对电感应电路,,要减小U2可以减小C12、U1和R,或增大C2g;首要措施是减小C12,方法是增大导线距离或改变导线间介电参数。对磁感应电路,,要减小U2,可以减小M12或减小I1变化率,基本措施是减小M12,对典型的两回路,,L1、L2为两回路长度,m0为真空磁导率,r为两回路导线段距离。因此增大r和减小回路面积都能减小M12。
辐射干扰
辐射干扰由天线发射,由于通电的导线和电缆可视为等效天线,因此汽车电子设备的线束辐射干扰非常严重。根据Maxwell方程,典型单极天线的辐射电磁场为
为球坐标,I为天线电流,l为天线长度,r为天线至场点的距离,w为角频率,e0为空气介电常数,l为电磁波长。要减小H和E,可以减小I、l,或增大r。
综上所述,车外电磁干扰随作用距离增大而减小,只有当其本身能量非常大,才能对相距较远的汽车电子设备产生影响。多年研究结果表明,大能量的电磁效应对人体健康存在危害,目前已经制定各种相应的电磁标准来限制这类干扰,使得汽车电子设备受其的影响减小。
车体静电干扰和车内电磁干扰,因为干扰作用距离近,干扰时间长,干扰强度相对较大。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,相邻导线间又有感应干扰,而不相邻导线间也因天线效应而辐射干扰,这就使得车内干扰综合了三种途径,干扰组成较多,覆盖的干扰频率较广,是汽车电子设备受到的主要电磁干扰。解决这两种电磁干扰问题,能同时提高汽车电子设备对车外电磁干扰的抗干扰能力,从而降低设备工作失常或是损坏的可能性。
提高电子设备电磁兼容性能的措施
汽车电子设备的电磁兼容性能包括两方面,一是电磁发射,衡量系统产生的电磁干扰的发射水平;二是电磁敏感度,衡量系统在工作时为实现预期技术指标而需要的抵抗电磁干扰的能力。根据前面的分析,要综合提高汽车电子设备的电磁性能,可以从三方面考虑,一是减小设备发射电磁干扰的强度;二是抑制电磁干扰的传输;三是降低设备电磁敏感部件接收干扰的强度。
减小设备的电磁干扰强度
优化设备的电气结构:汽车电子设备中闪光器是继电器触点结构,可以在触点前加电弧抑制器;电机为感性负载,可通过内部滤波电路降低电流噪声;各种电控单元的印刷电路板,要优化布线,降低电磁发射水平。
选用合适的电子元器件:汽车上的各种控制单元,采用较低频的芯片有利于减少辐射干扰。
降低设备的功率:在满足功能需求的情况下,降低设备的功率,可以减小干扰电压和电流,从而减小干扰强度。
抑制干扰的传输
屏蔽干扰源设备和相关线束:汽车中主要的电控系统使用的电控单元,应该采用屏蔽壳体封装。
增加线束滤波:对较长的线束,为减小传导和辐射干扰,应在线束上增加滤波,比较方便的是套接合适的铁氧体磁环。
合理规划线束:线束布置上使小功率敏感电路紧靠信号源,大功率干扰电路紧靠负载,尽可能分开小功率电路和大功率电路,减小线束间的感应干扰和辐射干扰。
改进设备的接地:良好的接地布置和改进的地线搭接可以降低高频阻抗。汽车电子设备接地主要是就近接到车体以及线束屏蔽层接地。