线平行

开关电源中电磁干扰的产生及其抑制

开关电源中电磁干扰的产生及其抑制 摘要:电磁干扰对开关电源的效率和安全性及使用的影响日益成为人们关注的热点。本文分析了开关电源中电磁干扰产生的原因和传播的路径,并提出了抑制干扰的有效措施。 关键词:开关电源、电磁干扰、耦合通道、电磁屏蔽 1 引言 电磁兼容EMC是英文electro magnetic compatibility 的缩写。它包括两层含义,一是设备在工作中产生的电磁辐射必须限制在一定水平内,二是设备本身要有一定的抗干扰能力,它必须具备三个要素:干扰源、耦合通道、敏感体。给电子线路供电的开关电源对干扰的抑制对保证电子系统的正常稳定运行具有重要意义。本文通过分析开关电源中的干扰源和耦合通道,提出了抑制干扰的有效措施。并提出了开关电源中开关变压器的设计和制作方法。 2 开关电源中的干扰源和耦合通道 开关电源首先将工频交流电整流为直流电,然后经过开关管的控制变为高频,最后经过整流滤波电路输出,得到稳定的直流电压,因此,自身含有大量的谐波干扰。同时,由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰,都会产生不同程度的电磁干扰。开关电源中的干扰源主要集中在电压、电流变化大(即dV/dt或dI/dt很大)的元器件上,尤其是开关管、输出二极管和高频变压器等。同时,杂散电容会将电网的噪声传导到电子系统的电源而对电子线路的工作产生干扰。 这里我们来分析一下几种干扰产生的原因及其耦合的路径。 2.1输入整流滤波电路产生的谐波干扰 开关电源输入端普遍采用桥式整流,电容滤波电路。由于整流二极管的非线性和滤波电容的储能作用,使得输入电流i成为一个时间很短、峰值很高的周期性尖峰电流,如图1所示。这种畸变的输入电流,它除了基波外,还含有丰富的高次谐波分量。

汽车内电磁干扰现象与减小汽车对无线电干扰的措施

汽车内电磁干扰现象与减小汽车对无线电干扰的措施 汽车产生电磁干扰的源,不单纯是点火系统,应用于车辆上的各种电子电器设备也同样产生电磁干扰。干扰不但对车辆外界的无线电设备造成影响,而且也会对车辆内部的各种电子部件造成不良影响。 1.汽车内电磁干扰现象 汽车产生的电磁干扰会在汽车内部造成相互影响,举例如下: 例1,某种中高档轿车,具有高性能ABS系统,样车在一次实况测试中遇到了雨天,启动雨刮器,在某一车速运行时,ABS突然失去了作用。 例2,国内生产的某一型号微型汽车,其发电机调节器经常出现易被击穿损坏现象,经查,当雨刮器工作时,这种损坏现象就容易发生。造成这种现象的主要原因为雨刮器驱动电机是感性负载,在切断电源时会产生反向电流并通过电源线传输到供电系统中,从而在电源系统中产生干扰脉冲,使一些电子部件不能正常工作,甚至损坏。 例3,一种国内开发生产的安全气囊,在汽车整车装配线上突然引爆。经查发现该安全气囊的电子引爆控制器不能承受较强的环境辐射电磁场,当有静电放电发生时,会有误动作。 1)、汽车内电磁干扰的特点 车辆内部的电磁干扰扰特点不同于车辆对外部的干扰。车内电磁干扰可以通过各种连接线缆传播,也会以耦合方式、空间辅射发射的方式进行传播。典型的形式有:沿电源线传导干扰;人体静电放电对电子部件的干扰;干扰能量通过空间辐射等。下面就一些典型干扰源的特点进行分析。 2)、发动机点火系统产生沿电源线传导的干扰 发动机点火系统的电路框图如图1。传感器获取点火信号Va,由驱动电路在点火线圈初级产生一通断的脉冲电流Ib,线圈次级产生高压脉冲使火花塞放电,点燃发动机燃油混合气作功。当线圈初级回路通断变化过程时,初级绕组会产生瞬变电压,次级绕组产生高电压使火花塞放电,残余能量形成高频电磁波辐射到空间中。初级回路中的瞬变电压则沿电源

电磁干扰及抑制技术

电磁干扰及常用的抑制技术 摘要:各种干扰是机电一体化系统和装置出现瞬时故障的主要原因。电磁兼容性设计是目前电子设备及机电一体化系统设计时考虑的一个重要原则,它的核心是抑制电磁干扰。电磁干扰的抑制要从干扰源、传播途径、接收器三个方面着手,切断干扰耦合的途径,干扰的影响也将被消除。常用的方法有滤波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔离等。 关键词:电磁干扰干扰抑制屏蔽接地 1.电磁干扰 电磁干扰(electro magnetic interference,EMI)是指系统在工作过程中出现的一些与有用信号无关的、并且对系统性能或信号传输有害的电气变化现象。构成电磁干扰必须具备三个基本条件:①存在干扰源;②有相应的传输介质;③有敏感的接收元件。只要除去其中一个条件,电磁干扰就可消除,这就是电磁抑制技术的基本出发点。 1.1 电磁干扰的分类 常见的各种电磁干扰根据干扰的现象和信号特征不同有以下分类方法。 1、按其来源分类 (1) 自然干扰。 自然干扰是指由于大自然现象所造成的各种电磁噪声。 (2) 人为干扰。

由于电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰。 2、按干扰功能分类 (1) 有意干扰。 有意干扰是指人为了达到某种目的而有意识制造的电磁干扰信号。这是当前电子战的重要手段。 (2) 无意干扰。 无意干扰是指人在无意之中所造成的干扰,如工业用电、高频及微波设备等引起的干扰等。 3、按干扰出现的规律分类 (1) 固定干扰。 多为邻近电气设备固定运行时发出的干扰。 (2) 半固定干扰。 偶尔使用的设备(如行车、电钻等)引起的干扰。 (3) 随机干扰。 无法预计的偶发性干扰。 4、按耦合方式分类 (1) 传导耦合干扰。 传导耦合是指电磁噪声的能量在电路中以电压或电流的形式,通过金属导线或其他元件(如电容器、电感器、变压器等)耦合到被干扰设备(电路)。 (2) 辐射耦合干扰。 电磁辐射耦合是指电磁噪声的能量以电磁场能量的形式,通过空

汽车电磁兼容(EMC)系列标准.整理DOCX

汽车电子电磁兼容系列标准 1汽车电磁兼容标准分类 汽车电磁兼容标准分为国际标准、国家标准、地区标准和企业标准。现国际上制定电磁兼容方面的标准化组织有: 1.国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际电工委员会无线电干扰特别委员会(CISPR)。 2.美国国家标准协会(ANSI),美国汽车工程协会(SAE),德国电气工程师协会(VDE),英国标准协会(BSI)。上述标准协会的作用是与国际标准协调,并且制定各国家自己的标准。 3.地区标准主要是欧洲ECE法规和EEC指令。 4.美国福特公司、通用公司,德国大众、宝马等公司都有自己的企业电磁兼容标准,这些企业标准比国际上通用的标准要严格很多,例如通常国际标准对于汽车抗扰度的要求通常为24V/m,而一些汽车公司则规定为100V/m—200V/m。 1.1汽车电磁兼容国际性标准ISO 1.1.1ISO11451(整车) ISO11451《道路车辆—窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰—整车测试法》(Road vehicles–Electrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energy–vehicle test methods)。 该标准为抗窄带电磁辐射源产生的电磁干扰的整车测试方法。ISO11451包括 4部分。分别为: ISO11451-1《第1部分概述和定义》 ISO11451-2《第2部分车外辐射源》自由场 ISO11451-3《第3部分车内内部发射机仿真》模拟车载发射机 ISO11451-4《第4部分:大量电流注入(BCI)》BCI 1.1.2ISO11452(零部件) ISO11452《道路车辆—窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰—零部件测试法》(Road vehicles–Electrical disturbances by narrowband radiated electromagnetic energy–Component test methods) 该标准为抗窄带电磁辐射源产生的电磁干扰零部件测试方法。ISO11452包括11部分。分别为: ISO11452-1《第1部分:概述和定义》 ISO11452-2《第2部分:自由场法》 ISO11452-3《第3部分:TEM小室法》

继电器电磁干扰的分析及抑制

摘要:本文主要介绍了对电气设备中继电器及其开关触点干扰抑制的机理,提出了抑制干扰的有效措施。 关键词:继电器电磁干扰分析抑制 1前言 随着科学技术的飞速发展,电子、电力电子、电气设备应用越来越广泛,它们在运行过程中会产生较强的电磁干扰和谐波干扰。其中,电磁干扰具有很宽的频率范围(从几百Hz 到MHz),又有一定的幅度,经过传导和辐射会污染电磁环境,对电子设备造成干扰,有时甚至危及操作人员的安全。特别是大功率中、短波广播发射中心,其周围电磁环境尤为复杂,要想保证设备安全稳定运行,电子设备及电源必须具有更高的电磁兼容性。 2电磁干扰的抑制 电磁干扰EMI(Electromagnetic Interference)是指由无用信号或电磁骚扰(噪声)对有用电磁信号的接收或传输所造成的损害。一个系统或系统内,某一线路受到电磁干扰的程度可以表示为如下关系式: N=G×C/I 其中:G为噪声源强度; I为受干扰电路的敏感程度;

C为噪声通过某种途径传导受干扰处的耦合因素。 从上式可以看出,电磁干扰抑制的技术就是围绕这三个要素所采取的各种措施,归纳起来就是: (1)抑制电磁干扰源; (2)切断电磁干扰耦合途径; (3)降低电磁敏感装置的敏感性。 2.1抑制电磁干扰源 首先必须确定干扰源在何处,越靠近干扰源的地方采取措施抑制效果越好,一般来说,电流电压瞬变的地方(即di/dt或du/dt)即是干扰源,如:继电器开合、电容充放电、电机运转、集成电路开关工作等都可能成为干扰源。另外,市电并非理想的50Hz正弦波,其中充满各种频率噪声,也是不可忽视的干扰源。 抑制干扰源就是尽可能的减小di/dt或du/dt,这是抗干扰设计时最优先和最重要的原则。减小di/dt的干扰源,主要是在干扰回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现;减小du/dt的干扰源,则是通过在干扰源两端并联电容来实现。 抑制方法通常采用低噪声电路、瞬态抑制电路、稳压电路等,所选用的器件应尽可能采用低噪声、高频特性好、稳定性高的电子元件,特别要注意,抑制电路中不适当的器件选择可能会产生新的干扰源。

电磁干扰对汽车的危害及抑制(1)教案资料

电磁干扰对汽车的危害及抑制(1)

摘要 叙述汽车内电磁干扰(EMI)现象、危害及特点;无线电干扰的分类及成因;减小汽车对无线电干扰的措施;电磁干扰引起的汽车故障实例。汽车曲轴信号的干扰可能导致发动机熄火,曲轴信号电磁波干扰主要来自点火系统。通过对Roewe某款车型的曲轴信号干扰的分析,研究采用屏蔽线方式改善曲轴信号的干扰,在不改变点火方式的前提下,得到比较干净的曲轴信号。为汽车电子电器系统抗干扰设计提供了有价值的参考依据。 关键词:汽车电子设备,汽车点火系统,曲轴信号,电磁干扰,抑制措施

目录 前言 (3) 第1章汽车电子设备的干扰源……………………………………………… (4) 1.1 形成电磁干扰的系统 (4) 1.2 曲轴信号电磁干扰的形成 (5) 第2章汽车电磁干扰的危害及特点 (8) 2.1 电磁干扰的危害 (8) 2.2 车内电磁干扰传播方式特点 (8) 第3章汽车内电磁干扰的现象 (10) 3.1 汽车电磁干扰的相互影响 (10)

第4章电磁干扰引起的汽车故障实例 (11) 4.1 电磁干扰引起的故障 (11) 第5章减小汽车对无线电干扰的措施 (13) 5.1 现代汽车抗干扰的措施 (13) 第6章屏蔽线的结构原理、种类与特性 (15) 6.1 屏蔽线的结构原理 (15) 6.2 屏蔽线的种类与特性 (16) 6.3 屏蔽方法的选择 (16) 第7章结论 (19) 致谢 (20) 参考文献 (21)

附件 (22) 前言 电磁干扰(Electromagnetic Interference)[1-2],简称EMI,有传导干扰和辐射干扰2种。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号通过电介质或公共电源线互相产生的干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给另一个点网络或电子设备。随着现代电子技术在汽车上的广泛应用,汽车上的电子产品越来越多,它们的增加使得汽车的电磁兼容问题日渐凸现出来。汽车电磁兼容性的研究就是为了防止汽车电子产品产生的电磁干扰影响或破坏其它电子电器设备的正常工作。 汽车电子电气系统中,存在着多种形式的电磁干扰源,电磁干扰通过传导和辐射对车载电子设备产生不同程度的干扰。发动机点火系统是汽车电子电气系统中电磁干扰最强的干扰源。曲轴传感器信号是汽车发动机转速判断的重要依据,过度的曲轴信号干扰将导致发动机控制单元计数失效,发动机非正常熄火。汽车内电磁干扰及其产生的影响是重大的,关系到汽车安全可靠性。所以,分析研究发动机点火系统电磁干扰的形成机理,采取切实有效的措施抑制曲轴信号的干扰是尤其重要的。

电磁干扰及其抑制方法的研究

弱电工程中电磁干扰及其抑制方法的研究 (洲坝通信工程方宏坤 151120) 【摘要】在弱电工程应用领域,强电与弱电交叉耦合,电磁干扰(EMI)错综复杂,严重影响弱电系统的稳定性和安全性。本文详细介绍了 EMI 产生的原因、分析EMI/RFI的特性,及其传输途径和危害,利用电磁理论和工程实践,分析并提出了一些在弱电工程领域行之有效的 EMI 抑制方法。 【关键词】弱电电磁干扰(EMI)射频干扰(RFI)干扰抑制 随着计算机技术,特别是网络技术的飞速发展,IT技术在弱电工程领域的广泛应用,IT设备日益精密、复杂,使得电子干扰问题日趋严峻。它可使系统的稳定性、可靠性降低,功能失效,甚至导致系统完瘫痪和设备损坏。特别是 EMI/RFI(电磁干扰/射频干扰)问题,已成为近几年弱电工程领域的焦点。 1、电磁干扰分类和特性 生活中电磁干扰无处不在,其干好错综复杂。通常我们把电磁干扰主要划分为电磁干扰(EMI)、射频干扰(RFI)和电磁脉冲(EMP)三种,根据其来源可分为外界和部两种,严格的说所有电子运行的元件均可看作干扰源。本文中所提EMI是对周围电磁环境有较强影响的干扰;RFI则从属于EMI;EMP 是一种瞬态现象,它可由系统部原因(电压冲击、电源中断、电感负载转换等)或外部原因(闪电等)引起,能耦合到任何导线上,如电源线和通信电缆等,而与这些导线相连的电子系统可能受到瞬时严重干扰或使系统的电子电路永久性损坏。图 1 给出了常见 EMI/RFI 的干扰源及其频率围。

1.1 EMI特性分析 在电子系统设计中,应从三个方面来考虑电磁干扰问题:首先是电子系统产生和发射干扰的程度;其次是电子系统在强度为 1~10 V/m、距离为 3 米的电磁场中的抗扰特性;第三是电子系统部的干扰问题。利用干扰三要素分析与EMI相关的问题需要把握EMI的五个关键因素,这五个关键因素是频率、幅度、时间、阻抗和距离。 在EMI分析中的另一个重要参数是电缆的尺寸、导线及护套,这是因为,当EMI 成为关键因素时,电缆相当于天线或干扰的传输器,必须考虑其物理长度与屏蔽问题。 1.2 RFI特性分析 无线电发射源无处不在,如无线电台、移动通信、发电机、电动机、电锤等等。所有这些电子活动都会影响电子系统的性能。无论RFI的强度和位置如何,电子系统对RFI必须有一个最低的抗扰度。在通信、无线电工程中,抗扰度定义为设备承受每单位RFI功率强度的敏感度。从“干扰源—耦合途径—接收器”的观点出发,电场强度E 是发射功率、天线增益和距离的函数,即 式中P为发送功率(mW/cm2),G为天线增益,d为电路或系统距干扰源的距离(m)。 由于模拟电路一般在高增益下运行,对RF场比数字电路更为敏感,因此,必须解决μV级和mV级信号的问题;对于数字电路,由于它具有较大的信号摆动和噪声容限,所以对RF场的抑制力更强。 1.3 干扰途径 任何干扰问题可分解为干扰源、干扰接收器和干扰的耦合途径三个方面,即所谓的干扰三要素。如表 2 所示。 表2 干扰源耦合途径干扰类型接收器 共地阻抗传导干扰 辐射场到互连电缆(共模)辐射干扰 微控制器辐射场到互连电缆(差模)辐射干扰 有源器件电缆间串扰(电容效应)感应干扰微控制器 静电放电电缆间串扰(电感效应)感应干扰通信接收器 通信发射机电缆间串扰(漏电导)传导干扰有源器件 电源电缆间串扰(场耦合)辐射干扰其他电子系统扰动电源线到机箱传导干扰

电磁兼容:汽车业面临的新课题要点

电磁兼容:汽车业面临的新课题 汽车工业的快速发展,带动了汽车电子设备的技术进步。随着汽车电子设备在车辆上的不断增多,电磁干扰问题日益凸显。如车载移动通讯、卫星通信等无线电设备,很容易受到电磁干扰的影响。另外,高压输变电站、发射塔、摩擦产生的静电等,也可能随时干扰车辆的正常运行。因此,如何解决车辆的电磁兼容问题,成为汽车业的一个新课题。企业要重视电磁兼容测试工作“安全对车辆来说是最重要的,就算有千分之一的潜在危险也要用十万分的努 汽车工业的快速发展,带动了汽车电子设备的技术进步。随着汽车电子设备在车辆上的不断增多,电磁干扰问题日益凸显。如车载移动通讯、卫星通信等无线电设备,很容易受到电磁干扰的影响。另外,高压输变电站、发射塔、摩擦产生的静电等,也可能随时干扰车辆的正常运行。因此,如何解决车辆的电磁兼容问题,成为汽车业的一个新课题。 企业要重视电磁兼容测试工作 “安全对车辆来说是最重要的,就算有千分之一的潜在危险也要用十万分的努力去消除。”中国北方车辆研究所电磁兼容实验室主任赵晓凡说,“近几年,陆续发生的一些汽车安全事故。如某款轿车在通过收费站时安全气囊突然引爆,某款轿车的DVD、导航仪和倒车雷达的集成装置经常出现死机等问题,这类事故的潜在原因可能与电磁干扰相关。但是相关部门对此类问题重视程度不够,故障原因追查也不够彻底。” 赵晓凡在介绍北方车辆研究所电磁兼容实验室职能时说,电磁兼容实验室检测的车辆绝大多数是军用特种车辆和出口车辆。军队对特种车辆性能要求高,对电磁兼容问题非常重视,不仅车上的各个零部件都要经过电磁兼容性检测,而且整车装配后还需要对整车电磁兼容性进行全面考核。按照国外准入法规的规定,出口车辆必须进行电磁兼容测试。现在许多国家特别是多数发达国家对进口车辆制定了电磁兼容方面的法规,甚至工程机械类车辆在出口前也要进行电磁兼容方面的测试。目前,我国汽车企业进行整车全面电磁兼容检测的不多,主要原因是整车抗扰度测试不在国家车辆测试的强制标准中,所以有的厂家认为投入大量资金和设备防止电磁干扰意义不大。 赵晓凡认为,出现电磁干扰现象的原因主要有两个方面:一是汽车上安装的电子产品集中度过高,对其他零部件产生干扰。如某款大客车在检测中出现电磁兼容问题,经过研究发现它配备了国内顶尖的车内电视,不仅有电视功能,还可以听广播、进行导航。正是由于功能的集中度高,设计时没有考虑电磁兼容问题,不仅容易对其他灵敏度较高的电子设备产生干扰,而且在抗干扰设计方面也存在一定的缺陷,造成电磁兼容测试不合格。二是电子模块布置缺乏总体设计理念。测试中经常发现企业采购的零部件都通过了电磁兼容测试,在整车

电动汽车电磁干扰抑制

电动汽车电磁干扰抑制 在订单的设计及市场问题处理过程中学习了电磁干扰方面的相关内容,主要将抑制电磁干扰的的措施进行了总结。 抑制、消除电磁干扰主要有接地、屏蔽和滤波三种方法,三种方法各具特色,也相互关联。 1、搭铁搭铁就是在两点之间建立导电通路,其中的一点通常是系统的电气元件,而另一点则是参考点,一个搭铁系统的有效性取决于在多大程度上减小搭铁系统的电位差和减小搭铁电流。良好的搭铁可以消除各种噪声的产生,减小电磁干扰的作用,降低对屏蔽和滤波的要求。 2、屏蔽屏蔽能有效地抑制通过空间传播的电磁干扰,即辐射电磁干扰。采用屏蔽的目的有两个:一是限制辐射电磁能量越出某一区域;二是防止外来的辐射电磁能量进入某一区域。屏蔽按其机理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。在电源设计时,主要是采用全密封的金属外壳封装来实现屏蔽,达到抑制辐射电磁干扰的目的。 3、滤波滤波能有效地抑制通过载流导体传播的电磁干扰,即传导电磁干扰。采用滤波的目的有两个:一是限制传导电能通过载流导体越出某一区域;二是防止外来的传导电能通过载流导体进入某一区域。传导电磁干扰分为差模干扰和共模干扰两种。在实际工作中,抑制电源传导电磁干扰通过载流导体转播,主要是采取在电源的输入端和输出端设置差模共模滤波器,我们公司就曾在高压配电箱正负极并联滤波电容。 对于纯电动客车和插电式混合动力客车,可考虑从以下几个方面抑制电磁干扰:1、电器部件的布置 电动汽车在有限的空间中集成了大功率电力电子元件及多个电动机。在电动汽车布置中,电机控制器应尽可能靠近驱动电机布置,使电机控制器和电机之间的连线尽可能缩短,最好不要超过1500mm,整车控制器作为电动汽车的控制核心,是整个CAN网络的网关,它作为敏感源,整车布置时要远离电机和电机控制器等高压电气部件。 2、电动汽车用线束的走向及选材 在电动汽车电磁兼容问题的因素中,高低压线束占有重要地位。这是因为线束电缆是一根根高效的接收和辐射天线,另外线束中的导线平行传输的距离最长,因此导线之间存在较大的分部电容和互电感,这会导致导线之间发生信号的串扰。 由于电动汽车上安装空间的限制,不可能使所有导线都保持起码的间距,但必须将具有相同潜在的干扰和大致相同灵敏度的导线综合在一起,并分开布线。为达到充分的退耦,电动汽车各类导线之间应保持最小间距。电池连接线等高压直流线与低压导线应保持的最小间距为100mm,与CAN总线、信号线应保持的

电磁干扰及常用的抑制技术

电磁干扰及常用的抑制技术 刘宇媛 哈尔滨工程大学 摘要:各种干扰是机电一体化系统和装置出现瞬时故障的主要原因。电磁兼容性设计是目前电子设备及机电 一体化系统设计时考虑的一个重要原则,它的核心是抑制电磁干扰。电磁干扰的抑制要从干扰源、传播途径、接收器三个方面着手,切断干扰耦合的途径,干扰的影响也将被消除。常用的方法有滤波、降低或消除公共阻抗、屏蔽、隔离等。 关键词:电磁干扰干扰抑制屏蔽接地 1.电磁干扰 电磁干扰(electro magnetic interference,EMI)是指系统在工作过程中出现的一些与有用信号无关的、并且对系统性能或信号传输有害的电气变化现象。构成电磁干扰必须具备三个基本条件:①存在干扰源;②有相应的传输介质;③有敏感的接收元件。只要除去其中一个条件,电磁干扰就可消除,这就是电磁抑制技术的基本出发点。 1.1 电磁干扰的分类 常见的各种电磁干扰根据干扰的现象和信号特征不同有以下分类方法。 1、按其来源分类(1) 自然干扰。自然干扰是指由于大自然现象所造成的各种电磁噪声。 (2) 人为干扰。由于电子设备和其他人工装置产生的电磁干扰。 2、按干扰功能分类 (1) 有意干扰。有意干扰是指人为了达到某种目的而有意识制造的电磁干扰信号。这是当前电子战的重要手段。 (2) 无意干扰。无意干扰是指人在无意之中所造成的干扰,如工业用电、高频及微波设备等引起的干扰等。 3、按干扰出现的规律分类 (1) 固定干扰。多为邻近电气设备固定运行时发出的干扰。 (2) 半固定干扰。偶尔使用的设备(如行车、电钻等)引起的干扰。 (3) 随机干扰。无法预计的偶发性干扰。 4、按耦合方式分类 (1) 传导耦合干扰。传导耦合是指电磁噪声的能量在电路中以电压或电流的形式,通过金属导线或其他元件(如电容器、电感器、变压器等)耦合到被干扰设备(电路)。 (2) 辐射耦合干扰。电磁辐射耦合是指电磁噪声的能量以电磁场能量的形式,通过空间辐射传播,耦合到被干扰设备(或电路)。 1.2 电磁噪声耦合途径 干扰源对电子设备的干扰是通过一定耦合形式进行的,无论是内部干扰或外部干扰,都是通过“路”(传输线路或电路)或“场”(静电场或交变电磁场)耦合到被干扰设备中的。 1、电磁噪声传导耦合 (1)直接传导耦合。电导性直接传导耦合最简单、最常见,但它也是最易被人们忽视的一种耦合方式。在考虑电磁兼容性问题时,必须考虑导线不但有电阻足,而且有电感L,漏电阻R,以及杂散电容C。在实际使用中尤其是频率比较高时,这些分布参数对信号的传输有着十分重要的影响。如何考虑分布参数的影响与传输线的长度密切相关。根据传输线的长度与传输信号频率的关系可把传输线分为长线和短线,对短信号线不必进行阻抗匹配,而对长信号线应在终端进行阻抗匹配。 (2)公共阻抗耦合。当干扰源的输出回路与被干扰电路存在一个公共阻抗时,两者之间就会产生公共阻抗耦合。干扰源的电磁噪声将会通过公共阻抗耦合到被干扰电路而产生干扰。所谓“公共阻抗”通常不是人们故意接人的阻抗,而是由公共地线和公共电源线的引线电感所

电磁屏蔽基本原理介绍要点

在电子设备及电子产品中,电磁干扰(Electromagnetic Interference)能量通过传导性耦合和辐射性耦合来进行传输。为满足电磁兼容性要求,对传导性耦合需采用滤波技术,即采用EMI滤波器件加以抑制;对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下,其重要性就显得更为突出。 屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体,将电磁波局限于某一区域内的一种方法。由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波,因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的不同,在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。在设计中要达到所需的屏蔽性能,则需首先确定辐射源,明确频率范围,再根据各个频段的典型泄漏结构,确定控制要素,进而选择恰当的屏蔽材料,设计屏蔽壳体。 屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能SE(Shielding Effectiveness)来衡量,屏蔽效 能的定义:没有屏蔽体时,从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强1(1)和加入屏 蔽体后,辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强2(2)之比,用dB(分贝)表示。 图1 屏蔽效能定义示意图 屏蔽效能表达式为(dB) 或(dB)

工程中,实际的辐射干扰源大致分为两类:类似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射源和类似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源。由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源的最基本形式,实际的辐射源在空间某点产生的场,均可由若干个基本源的场叠加而成(图2)。因此通过对电偶极子和磁偶极子所产生的场进行分析,就可得出实际辐射源的远近场及波阻抗和远、近场的场特性,从而为屏蔽分类提供良好的理论依据。 图2 两类基本源在空间所产生的叠加场 远近场的划分是根据两类基本源的场随1/r(场点至源点的距离)的变化而确定的, 为远近场的分界点,两类源在远近场的场特征及传播特性均有所不同。 表1 两类源的场与传播特性 波阻抗为空间某点电场强度与磁场强度之比,场源不同、远近场不同,则波阻抗 也有所不同,表2与图3分别用图表给出了的波阻抗特性。

汽车电磁干扰及其影响

汽车电磁干扰及其影响 作者:徐立时间:2010-04-13 来源:EDN 当以点火发动机驱动的汽车在公路上运行之时,汽油发动机的高压点火系统会产生强电磁波,干扰其周围的无线电广播和无线电通讯业务的正常运行,并且对电磁环境造成污染。自此人们将电磁污染列人到汽车造成的三大污染源之一(排放、噪声、电磁)。国际无线电组织开始对这种高能量脉冲形式的干扰源进行研究并提出了测量方法和限制要求。目前,这种电磁污染的控制要求已被列入到世界各国的技术法规中。经过多年的技术规范,市场上运行的汽车基本实现了点火脉冲电磁噪声的有效控制。 但随着汽车技术的不断进步和发展,汽车电子电器设备的大量应用,汽车电磁干扰的特点及其产生的影响也有了巨大的变化。汽车产生电磁干扰的源,不单纯是点火系统,大量应用于车辆上的各种电子电器设备也同样产生电磁干扰。 车辆产生的电磁干扰不但对车辆外界的无线电设备造成影响,而且也会对车辆内部的各种电子部件造成不良影响。早期人们普遍关心的是车辆电磁干扰对电磁环境的重大影响,随着有效的治理,这种影响已经得到了控制。近些年,汽车出现了许多由于车辆内部电磁干扰对车辆的正常运行及安全性和可靠性等产生重大影响的现象,引起了人们的特别关注。目前,人们开始研究车辆内部电磁干扰的产生和影响及其控制技术。 一、汽车内电磁干扰现象 汽车产生电磁干扰的源有:高压点火系统;各种感性负载(如电机类电器部件);各种开关类部件(如闪光继电器);各种电子控制单元ECU;甚至各种灯具,无线电设备等。这些部件产生的干扰会在汽车内部造成相互影响。下面列举一些实际发生的现象。 现象1:某种中高档次轿车,具有高性能ABS系统。样车在一次实况测试中遇到了雨天,启动雨刮器,在某一车速运行时,ABS突然失去了作用。 现象2:国内生产的某一型号微型汽车,其发电机调节器经常出现易被击穿损坏现象。经查,当雨刮器工作时,这种损坏现象就容易发生。 分析上述两个实例,造成这种现象的主要原因是雨刮器。雨刮器驱动电机作为感性负载,在切断电源时会产生反向电流并通过电源线传输到供电系统中,从而在电源系统中产生干扰脉冲,一些电子部件在这种干扰脉冲条件下,不能正常工作,甚至导致损坏。 现象3:一种国内开发生产的安全气囊,在汽车整车装配线上突然引爆。经对该安全气囊的电子引爆控制器进行试验检查,发现其不能承受较强的环境辐射电磁场,当有静电放电发生时,会有误动作。

相关主题