整車EMC測試要求和設計研究

如今隨著汽車電子化程度的提高，汽車上的電子設備數量不斷增加，這些設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，汽車行業對車輛制定了嚴格的電磁兼容方面的標準和測試規范，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，如果電磁兼容性不能滿足相應法規測試要求，將導致產品不能上市，所以電磁兼容測試標準顯得尤為重要。本文介紹了汽車EMC測試要求和設計問題。

EMC全稱（ElectromagneticCompatibility）又稱《電磁兼容性 》是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產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是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁干擾；EMS是指器具對所在環境中存在的電磁干擾所具有的一定程度的抗擾度。EMI是主動性的，即對外界產生的干擾，EMS是被動性的，即抵抗外界的干擾。所以對設備的EMC要求就是：減少對別人的干擾，同時自身能抵抗相當程度的外界干擾。

EMC測試要求

汽車 EMC 性能是指汽車在電磁環境下能夠滿足功能并不對其它設備或系統產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備、傳輸通道或系統性能的降低。電磁抗擾是指裝置、設備或系統面臨電磁騷擾時不降低運行性能的能力。

主要標準有：

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

國際標準化組織ISO系列標準（ISO7637，ISO10605，ISO11451，ISO11452）；

歐洲地區機動車EMC指令法規和北美SAE系列標準（ECER10，97/24/EC，72/245/EEC（2004/104/EC），EN 55011，EN55012，EN55014，EN55015，EN55022，EN55025，SAEJ551，SAEJ1113）；

國內車輛及工科醫設備EMC標準（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EMC標準（比如福特的ES-XW7T-1A278-AC，通用的GMW3172、GMW097，大眾的VWTL 80101、VW TL 82066，標致的PSA B217090、PSAB217110，本田的Honda 3982Z-SDA-0030，現代的Hyundai ES39110-00、Hyundai ES 96100-01等）。

EMC 設計

汽車 EMC 主要從零部件和整車兩個角度處理，零件的 EMC 要求及設計方法將另文闡述。本文主要論述整車 EMC 要求及相關的設計方法。

任何一個電磁干擾的發生必須具備三個基本條件：首先應該具有騷擾源；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。 三個條件只要有一個不成立，那么干擾也不會發生。

對于騷擾源的抑制措施主要是精心設計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。切斷這兩個條件主要從零部件設計角度出發。對于整車廠來說， 除要求零部件廠嚴格按照要求設計、生產合格的產品外，整機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。常發生在兩個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生的一種耦合方式。干擾源的高頻工作會感應電壓到控制單元的傳感器線路上， 從導致傳感器電壓失真。電容耦合的抑制措施有：使導線盡量短，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行電屏蔽。

電感耦合

又稱磁場耦合。是由于內部或外部空間電磁場感應的一種耦合方式，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。

被干擾的導線環在干擾場中的放置位置方位應使它對感染磁場的磁力線最小。對感染源和被感染對象進行屏蔽。將一個電流的回路線間繞成極性交錯的若干局部耦合環， 使之沿導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， 是一種無規則的干擾。這種干擾很容易通過電源線傳到系統中去。另當信號傳輸線較長時，它們能輻射干擾波和接收干擾波，稱為大線效應。特別是當線長是λ/4 波長的整數倍時，會產生諧振，耦合最嚴重。因此線長應避免是 λ/4 波長的整數倍。

輻射型耦合的抑制有 3 種基本形式：電子濾波、機械屏蔽和干擾源抑制。

根據以上電磁耦合的方式，在整車設計中，需要注意以下事項：

●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頻率波長.λ/4 的整數倍；

●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（動力總成 CAN，低速 CAN）診斷線；LF 信號線（收音機到放大器或揚聲器）。

●下列信號線采用屏蔽線：；AM/FM HF 線（天線放大器到收音機）；GSM 電話天線;TV 天線；GPS；導航系統；AUX-In 系統；USB 線；藍牙天線；PKE 天線；克風天線；LCD 屏到收音機線（RGB 信號）。

●采用光纖；

●采用正確接地方式；將模擬地與電源地、數字地等分開；；將騷擾系統可靠接地；;在底盤上正確選擇接地點；；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設計中需要注意的問題。