电磁兼容技术VIP免费

电磁兼容技术本节主要介绍电磁兼容的基本概念、电磁干扰源，分析现代电动汽车的电磁兼容问题及抑制电磁干扰的技术措施等。一.电磁兼容基础1.1电磁兼容的含义电磁兼容(ElectroMagneticCompatibility,EMC)是指电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的相关设备都能正常工作又互不干扰，达到兼容状态。该表述包含两方面的含义：①设备不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级。②它也不会使同一电磁环境中其他设备因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。国际电工技术委员会(IEC)对电磁兼容性的定义：电磁容性是设备的一种能力，它在其电环境中能完成自身的功能，且不在其环境中产生不允许的干扰。电磁兼容的理论基础涉及数学、电磁场理论、电路基础、信号分析等学科与技术，其应用范国又几乎涉及所有用电领域。因为其理论基础宽、工程实践综合性强、物理现象复杂，所以在观察与判断物理现象或解决实际问题时，实验与测量具有重要的意义。因为在新能汽车上采用了更多的电力电子设备，同时车辆工作电压一般可以达到几百伏，尤其是采用高频调制的电机驱动系统，谐波现象明显，所以电磁兼容问题就越加突出。1.2现代汽车电磁兼容问题随着汽车安全性、舒适性和经济性等要求的不断提高，以汽车电子产业为代表的汽车相关技术发展非常迅猛。据统计，近年来，有关汽车的技术创新70%都来源于汽车电子；在国内外生产的部分轿车中，汽车电子设备价值超过了整车价值的30%。然而随着汽车电气设备数量、种类和密度的不断增加，工作频率的不断提高，汽车内的电磁环境更加悉劣，各电子设备相互间的电磁干扰愈加严重，导致了诸多汽车电磁干扰问题。例如，各种信号指示灯的误动作，刮水器、安全气囊的误开启，ABS制动效能降低等。这些电磁干扰问题产生的原因主要来自汽车的内部，如点火系统、电子燃油喷射系统、各种电机、一些集成芯片的控制器、通信系统等高频工作的设备和大量开关性元器件。它们产生的电磁波通过传导与辐射，对诸如各种电子模块、信号传输线等易受影响的设备造成干扰。虽然车内的干扰源功率不一定大，但因为距离被干扰对象非常近，所以对车内电子系统的干扰是很强的。欧美发达国家十分重视对汽车电磁兼容性的研究，世界各国和相关国际性组织，制定了众多的标准和法规来限制汽车的电磁兼容问题。汽车生产商极为重视汽车的电磁兼容性问题的研究，通用、菲亚特、宝马等汽车生产商制定了比某些国家和地区规定更为严格的电磁兼容限制。我国对汽车电磁兼容性的研究处于起步阶段，国内汽车电磁兼容性标准还不健全。1.3电动汽车干扰源目前电动汽车的干扰源主要有自然干扰源、人为干扰源和车载干扰源三种。1.自然干扰源自然干扰源是指由自然现象引起的电磁干扰，比较典型的自然界电磁现象产生的电磁噪声有大气噪声、太阳噪声、宇宙噪声以及静电放电等。在大多数情况下，自然干扰源对汽车的干扰影响可以忽略，然而闪电和静电放电可能会产生很大的瞬变场强。汽车上的直接电击很少，但是闪电引起的场强很大，在200m处是100kV/m,在175km处是4V/m。乘客和座椅之间的摩擦以及汽车车身在行驶过程中与空气的摩擦都会积累形成静电，高压静电在放电时会影响电子设备的工作，甚至造成永久性破坏。2.人为干扰源人为干扰源是指由汽车外部人工装置产生的电磁干扰，这主要有其他车辆的辐射干扰，车外的雷达、无线电台发射机、移动通信设备等发射的电磁波干扰，以及高压输电线的电晕放电3.车载干扰源车载干扰主要是指车上各种电子电气系统产生的电磁干扰。车载干扰源主要有驱动系统、动力电池、功率变换器、继电器、电动轴助系统、开关、通信设备以及微处理器等电子设备。这些电子设备电路中出现的各种瞬变电压，或者电路开断瞬问触点之间产生的电火花和电弧等，都可能影响车上敏感设备的正常工作。电压和电流的快速暂态会产生辍射和噪声，距离怕些设备较近的电子设备有可能产生故障，特别是电机驱动模块的快速整流，电机起动、高压辐射更会引起较高场强的传导及辐射骚扰。随着汽车电气技术的发展，电动机在汽车上的应用越来越广...