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[分享] 汽车电磁干扰及其影响

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发表于 2016-1-29 17:58:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
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  当以点火驱动的在公路上运行之时,汽油发动机的高压点火系统会产生强电磁波,干扰其周围的无线电广播和无线电通讯业务的正常运行,并且对电磁环境造成污染。自此人们将电磁污染列人到汽车造成的三大污染源之一(排放、噪声、电磁)。国际无线电组织开始对这种高能量脉冲形式的干扰源进行研究并提出了测量方法和限制要求。目前,这种电磁污染的控制要求已被列入到世界各国的技术法规中。经过多年的技术规范,市场上运行的汽车基本实现了点火脉冲电磁噪声的有效控制。
  但随着汽车技术的不断进步和发展,汽车电子电器设备的大量应用,汽车的特点及其产生的影响也有了巨大的变化。汽车产生电磁干扰的源,不单纯是点火系统,大量应用于车辆上的各种电子电器设备也同样产生电磁干扰。
  车辆产生的电磁干扰不但对车辆外界的无线电设备造成影响,而且也会对车辆内部的各种电子部件造成不良影响。早期人们普遍关心的是车辆电磁干扰对电磁环境的重大影响,随着有效的治理,这种影响已经得到了控制。近些年,汽车出现了许多由于车辆内部电磁干扰对车辆的正常运行及安全性和可靠性等产生重大影响的现象,引起了人们的特别关注。目前,人们开始研究车辆内部电磁干扰的产生和影响及其控制技术。
  一、汽车内电磁干扰现象
  汽车产生电磁干扰的源有:高压点火系统;各种感性负载(如电机类电器部件);各种开关类部件(如闪光继电器);各种电子控制单元ECU;甚至各种灯具,无线电设备等。这些部件产生的干扰会在汽车内部造成相互影响。下面列举一些实际发生的现象。
  现象1:某种中高档次轿车,具有高性能ABS系统。样车在一次实况测试中遇到了雨天,启动雨刮器,在某一车速运行时,ABS突然失去了作用。
  现象2:国内生产的某一型号微型汽车,其发电机调节器经常出现易被击穿损坏现象。经查,当雨刮器工作时,这种损坏现象就容易发生。
  分析上述两个实例,造成这种现象的主要原因是雨刮器。雨刮器驱动电机作为感性负载,在切断电源时会产生反向电流并通过电源线传输到供电系统中,从而在电源系统中产生干扰脉冲,一些电子部件在这种干扰脉冲条件下,不能正常工作,甚至导致损坏。
  现象3:一种国内开发生产的安全气囊,在汽车整车装配线上突然引爆。经对该安全气囊的电子引爆控制器进行试验检查,发现其不能承受较强的环境辐射电磁场,当有静电放电发生时,会有误动作。
  二、汽车内电磁干扰的特点
  车辆内部的电磁干扰扰特点不同于车辆对外部的干扰。车内电磁干扰可以通过各种连接线缆传播,也会以耦合方式、空间辅 射发射的方式进行传播。典型的形式有:沿电源线传导干扰;人体静电放电对电子部件的干扰;干扰能量通过空间辐射等。下面就一些典型干扰源的特点进行分析。
  三、发动机点火系统产生沿电源线传导的干扰
  发动机点火系统的电路框图如图1。传感器获取点火信号Va,由驱动电路在点火线圈初级产生一通断的脉冲电流Ib,线圈次级产生高压脉冲使火花塞放电,点燃发动机燃油混合气作功。当线圈初级回路通断变化过程时,初级绕组会产生瞬变电压,次级绕组产生高电压使火花塞放电,残余能量形成高频电磁波辐射到空间中。初级回路中的瞬变电压则沿电源线传到电源系统中,干扰电源系统,产生一波动电压△V。如图2。一般情况不一,实验测量得到△V为2~4V。

发动机点火系统的电路框图

发动机点火系统的电路框图

  汽车中应用的各种电子控制单元,要求有一个稳定的电源电压供电,才能正常工作。当供电系统中出现电压波动(如△V),会对电子模块的正常工作产生影响。
  四、感性负载产生沿电源线传导的干扰

负载特性电路

负载特性电路

  汽车内使用的各种类型的电机都属于感性负载。如:雨刮器驱动电机;汽车启动电机;暖风电机等。这类负载特性电路如图3。当感性负载的供电被突然切断时,会产生反向瞬变电压Vc,如图4。线圈初始储能越大,关断速度越快,瞬变过电压就越高。实测结果,一般Va 为-100V~300V;is为0.2s~0.5s。
  这种类型的干扰虽然不具有连续性,但是它的瞬变电压的幅值相当大,偶尔的出现会对电子模块造成严重影响,甚至损坏。前文中介绍的发电机调节器击穿损坏就是因这种反向瞬变电压造成的严重后果。
  五、静电放电对车内电子部件的干扰
  人体会产生静电,尤其在我国的北方地区,冬天气候干燥,人体容易产生静电。人体静电遇到一些导体就会释放出来。有直接放电,人们感觉不到。当静电储存到一定程度后,会通过空气放电,甚至会有火花产生,人们就会有强烈的放电感觉。人们在使用汽车时,这种静电放电现象是不可避免地会产生。
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