汽車儀表盤EMC問(wèn)題剖析

一汽車儀表盤的作用

上圖的汽車儀表盤主要包括燃油指示燈、清洗液指示燈、電子油門指示燈、前后霧燈指示燈及報(bào)警燈，可以隨時(shí)監(jiān)控汽車狀態(tài)。汽車儀表盤是反映車輛各系統(tǒng)工作狀況的裝置，一般汽車的常規(guī)儀表有車速里程表、轉(zhuǎn)速表、機(jī)油壓力表、水溫表、燃油表、充電表等。汽車儀表是駕駛員與汽車進(jìn)行信息交流的重要接口，隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展，汽車行駛狀況和各機(jī)構(gòu)、零部件的信息量顯著增加，駕駛員在駕駛車輛時(shí)，必須更多、更及時(shí)了解汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)的各種參數(shù)是否正常，以便及時(shí)采取措施，防止發(fā)生事故。

二主要的EMC問(wèn)題

1.電源端傳導(dǎo)發(fā)射;

2.ARM主時(shí)鐘頻率點(diǎn);

3.LCD屏驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘;

4.接口端靜電防護(hù);

5.電源端口7637測(cè)試異常;

6.CAN線EMC處理。

三儀表盤主流方案

儀表盤框架圖:

四儀表盤輸入/輸出量

輸入量:（通過(guò)CAN總線接受外部信號(hào)）

1.水溫/油量等模擬信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)化送給MCU；

2.電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/車速為脈沖信號(hào)輸入到MCU。

輸出量:

1.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)四路指針顯示；

2.LCD驅(qū)動(dòng)顯示；

3.I/O實(shí)現(xiàn)報(bào)警燈控制。

電源端傳導(dǎo)抑制發(fā)射:

抑制方案(大電流共模濾波器 )

原理是流過(guò)共模電流時(shí)磁環(huán)中的磁通相互疊加,從而具有相當(dāng)大的電感量,對(duì)共模電流起到抑制作用,而當(dāng)兩線圈流過(guò)差模電流時(shí),磁環(huán)中的磁通相互抵消,幾乎沒(méi)有電感量,所以差模電流可以無(wú)衰減地通過(guò)。因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號(hào),而對(duì)線路正常傳輸?shù)牟钅Ｐ盘?hào)無(wú)影響。

大電流共模電感與傳統(tǒng)共模電感的阻抗特性對(duì)比圖如下：

五應(yīng)用電路

測(cè)試效果對(duì)比圖:

六時(shí)鐘頻率尖峰抑制

展頻原理:

通過(guò)對(duì)尖峰時(shí)鐘進(jìn)行調(diào)制處理，使其從一個(gè)窄帶時(shí)鐘變?yōu)橐粋€(gè)具有邊帶的頻譜，將尖峰能量分散到展頻區(qū)域的多個(gè)頻率段，從而達(dá)到降低尖峰能量，抑制EMI的效果。

七展頻IC應(yīng)用電路

測(cè)試效果對(duì)比圖:

八共模濾波器抑制效果圖

九ISO7637脈沖5a的模擬波形

對(duì)于FAE現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師而言，ISO7637測(cè)試、ISO7637-2測(cè)試、ISO7637-2 3A/3B、ISO7637-2 5A/5B測(cè)試是他們的家常便飯。要知道，ISO7637測(cè)試是汽車電子必經(jīng)之路，相關(guān)部門制定的ISO7637拋負(fù)載測(cè)試試驗(yàn)必要存在它的合理性。眾所周知，為了充分保障汽車的安全性和使用壽命，汽車內(nèi)部很多元器件的地方都要通過(guò)ISO7637-2 5A/5B拋負(fù)載電壓沖擊測(cè)試，比如倒車系統(tǒng)、車載導(dǎo)航、點(diǎn)火開關(guān)、電子調(diào)節(jié)器、顯示儀表、安全氣囊等。

十電源端ISO7637防護(hù)

十一靜電防護(hù)

防護(hù)電路：

1.檢測(cè)電路

2.復(fù)位引腳

3.CAN線接口

十二CAN線EMI抑制

CAN線的優(yōu)點(diǎn)：

● 具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸距離較遠(yuǎn)、抗電磁干擾能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)；

● 采用雙線串行通信方式，檢錯(cuò)能力強(qiáng)，可在高噪聲干擾環(huán)境中工作；

● 具有優(yōu)先權(quán)和仲裁功能，多個(gè)控制模塊通過(guò)CAN 控制器掛到CAN-bus 上，形成多主機(jī)局部網(wǎng)絡(luò)；

● 可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文；

● 可靠的錯(cuò)誤處理和檢錯(cuò)機(jī)制；

● 發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動(dòng)重發(fā)；

● 節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下具有自動(dòng)退出總線的功能；

● 報(bào)文不包含源地址或目標(biāo)地址，僅用標(biāo)志符來(lái)指示功能信息、優(yōu)先級(jí)信息。

十三共模在CAN線上BCI的實(shí)驗(yàn)對(duì)比

十四總結(jié)

針對(duì)不同的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用場(chǎng)景，要選擇合適的元器件，以此達(dá)到事半功倍的效果，特別是針對(duì)EMC問(wèn)題，有專器專用的說(shuō)法，本文通過(guò)對(duì)儀表盤的問(wèn)題剖析，給廣大工程師提供了多一種解決方案，希望對(duì)大家有所幫助。

審核編輯：湯梓紅