汽車(chē)電磁干擾及其影響

中心議題：

汽車(chē)內電磁干擾現象

汽車(chē)內電磁干擾的特點(diǎn)

發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系統產(chǎn)生沿電源線(xiàn)傳導的干擾

感性負載產(chǎn)生沿電源線(xiàn)傳導的干擾

靜電放電對車(chē)內電子部件的干擾

當以點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的汽車(chē)在公路上運行之時(shí)，汽油發(fā)動(dòng)機的高壓點(diǎn)火系統會(huì )產(chǎn)生強電磁波，干擾其周?chē)臒o(wú)線(xiàn)電廣播和無(wú)線(xiàn)電通訊業(yè)務(wù)的正常運行，并且對電磁環(huán)境造成污染。自此人們將電磁污染列人到汽車(chē)造成的三大污染源之一(排放、噪聲、電磁)。國際無(wú)線(xiàn)電組織開(kāi)始對這種高能量脈沖形式的干擾源進(jìn)行研究并提出了測量方法和限制要求。目前，這種電磁污染的控制要求已被列入到世界各國的技術(shù)法規中。經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)規范，市場(chǎng)上運行的汽車(chē)基本實(shí)現了點(diǎn)火脈沖電磁噪聲的有效控制。

但隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，汽車(chē)電子電器設備的大量應用，汽車(chē)電磁干擾的特點(diǎn)及其產(chǎn)生的影響也有了巨大的變化。汽車(chē)產(chǎn)生電磁干擾的源，不單純是點(diǎn)火系統，大量應用于車(chē)輛上的各種電子電器設備也同樣產(chǎn)生電磁干擾。

車(chē)輛產(chǎn)生的電磁干擾不但對車(chē)輛外界的無(wú)線(xiàn)電設備造成影響，而且也會(huì )對車(chē)輛內部的各種電子部件造成不良影響。早期人們普遍關(guān)心的是車(chē)輛電磁干擾對電磁環(huán)境的重大影響，隨著(zhù)有效的治理，這種影響已經(jīng)得到了控制。近些年，汽車(chē)出現了許多由于車(chē)輛內部電磁干擾對車(chē)輛的正常運行及安全性和可靠性等產(chǎn)生重大影響的現象，引起了人們的特別關(guān)注。目前，人們開(kāi)始研究車(chē)輛內部電磁干擾的產(chǎn)生和影響及其控制技術(shù)。

一、汽車(chē)內電磁干擾現象

汽車(chē)產(chǎn)生電磁干擾的源有：高壓點(diǎn)火系統;各種感性負載(如電機類(lèi)電器部件);各種開(kāi)關(guān)類(lèi)部件(如閃光繼電器);各種電子控制單元ECU;甚至各種燈具，無(wú)線(xiàn)電設備等。這些部件產(chǎn)生的干擾會(huì )在汽車(chē)內部造成相互影響。下面列舉一些實(shí)際發(fā)生的現象。

現象1：某種中高檔次轎車(chē)，具有高性能ABS系統。樣車(chē)在一次實(shí)況測試中遇到了雨天，啟動(dòng)雨刮器，在某一車(chē)速運行時(shí)，ABS突然失去了作用。

現象2：國內生產(chǎn)的某一型號微型汽車(chē)，其發(fā)電機調節器經(jīng)常出現易被擊穿損壞現象。經(jīng)查，當雨刮器工作時(shí)，這種損壞現象就容易發(fā)生。

分析上述兩個(gè)實(shí)例，造成這種現象的主要原因是雨刮器。雨刮器驅動(dòng)電機作為感性負載，在切斷電源時(shí)會(huì )產(chǎn)生反向電流并通過(guò)電源線(xiàn)傳輸到供電系統中，從而在電源系統中產(chǎn)生干擾脈沖，一些電子部件在這種干擾脈沖條件下，不能正常工作，甚至導致?lián)p壞。

現象3：一種國內開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的安全氣囊，在汽車(chē)整車(chē)裝配線(xiàn)上突然引爆。經(jīng)對該安全氣囊的電子引爆控制器進(jìn)行試驗檢查，發(fā)現其不能承受較強的環(huán)境輻射電磁場(chǎng)，當有靜電放電發(fā)生時(shí)，會(huì )有誤動(dòng)作。

二、汽車(chē)內電磁干擾的特點(diǎn)

車(chē)輛內部的電磁干擾擾特點(diǎn)不同于車(chē)輛對外部的干擾。車(chē)內電磁干擾可以通過(guò)各種連接線(xiàn)纜傳播，也會(huì )以耦合方式、空間輔射發(fā)射的方式進(jìn)行傳播。典型的形式有：沿電源線(xiàn)傳導干擾;人體靜電放電對電子部件的干擾;干擾能量通過(guò)空間輻射等。下面就一些典型干擾源的特點(diǎn)進(jìn)行分析。

三、發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系統產(chǎn)生沿電源線(xiàn)傳導的干擾

發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火系統的電路框圖如圖1。傳感器獲取點(diǎn)火信號Va，由驅動(dòng)電路在點(diǎn)火線(xiàn)圈初級產(chǎn)生一通斷的脈沖電流Ib，線(xiàn)圈次級產(chǎn)生高壓脈沖使火花塞放電，點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機燃油混合氣作功。當線(xiàn)圈初級回路通斷變化過(guò)程時(shí)，初級繞組會(huì )產(chǎn)生瞬變電壓，次級繞組產(chǎn)生高電壓使火花塞放電，殘余能量形成高頻電磁波輻射到空間中。初級回路中的瞬變電壓則沿電源線(xiàn)傳到電源系統中，干擾電源系統，產(chǎn)生一波動(dòng)電壓△V。如圖2。一般情況不一，實(shí)驗測量得到△V為2～4V。

汽車(chē)中應用的各種電子控制單元，要求有一個(gè)穩定的電源電壓供電，才能正常工作。當供電系統中出現電壓波動(dòng)(如△V)，會(huì )對電子模塊的正常工作產(chǎn)生影響。

四、感性負載產(chǎn)生沿電源線(xiàn)傳導的干擾

汽車(chē)內使用的各種類(lèi)型的電機都屬于感性負載。如：雨刮器驅動(dòng)電機;汽車(chē)啟動(dòng)電機;暖風(fēng)電機等。這類(lèi)負載特性電路如圖3。當感性負載的供電被突然切斷時(shí)，會(huì )產(chǎn)生反向瞬變電壓Vc，如圖4。線(xiàn)圈初始儲能越大，關(guān)斷速度越快，瞬變過(guò)電壓就越高。實(shí)測結果，一般Va為-100V～300V;is為0.2s～0.5s。

這種類(lèi)型的干擾雖然不具有連續性，但是它的瞬變電壓的幅值相當大，偶爾的出現會(huì )對電子模塊造成嚴重影響，甚至損壞。前文中介紹的發(fā)電機調節器擊穿損壞就是因這種反向瞬變電壓造成的嚴重后果。

五、靜電放電對車(chē)內電子部件的干擾

人體會(huì )產(chǎn)生靜電，尤其在我國的北方地區，冬天氣候干燥，人體容易產(chǎn)生靜電。人體靜電遇到一些導體就會(huì )釋放出來(lái)。有直接放電，人們感覺(jué)不到。當靜電儲存到一定程度后，會(huì )通過(guò)空氣放電，甚至會(huì )有火花產(chǎn)生，人們就會(huì )有強烈的放電感覺(jué)。人們在使用汽車(chē)時(shí)，這種靜電放電現象是不可避免地會(huì )產(chǎn)生。