汽車電子EMC測試要求

如今隨著汽車電子化程度的提高，汽車上的電子設(shè)備數(shù)量不斷增加，這些設(shè)備之間的電磁干擾問題也越來越突出。EMC電磁兼容問題越來越受到人們的重視，汽車行業(yè)對車輛制定了嚴(yán)格的電磁兼容方面的標(biāo)準(zhǔn)和測試規(guī)范，首先零部件本身必須通過電磁兼容性測試，集成到整車后，整車也要通過電磁兼容性全面考核。電磁兼容性具有一票否決權(quán)，如果電磁兼容性不能滿足相應(yīng)法規(guī)測試要求，將導(dǎo)致產(chǎn)品不能上市，所以電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為重要。本文介紹了汽車EMC測試要求和設(shè)計(jì)問題。

EMC全稱（ElectromagneticCompatibility）又稱《電磁兼容性 》是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運(yùn)行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。簡單來說，EMC包括了EMI(電磁干擾)和EMS(電磁敏感性)。EMI是指設(shè)備在正常運(yùn)行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾；EMS是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁干擾所具有的一定程度的抗擾度。EMI是主動(dòng)性的，即對外界產(chǎn)生的干擾，EMS是被動(dòng)性的，即抵抗外界的干擾。所以對設(shè)備的EMC要求就是：減少對別人的干擾，同時(shí)自身能抵抗相當(dāng)程度的外界干擾。

EMC測試要求

汽車 EMC 性能是指汽車在電磁環(huán)境下能夠滿足功能并不對其它設(shè)備或系統(tǒng)產(chǎn)生不能忍受的電磁干擾的能力 。

它主要分為:電磁干擾和電磁抗擾。

電磁干擾是指由電磁騷擾引起的設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能的降低。電磁抗擾是指裝置、設(shè)備或系統(tǒng)面臨電磁騷擾時(shí)不降低運(yùn)行性能的能力。

主要標(biāo)準(zhǔn)有：

國際電工委員會IEC和CISPR系列標(biāo)準(zhǔn)（IEC61000-4-2，IEC 61000-4-3，CISPR 11，CISPR12，CISPR14，CISPR15，CISPR22，CISPR25）；

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO系列標(biāo)準(zhǔn)（ISO7637，ISO10605，ISO11451，ISO11452）；

歐洲地區(qū)機(jī)動(dòng)車EMC指令法規(guī)和北美SAE系列標(biāo)準(zhǔn)（ECER10，97/24/EC，72/245/EEC（2004/104/EC），EN 55011，EN55012，EN55014，EN55015，EN55022，EN55025，SAEJ551，SAEJ1113）；

國內(nèi)車輛及工科醫(yī)設(shè)備EMC標(biāo)準(zhǔn)（GB14023，GB18655，GB/T18387，GB/T19951，GB/T17619，GB/T21437，GB4824，GB9254，GB4343，GB17743，GB/T17626.2，GB/T 17626.3）；

汽車制造商的企業(yè)EMC標(biāo)準(zhǔn)（比如福特的ES-XW7T-1A278-AC，通用的GMW3172、GMW097，大眾的VWTL 80101、VW TL 82066，標(biāo)致的PSA B217090、PSAB217110，本田的Honda 3982Z-SDA-0030，現(xiàn)代的Hyundai ES39110-00、Hyundai ES 96100-01等）。

EMC 設(shè)計(jì)

汽車 EMC 主要從零部件和整車兩個(gè)角度處理，零件的 EMC 要求及設(shè)計(jì)方法將另文闡述。本文主要論述整車 EMC 要求及相關(guān)的設(shè)計(jì)方法。

任何一個(gè)電磁干擾的發(fā)生必須具備三個(gè)基本條件：首先應(yīng)該具有騷擾源；其次有傳播干擾能量的途徑和通道；第三還必須有被干擾對象的響應(yīng)。?三個(gè)條件只要有一個(gè)不成立，那么干擾也不會發(fā)生。

對于騷擾源的抑制措施主要是精心設(shè)計(jì)電路及電路板從而控制電磁場輻射的大小。對于被干擾對象來說，要提高抗干擾能力，抑制干擾的措施主要包括屏蔽、隔離、濾波、接地和軟件處理等方法。切斷這兩個(gè)條件主要從零部件設(shè)計(jì)角度出發(fā)。對于整車廠來說， 除要求零部件廠嚴(yán)格按照要求設(shè)計(jì)、生產(chǎn)合格的產(chǎn)品外，整機(jī)廠主要從切斷干擾的傳播路徑入手。

電磁騷擾的路徑一般有以下幾種：

電流耦合

又稱公共阻抗耦合，。這也是常見的一種耦合方式。常發(fā)生在兩個(gè)電路的電流有共同通路的情況。公共阻抗耦合有公共地和電源阻抗兩種。防止這種耦合應(yīng)使耦合阻抗趨近于零、使干擾源和被干擾對象間沒有公共阻抗。

電容耦合

又稱電場耦合或靜電耦合，是由于分布電容的存在而產(chǎn)生的一種耦合方式。干擾源的高頻工作會感應(yīng)電壓到控制單元的傳感器線路上， 從導(dǎo)致傳感器電壓失真。電容耦合的抑制措施有：使導(dǎo)線盡量短，使耦合電容盡量小， 線間距離盡量大， 并避免平行走線。對感染源和被感染對象進(jìn)行電屏蔽。

電感耦合

又稱磁場耦合。是由于內(nèi)部或外部空間電磁場感應(yīng)的一種耦合方式，防止這種耦合的常用方法是對容易受干擾的器件或電路加以屏蔽。

電感耦合和電容耦合有類似通道。其抑制措施也相似：使導(dǎo)線盡量短，線間距離盡量大，并避免平行走線并縮小電流回路面積，使互感量小。

被干擾的導(dǎo)線環(huán)在干擾場中的放置位置方位應(yīng)使它對感染磁場的磁力線最小。對感染源和被感染對象進(jìn)行屏蔽。將一個(gè)電流的回路線間繞成極性交錯(cuò)的若干局部耦合環(huán)， 使之沿導(dǎo)線長度方向的符合交變的局部耦合信號彼此相抵消。

輻射耦合

電磁場的輻射也會造成干擾耦合， 是一種無規(guī)則的干擾。這種干擾很容易通過電源線傳到系統(tǒng)中去。另當(dāng)信號傳輸線較長時(shí)，它們能輻射干擾波和接收干擾波，稱為大線效應(yīng)。特別是當(dāng)線長是λ/4 波長的整數(shù)倍時(shí)，會產(chǎn)生諧振，耦合最嚴(yán)重。因此線長應(yīng)避免是 λ/4 波長的整數(shù)倍。

輻射型耦合的抑制有 3 種基本形式：電子濾波、機(jī)械屏蔽和干擾源抑制。

根據(jù)以上電磁耦合的方式，在整車設(shè)計(jì)中，需要注意以下事項(xiàng)：

信號線與電源線分離或滿足最小距離要求或垂直成 90°；

信號線長度避免是防護(hù)頻率波長.λ/4 的整數(shù)倍；

采用低阻值電線；

信號線間避免絞接；

下列信號線采用雙絞線：安全氣囊傳感器；ABS 傳感器（輪速傳感器）；總線系統(tǒng)（動(dòng)力總成 CAN，低速 CAN）診斷線；LF 信號線（收音機(jī)到放大器或揚(yáng)聲器）。

下列信號線采用屏蔽線：；AM/FM HF 線（天線放大器到收音機(jī)）；GSM 電話天線;TV 天線；GPS；導(dǎo)航系統(tǒng)；AUX-In 系統(tǒng)；USB 線；藍(lán)牙天線；PKE 天線；克風(fēng)天線；LCD 屏到收音機(jī)線（RGB 信號）。

采用光纖；

采用正確接地方式；將模擬地與電源地、數(shù)字地等分開；；將騷擾系統(tǒng)可靠接地；;在底盤上正確選擇接地點(diǎn)；；屏蔽線要可靠接地；；接地連接最好是星型連接、樹形其次，避免環(huán)形連接；采用專用接地線接地，減小接地電阻。

本文討論了汽車EMC測試要求，并分析了電磁耦合的四種方式，給出了整車EMC設(shè)計(jì)中需要注意的問題。

來源：電控知識搬運(yùn)工

審核編輯：湯梓紅