汽車電子的電磁兼容性
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引 言
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，新技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用到汽車領(lǐng)域，因此各個(gè)電子裝置和電子控制系統(tǒng)必須相互適應(yīng)，這就是電磁兼容性（emc）要求。為了保證汽車可靠性，設(shè)計(jì)師必須在早期設(shè)計(jì)階段分析電磁兼容性問(wèn)題。目前市場(chǎng)上推出了一些電磁兼容性分析軟件，可以幫助工程師完成汽車的電磁兼容性設(shè)計(jì)。
按軟件的適用性劃分，市場(chǎng)上推出的電磁兼容性分析軟件可以分為兩大類：板級(jí)電磁兼容分析軟件和系統(tǒng)級(jí)電磁兼容分析軟件。
汽車電子屬于系統(tǒng)級(jí)電磁兼容性分析，適用的軟件有：emc studio，hfss，feko，emc2000，flo／emc，pam-cem。
汽車電子的電磁兼容性分析是指在進(jìn)行汽車電氣線路整體設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)車輛具體的技術(shù)參數(shù)和車輛的實(shí)際適用環(huán)境，從分析各種干擾源的特性和技術(shù)參數(shù)人手，確定干擾的路徑和耦合方式，然后采取各種措施抑制干擾，消除干擾的耦合，增強(qiáng)被干擾對(duì)象的抗*力，從而使汽車電子產(chǎn)品及設(shè)備正常工作。汽車中的emc 在大多數(shù)情況下主要取決于：金屬車體、連接電纜、電子控制單元（ecu）和電子元器件、天線。
通過(guò)的模擬以上所列的要點(diǎn)和選用合適的計(jì)算方法，就可能對(duì)emc做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。
1計(jì)算汽車部件的必需工具
計(jì)算汽車部件的必需工具為：（1）計(jì)算3d電磁場(chǎng)的程序：求解maxwell方程組、考慮車身結(jié)構(gòu)／測(cè)試裝置；（2）傳輸線計(jì)算程序：傳輸線方程式解決方案、要考慮到外部場(chǎng)影響到系統(tǒng)內(nèi)部；（3）電路計(jì)算程序：電路方程式的計(jì)算、考慮到復(fù)雜負(fù)載的影響。
2計(jì)算方法比較
（1）電磁場(chǎng)計(jì)算程序mom的優(yōu)勢(shì)為：場(chǎng)的散射考慮到真實(shí)的三維幾何結(jié)構(gòu)；局限性為：不能夠用于計(jì)算定制的電纜包、不可能考慮到具有非線性端結(jié)裝置的復(fù)雜電流、很難處理絕緣的和磁性材料；精度依賴于網(wǎng)格的質(zhì)量。
（2）傳輸線計(jì)算程序mtl優(yōu)勢(shì)為：頻率依賴于考慮的電纜參數(shù)、獨(dú)立的3個(gè)成分：源，電纜和負(fù)載、計(jì)算速度高；局限性為：傳輸線計(jì)算不可以考慮到任何的三維幾何結(jié)構(gòu)，只是接近真實(shí)的三維情況；精度依賴于lc參數(shù)的計(jì)算和沿著金屬線方向縱向分割精度。
（3）電路計(jì)算程序（spice）優(yōu)勢(shì)為：復(fù)雜電路、時(shí)域計(jì)算、簡(jiǎn)單的非線性描述；缺陷為：程序不能夠指導(dǎo)emc問(wèn)題、限于電磁場(chǎng)的困境、大系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題；精度：用模型的時(shí)候精度很高、的模型非常少。
（4）混合方法
不同方法的結(jié)合：集中優(yōu)勢(shì)，丟棄缺陷。
①3d em程序+傳輸線計(jì)算程序
在沒有金屬線的時(shí)候直接用三維電磁求解器計(jì)算電磁場(chǎng)、場(chǎng)使用傳輸線激勵(lì)源。
②傳輸線計(jì)算程序+電路計(jì)算程序
傳輸線系統(tǒng)細(xì)分為小段、每一個(gè)線段是一個(gè)帶有集總參數(shù)的電流模型。
在這樣的方法之下，負(fù)載裝置（包括非線性的）可以用電路分析工具（spice）。
3建立模型
建立正確的模型是求解汽車電磁兼容性問(wèn)題的關(guān)鍵。為了準(zhǔn)確計(jì)算輻射、傳導(dǎo)發(fā)射和抗干擾問(wèn)題必須將車身，連接電纜已經(jīng)端接的情況詳細(xì)定義。首先導(dǎo)入車身文件，軟件通常會(huì)自動(dòng)劃分網(wǎng)格。然后定義連接電纜、天線結(jié)構(gòu)、設(shè)備等。定義設(shè)備可以使用原理圖或者spice文件，如圖1所示模型。
4汽車電磁兼容性分析流程
（1）根據(jù)想要的ecu功能調(diào)整組件需求；
（2）根據(jù)的汽車功能調(diào)整組件需求；
（3）定義組件必要規(guī)格；
（4）設(shè)計(jì)和*化組件；
（5）檢查電纜布局是否滿足電磁兼容性要求；
（6）汽車emc計(jì)算；
（7）根據(jù)問(wèn)題調(diào)整組件和電纜布局后重新分析。
5分析結(jié)果比較
使用emc studio中trid（矩量法）和feko軟件計(jì)算外場(chǎng)屏蔽效能（θ=80°，η=90°，φ=45°），如圖2、3所示。
常規(guī)電磁兼容知識(shí)及相關(guān)電磁兼容測(cè)試方案配置:
1.常用電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試要點(diǎn)
2.電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目及設(shè)備配置
3.傳導(dǎo)，輻射，雷擊（surge），靜電（esd）,群脈沖（eft）測(cè)試
4.esd測(cè)試（靜電放電測(cè)試）
5.浪涌抗擾度（surge）實(shí)驗(yàn)室配置
6.浪涌的抗干擾測(cè)試（surge）
7.surge浪涌（沖擊）抗擾度測(cè)試
8.工頻磁場(chǎng)抗擾度試驗(yàn)
9.iec61000-4-4 eft脈沖群抗擾度試驗(yàn)的新老標(biāo)準(zhǔn)的不同
10.電子產(chǎn)品的雷擊浪涌防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試
11.脈沖群抗擾度試驗(yàn)的重復(fù)性和可比性
12.衰減振蕩波抗擾度試驗(yàn)
13.電磁兼容抗干擾測(cè)試儀器的校準(zhǔn)
14.從脈沖群抗擾度試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)草案看試驗(yàn)演變情況
15.iec61000-4-5（gb/t17626.5）浪涌的抗干擾測(cè)試（surge）
16.gb/t17626.6（iec61000-4-6）射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)騷擾抗擾度
17.電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目
18.國(guó)內(nèi)外電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)概況與測(cè)試手段簡(jiǎn)介
19.電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試要點(diǎn)（emc）
20.gb/t17626.2-2006與gb/t17626.2-1998靜電放電標(biāo)準(zhǔn)差異分析報(bào)告
21.靜電放電抗擾度試驗(yàn)gb/t17626.2
22.電壓跌落、短時(shí)中斷和電壓漸變的抗干擾度試驗(yàn)
23.工頻磁場(chǎng)抗干擾度試驗(yàn)系統(tǒng)
24.雷擊浪涌抗干擾度試驗(yàn)系統(tǒng)配置方案
25.電快速瞬變脈沖群的抗干擾度試驗(yàn)系統(tǒng)
26.靜電放電抗干擾試驗(yàn)系統(tǒng)
車載電子電磁兼容性內(nèi)容如下:
1.車輛零組件電磁兼容試驗(yàn)方法介紹
2.汽車電子電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目
3.汽車電子干擾模擬器/汽車電子電磁兼容測(cè)試系統(tǒng)/汽車干擾模擬系統(tǒng)
4.汽車電子的電磁兼容測(cè)試項(xiàng)目及測(cè)試設(shè)備
5.汽車及車載電子設(shè)備電磁兼容emc測(cè)試
6.汽車電子電磁兼容測(cè)試－企業(yè)實(shí)驗(yàn)室射頻騷擾測(cè)試
7.車輛電氣設(shè)備的瞬變傳導(dǎo)騷擾和抗擾度性能測(cè)試
8.汽車電子部件emi抗擾性測(cè)試的各種方法及其優(yōu)缺點(diǎn)
9.汽車高能量拋負(fù)載發(fā)生器（汽車電子電磁兼容性檢測(cè)設(shè)備）
10.汽車電壓跌落模擬發(fā)生器（汽車電子電磁兼容性設(shè)備）
11.汽車瞬變脈沖干擾模擬器（汽車電子電磁兼容檢測(cè)設(shè)備）
12.汽車微脈沖干擾模擬器（汽車電子電磁兼容檢測(cè)設(shè)備）
13汽車電子干擾模擬系統(tǒng)方案配置（電磁兼容）
14.汽車電子電磁兼容抗干擾實(shí)驗(yàn)室配置方案
15.cispr 12及iso11451-2車載電子電磁兼容測(cè)試
16.汽車電子電磁兼容抗干擾實(shí)驗(yàn)室配置方案