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汽车电器电磁干扰及防护的相关研究
来源:汽车电器  作者:佚名  2018-04-02 09:02:53

    摘要:电磁干扰是存在于各类带电物体当中的现象,它的电场存在时刻动态变化,能够让磁场发生相应改变,最终产生电磁波效应,如果电磁波超出特定辐射限度,就会产生电磁污染。本文主要研究了汽车电器中的电磁干扰产生的根源与防护措施。

    汽车电器技术在近年来发展快速,它的设备及技术改进也相应带来了强烈的电磁干扰现象。一般来说,汽车内部的遥控防盗系统、导航系统、移动通讯系统等等都能接受大量电磁波,产生电磁干扰,让汽车成为交通路面上的重要污染源,不但威胁车内人员健康,也会辐射到汽车外部周坏境中,必须设法对汽车电器电磁干扰加以控制和消除。

    1 汽车电器电磁千扰产生的根源及现象
    1.1电磁干扰现象
    电磁干扰(Electromagnetic Interference、EMI)作为一种干扰信号存在,它会对电子噪声信号的完整性产生严重破坏,它的发生根源就是电磁辐射。通常情况下电磁干扰源主要分为自然和人为2种类型:其中自然电磁干扰源主要是由周围环境所发生的噪音引起的,包括来自于大气层中的雷电噪声等;人为噪音则相对广泛,如各种汽车电器、无线电装置、点火器、继电器等都会产生电磁干扰。
    这种电磁干扰会直接影响到汽车内部的各种仪表数据。比如当汽车速度达到某一临界点时,雨刮器可能会因为电磁干扰而出现故障,这说明电磁干扰已经完全损坏了汽车中完整的电缆信号,导致汽车控制单元内部出现电磁波干扰现象。另外就是车辆中的电磁阀、电机、电子传感器、汽车电控单元等也会受到电磁干扰影响,甚至永磁直流电动机在受到电磁干扰后还可能产生电火花现象,这对于车载微机系统威胁极大。从整体来讲,由于汽车空间过于狭小,所以各类汽车电器产生互相干扰也是很正常的,所以电磁干扰会影响到汽车内部整体电器结构体系。
    1.2产生根源
    汽车车身电器数量众多,大体可以分为车身附件、底盘和发动机3类。其中还包括了四轮驱动控制系统、电子控制悬架、ABS系统、汽车继电器及电话等。这些电器系统都与电动机存在关联,而电动机本身在运行过程中会产生电火花,这些电火花可能会影响汽车导线、项圈及其他附属元件。因此基于这一电动机现象,可以总结得出电磁干扰产生的根源主要有三:第一,汽车电器设备中所有线圈会呈现出“束”的特殊形式,此时各个汽车电器系统的周边I/O接口十分容易进入反馈脉冲,这就会导致正常运行的汽车电器系统受到强烈电磁干扰;第二,在对汽车电器设备部件进行连接与断开时会产生电磁干扰,它主要是以电缆信号传播形式来传播信号脉冲,可直接导致电控单元接收到错误信号,引发系统出错;第三,汽车电器中的电容与电感会产生闭合回路,这些闭合回路以震荡回路存在,在实际运行过程中电子设备会出现火花,这说明电器高频震荡已经产生,即电器产生了电磁波。
    另一方面,传统汽车点火系统会在低电压电流经过过程中影响到断路器与点火线圈,将低电压转变为高电压,产生电火花。该电火花产生严重时会直接产生击穿放电现象,即产生大电流,激发放电过程高频震荡,这也是汽车电器出现电磁干扰的本质根源。

    2 汽车电器电磁千扰的防护措施研究
    汽车电器电磁干扰严重,不但对汽车内部及其人员带来严重危害,对交通整体环境而言也十分不利。汽车电器电磁干扰的相关防护措施,首先应明确电磁干扰的来源。如果从传播途径来分析,汽车电器应首要防控其内部已存在的电磁干扰源,实现对各种类型电磁干扰的有效传导过程,通过汽车敏感器来将干扰源与电路二者相连接,保证敏感器能够切实接收到干扰信号,分析具体的电磁干扰现象。由于汽车电器周围空间会受到电磁干扰影响,所以汽车电器电磁干扰防护的有效措施可分为以下3点。
    2.1汽车设计阶段的电器电磁千扰防护措施
    早在汽车设计阶段就应该提出合理的电磁兼容指标,做到早期防控电磁干扰。即在汽车电器中设置电磁兼容性指标,在电磁干扰相对较强的环境中,对汽车电气的兼容性进行测试,并把握以下几点关键点内容:第一,在汽车正常行驶过程中合理控制电磁干扰,具体将其控制于特定的限度之内,避免其超出限度;第二,就是保证并提高汽车电气的抗扰度,提高汽车电器的电磁敏感度。所以,在汽车设计过程中就有必要围绕汽车电器的电磁兼容性相关指标进行构思与分析规划,明确电磁干扰产生频率的基本规律(图1)。

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