摘要:为达到GJB 1389A《系统电磁兼容性要求》的标准,对军用越野车辆整车电器控制模块进行电磁兼容抗干扰性设计,并给出详细的设计方案和方法。
1 设计输入
军用越野车辆电控系统以产品整个寿命周期内的典型电磁环境条件和GJB 1389A《系统电磁兼容性要求》、GJB 151B《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》、ECE R10《关于就电磁兼容性方面批准车辆的统一规定》中规定的EMC要求为设计指标。其电控系统采取分级保护、逐步削弱的设计原则,在设计时充分考虑构成电磁干扰的3要素,即电磁干扰源、祸合路径及敏感源,并据此进行电控系统的防电磁干扰设计。
2 电磁干扰源设计
越野车由于其军用车辆的特殊性,可能会处于各种复杂的电磁环境内。如果遭遇雷电、电磁脉冲等外部瞬态环境,产生的干扰会感应到互连电缆上产生脉冲及阻尼正弦瞬变形式的信号。因此,设计时从供电电源、电磁辐射和防静电3方面考虑。
1)供电电源供电电源包括整车供电电源,由各个零部件ECU供电电源构成,其由负载的通断过渡过程、半导体元件的非线性脉冲等因素成为电磁干扰源。对供电电源按以下方法进行电磁兼容设计(图1):①脉冲电压的吸收,对脉冲电压的电磁干扰采用压敏电阻、固体放电管或瞬态电压抑制二极管来吸收,将电压钳制在允许的范围内;②单片机系统和传感器系统采用供电分离的电源模式;③电源输入端和输出端增加滤波网络。
2)电磁辐射①车辆中所选用的主要控制器均采用金属外壳结构,整体导电氧化,壳体接缝处采用屏蔽橡胶绳,提高导电连续性。②屏蔽相关线束,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。③合理布置螺钉间距,缩短壳体搭接缝隙,减少电磁泄露。
3)防静电静电场强超过绝缘介质的击穿强度时,会发生电晕放电或火花放电,形成静电干扰,可能导致设备损坏。防静电设计的方法:①元器件选择遵循GJB 3404《电子元器件选用管理要求》;②选用静电放电不敏感的元器件(4~16kV);③采用静电屏蔽和搭铁措施,将静电产生的电荷引走;④增加串联电阻降低静电放电电流,增加并联元件旁路静电放电电流。