浅析汽车电子电磁兼容测试标准体系及抗干扰措施论文

浅析汽车电子电磁兼容测试标准体系及抗干扰措施论文

　　1 汽车电子电磁兼容测试标准

　　1.1 汽车电磁兼容测试标准组织

　　汽车电子电磁兼容测试标准是汽车电磁兼容设计、仿真和测试的重要依据和基础，贯穿于整个汽车电磁兼容设计和测试过程中。汽车电磁兼容标准分为国际标准、地区标准、国家标准和企业标准。国际上制定电磁兼容方面的标准化组织有国际标准组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际电工委员会无线电干扰特别委员会(CISPR)，他们从事电磁兼容的协调、管理和技术标准的制定。IEC 下属的TC77 组织主要负责制订和维护电磁环境标准、电磁兼容基础标准、较低频率范围和电磁脉冲的电磁兼容标准，而CISPR 主要负责制订和维护有关电磁兼容的产品标准及较高频率范围的电磁兼容标准。

　　地区标准主要是欧洲ECE 法规和EEC 指令。欧盟标准即EN标准，欧洲电工标准化委员会(CENELEC)与IEC/CISPR 关系密切，其过去颁布的标准经常是引用IEC/CISPR 标准。

　　但现在也出现这种情况，即其新制订或修订的EN 标准影响IEC/CISPR 标准。当然两者一般基本上能达到同步。由此可见，欧洲电磁兼容标准在国际上具有较高的地位及影响力。

　　国家性标准协会有美国国家标准协会(ANSI)，美国联邦通讯委员会(FCC)，美国汽车工程协会(SAE)，德国邮电部(FTZ)，德国电气工程师协会(VDE)，英国标准协会(BSI)，日本民间干扰控制委员会(VCCI)，上述标准协会的作用是与国际标准协调，并且制定各国家自己的标准。

　　我国的标准化工作正在积极与国际接轨，包括标准接轨、规范程序协调、承担国际义务和国际互认。近些年我国制订或修订的电磁兼容标准一般都等同或等效于IEC/CISPR 标准。现已发布实施的电磁兼容国家标准有三类：字头为GB 的强制性标准，GB/T 推荐性标准，GB/Z 指导性专业标准。

　　汽车电子电磁兼容企业标准方面，国际上的各大汽车公司也正在不断建立并且更新现有的电磁兼容测试标准，如美国福特公司、通用公司，德国大众、宝马、梅塞德斯- 奔驰公司，法国的标致- 雪铁龙公司等，以应对更加严酷的电磁环境，其标准要求也大多比国际现行标准严酷的多。

　　1.2 汽车电子电磁兼容国际标准

　　(1)ISO 标准：ISO 11451《道路车辆—窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰—整车测试法》。该标准为抗窄带电磁辐射源产生的电磁干扰的整车测试方法。ISO 11451 包括4 部分扰—零部件测试法》，该标准为抗窄带电磁辐射源产生的电磁干扰零部件测试方法。ISO 11452 包括11 部分，

　　ISO 7637 系列标准，ISO 7637《道路车辆—由传导和耦合产生的电骚扰》，本标准描述的是汽车上电气设备所经常产生的一些常见瞬态干扰信号，通过导和耦合方式对被测设备造成干扰的测试及评价方法。

　　ISO 10650《道路车辆—静电放电产生的电气干扰》，该标准涉及的是人体与车辆接触时所产生的静电放电对车辆电子器件所造成的影响。

　　(2)CISPR 标准：CISPR 12《车辆、机动船和内燃发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值和测方法》本标准是保护建筑物内广播电视设备免受来自车辆、船和内燃发动机驱动装置所产生的电磁骚扰。

　　CISPR 25《用于保护用在车辆、机动船和装置上车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》本标准是保护用在车上、船上和装置上的接收机免受无线电骚扰，规定了限值和测试方法。

　　1.3 国家标准

　　我国吸收了发达工业国家的经验，制订了汽车电磁兼容性标准，并使之逐步升级、不断完善, 明确规定了测量方法及最大干扰的允许值。目前，国内汽车电磁兼容性标准还很不健全，有待进一步研究完善。

　　2 干扰来源及相关措施

　　2.1 电磁干扰的来源

　　汽车电子设备工作在行驶环境不断变化的汽车上，由于环境中电磁能量构成的复杂性和多变性，意味着系统所受到的电磁干扰来源比较广泛。按照电磁干扰的来源分类，可分为车外电磁干扰、车体静电干扰和车内电磁干扰。

　　车外电磁干扰是汽车行驶中经历各种外部电磁环境时所受的干扰。这类干扰存在于特定的空间或是特定的时间。如高压输电线、高压变电站和大功率无线电发射站的电磁干扰，以及雷电、太阳黑子辐射电磁干扰等等。环境中其它临近的电子设备工作时也会产生干扰，例如行驶中相距较近的汽车。

　　车体静电干扰与汽车和外部环境都有关。由于汽车行驶时车体与空气高速摩擦，在车体上形成不均匀分布的静电。静电放电会在车体上形成干扰电流，同时产生高频辐射，对汽车电子设备形成电磁干扰。

　　车内电磁干扰是汽车电子设备工作时内部的相互干扰，包括电子元器件产生的电子噪声，电机运行中换向电刷产生的电磁干扰以及各种开关工作时的放电干扰，最严重的是汽车点火系统产生的高频辐射，其干扰能量最大。

　　车外电磁干扰随作用距离增大而减小，只有当其本身能量非常大，才能对相距较远的汽车电子设备产生影响。多年研究结果表明，大能量的电磁效应对人体健康存在危害，目前已经制定各种相应的电磁标准来限制这类干扰，使得汽车电子设备受其的影响减小。车体静电干扰和车内电磁干扰，因为干扰作用距离近，干扰时间长，干扰强度相对较大。由于汽车电子设备形成以蓄电池和交流发电机为核心电源以及车体为公共地的电气网络，各部分线束都会通过电源和地线彼此传导干扰，相邻导线间又有感应干扰，而不相邻导线间也因天线效应而辐射干扰，这就使得车内干扰综合了三种途径，干扰组成较多，覆盖的干扰频率较广，是汽车电子设备受到的主要电磁干扰。解决这两种电磁干扰问题，能同时提高汽车电子设备对车外电磁干扰的抗干扰能力，从而降低设备工作失常或是损坏的可能性。

　　2.2 提高电子设备电磁兼容性能的措施

　　汽车电子设备的电磁兼容性能包括两方面，一是电磁发射，衡量系统产生的电磁干扰的发射水平;二是电磁敏感度，衡量系统在工作时为实现预期技术指标而需要的抵抗电磁干扰的能力。为综合提高汽车电子设备的电磁兼容性能，从三方面分析，一是减小设备发射电磁干扰的强度;二是抑制电磁干扰的传输;三是降低设备电磁敏感部件接收干扰的强度。

　　(1)减小设备的电磁干扰强度。优化设备的电气结构：汽车电子设备中闪光器是继电器触点结构，可以在触点前加电弧抑制器;电机为感性负载，可通过内部滤波电路降低电流噪声;各种电控单元的印刷电路板，要优化布线，降低电磁发射水平。选用合适的电子元器件：汽车上的各种控制单元，采用较低频的芯片有利于减少辐射干扰。

　　降低设备的功率：在满足功能需求的情况下，降低设备的功率，可以减小干扰电压和电流，从而减小干扰强度。

　　(2)抑制干扰的传输。屏蔽干扰源设备和相关线束：汽车中主要的电控系统使用的电控单元，应该采用屏蔽壳体封装。增加线束滤波：对较长的线束，为减小传导和辐射干扰，应在线束上增加滤波，比较方便的是套接合适的铁氧体磁环。合理规划线束：线束布置上使小功率敏感电路紧靠信号源，大功率干扰电路紧靠负载，尽可能分开小功率电路和大功率电路，减小线束间的感应干扰和辐射干扰。

　　改进设备的接地：良好的接地布置和改进的地线搭接可以降低高频阻抗。汽车电子设备接地主要是就近接到车体以及线束屏蔽层接地。

　　(3)降低设备接收干扰的强度。减小设备接收干扰的面积：线束应设计成最小长度、最小阻抗和最小环路面积，最好采用双绞线等回路面积小的供电方式。增大设备到干扰源的距离：在干扰设备布置不变的情况下，改造敏感部件的安装位置，增大到干扰源的距离。

　　3 结束语

　　本文主要对汽车电磁兼容相关标准进行了阐述，以及现行的国际标准和国家标准，分析了汽车电子设备电磁干扰的来源，从减小设备发射电磁干扰的强度、抑制电磁干扰的传输、降低设备电磁敏感部件接收干扰的强度三个方面介绍了提高汽车电子设备电磁兼容性能的措施。随着汽车电子技术的飞速发展，汽车电子电磁兼容性越来越被关注，本文对汽车电子设备电磁兼容性的提高有一定的参考意义。

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