关于汽车电器电磁干扰及防护分析

关于汽车电器电磁干扰及防护分析

唐孝平

广通汽车有限公司519090

摘要：本文主要对汽车电器电磁干扰及防护进行分析和了解。近些年来，汽车电器的相关技术正在不断改进，与之相应的电器电磁干扰现象也变得更明显。电磁干扰存在于各类带电物体中，不断变化的电场就会引发磁场的相应改变，进而产生电磁波。电磁波如果超出了特定的辐射限度，就会造成电磁污染。

关键词：汽车电器；电磁干扰；防护

引言

随着汽车行业发展的不断加快，汽车电控技术也在不断进步，相对于以前，现在的车辆发生了显著的变化，其中一个变化就是有诸多接收电磁波的设备，这些设备的广泛应用就让汽车的电磁感染逐渐成为了第三大污染。如果电磁是由汽车所产生的，不仅仅会对周边无线电的接受质量产生影响，而且也会对汽车的相关内构产生某种程度的不良影响，进而影响到其后续的服务。

一、电磁干扰产生的分析

近些年来，信息处理的相关技术正在逐步完善，日常生活和各行业生产的综合水准也获得了全面提高。受到技术进步的影响，更多用户转而追求舒适性和安全性更强的新型汽车，同时也更重视选购经济型的汽车。对于汽车电器而言，电磁干扰指的是汽车内部的电子噪音。从本质上讲，电磁干扰减损了完整的电缆信号，同时也引发了噪声。电磁干扰可能来自汽车机器或者马达等构件，汽车导线也会导致控制单元内部的电磁波干扰。

对于多数汽车而言，车辆内部都设置了很多电子器件，例如电磁阀、汽车电控单元、伺服电机、电子传感器等。汽车内部设置的控制系统需要借助电动机才能得以运行。从现状来看，永磁的直流电动机通常能够引发电磁波，在此过程中发生电火花的现象。对于车载的微机系统，车载网络可以用来提供所需的电能。在较狭窄的汽车空间内，各类电器很容易互相干扰，这种状态就导致了电磁干扰。由此可见，电磁干扰通常产生于汽车内部的各种电器，具体包括电源系统、充电系统和点火系统等。

二、电磁干扰的传播途径

电磁辐射；因为大多数辐射源都是密闭在金属壳之中，它辐射的强度主要跟辐射源的功率、电流强度、器件的等效辐射阻等因素有关系。由于汽车之中有很多整流桥，在直流和交流的变换之中，产生很多高次谐波，同时整流期间会不变切换开关，这样就会引发辐射干扰，从而在空间传播，对其他电路和系统造成严重的干扰。尤其是一些对于信号要求很多的系统，比如系统的通信系统，因此电磁辐射问题必须通过一定的方法去抑制，从而保证汽车内部电路的正常工作。

传导；电磁干扰也可以通过从其他电路通过阻抗耦合或者是接地回路耦合的方式，直接进入驱动电路回路，从而造成电磁噪声的出现，这样就会增加电机铁损和铜的消耗，同时这种干扰也可以传播到电源系统的当中，对于电源系统造成一定的破坏作用。与电磁辐射传播的方式相比较，电路传导的距离更远。

三、汽车电器的干扰源分析

1.点火系统

汽车上的点火系统所产生出来的电磁的干扰其实就是组成汽车的整个干扰源的一个比较重要的组成部分，点火的线路如果在瞬间被断开或者是被接通的话，所产生出来的电磁干扰都是非常大的，现在有许多汽车运用的点火系统基本上都是无分电器的电控，以前的那种有分电器的点火系统有的时候会因为分电器发生分断的现象所导致的电磁干扰的产生，但是现在这种无分电器的点火系统把这个劣势避免了。

2.静电放电

一般车辆在行驶的过程中，车轮会和地面发生摩擦、车身会和空气发生摩擦、车里面人员的衣物会和坐垫发生摩擦等，这些摩擦基本上都会形成静电的。如果把那种化纤地毯铺在车的里面，静电效应就会显得特别的明显。静电的电压有的时候会非常的高，然后就会发生静电放电的现象，从而会经过电磁的辐射再到电子控制的系统里去，最终就会对电器设备产生出电磁干扰。

3.感性负载

汽车的发电机所产生出来的电磁的干扰也是组成感性负载的干扰的一个比较重要的部分。在工作的时候，交流发电机如果突然发生卸载的现象或者说突然跟蓄电池发生断开的现象，那么就会导致瞬变的电压。这样瞬变的电压基本上能够对别的电子器件产生非常大的冲击，从而会造成设备的损坏以及不能够正常的工作。

4.线束耦合

在汽车的里面会有很大各种类型的功能不同的电缆以及线束，一般的人们都想能够比较方便地进行布置，基本上都是用捆绑这种形式进行布置的。导线之间的那种无屏蔽的一些配线基本上能够产生出来一些干扰，像阻性耦合的干扰、电感性耦合以及电容性耦合的干扰等；这些干扰基本上会造成控制信号的传递错误以及不准确。

四、汽车电器的抗干扰对策

1.屏蔽干扰源

屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效途径的方式。在汽车的信息系统当中，一些电源转化电路都是放在金属壳中进行屏蔽的，输出线是从钢管中走线，这样就可以屏蔽电磁信号的作用。同时导线之间最好不要相互耦合，相互交叉，尤其是电源线和信号线一定隔离开来，和周围的敏感电子设备线路也必须保护，必须可靠的接地和屏蔽。

2.电磁兼容性

指电器电子产品不仅仅能够在电磁的环境中工作正常，而且也不会对同一环境中的其他产品产生过多的电磁干扰，为了达成上述目标，必须满足两个基本要求，一个就是设备在正常运转的过程中，对环境可以产生电磁干扰，但是不能超过一定的限值；还有一个就是器具对于其所在环境的电磁干扰具有一定的看干扰能力，也就是电磁的敏感性。

3.进行滤波处理

滤波是通过电源线对电源和电机的传导干扰来抑制逆变器的干扰信号。滤波器是用于衰减高频谐波分量。在逆变器的输出端提供一个输出滤波器，以减少其他因素对于电源的干扰。同时也可以在逆变器的输入端可以设置一个输入滤波器，以减少来自电网的干扰。

4.屏蔽遮掩

这就需要在对产品进行设计的时候，就要考虑到可能产生的磁场，而且磁场很有可能是瞬间产生的，因此高压线的选择必须要注意，不仅仅外皮要好，而且对于干扰能够产生一定的屏蔽作用，但是这种措施的成本是相对较高的。

5.设置公地线

接地线是工程上最常见的抑制干扰传播的方式。良好的接地能有效抑制外界干扰，同时也能够减少设备本身的干扰。但是电机等强电气控制系统的接地线必须进行的可靠接地，同时微机控制板的屏蔽接地应单独接地，他们不可以公用地线。对于某些严重的干扰情况，建议将传感器和I/O接口屏蔽连接到控制板的控制地面。

6.采取隔离措施

隔离是指从电路中隔离干扰源和容易受到干扰的部分。通常，在电源和放大器电路之间的电源线上使用隔离变压器，最常用的变压器光耦隔离装置，这样可以将电信号隔离开来，可以最大程度地避免干扰。

7.加阻尼电阻

将阻尼电阻串入到点火装置的高压电路中，主要目的就是为了实现高频振荡的减弱，大量的实验表明，如果阻尼电阻的电阻值越大，那么一直效果也会越好，但是如果阻值超出一定范围的话，会对火花塞电极的火花能量产生影响，进而影响到点火，一般来说，应该把电阻的值控制在20kΩ之内。

结束语：

总之，如果汽车内部的电器导致了超限的电磁辐射，那么电磁污染由此而产生。汽车内部通常包含了防盗系统和导航系统等汽车电器，这些电器的干扰波构成了较强的电磁干扰源。为了防控电磁干扰，有必要设计全方位的防护措施。近年来车辆局域网正在迅速扩展，面对新的形势，汽车电磁干扰成为了亟待解决的问题。然而截至目前，针对汽车电器的干扰防护技术仍缺乏完善性，有待长期的提高和改进。

参考文献：

[1]刘新亮.汽车电器的电磁兼容[J].汽车电器，2011（06）：2-7.

[2]陈天殷.汽车电器电磁兼容性及电磁干扰的抑制[J].汽车电器，2012（01）

[3]黄小华．汽车电磁兼容性设计原理与电磁干扰的抑制[J]．装备制造技术，2008（01）