汽车内部电磁干扰(EMI)的影响及控制技术

电磁干扰(EMI) 是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音，EMI通常由电磁辐射发生源如马达和机器产生的。因此，当用点火发动机驱动的汽车在公路上运行之时，强电磁波会由汽油发动机的高压点火系统产生，可以干扰到周围的无线电广播和无线电通讯业务的正常运行，会对电磁环境造成一定的污染。

所以电磁污染被列入汽车造成的三大污染源之一(排放、噪声、电磁)。自从电子系统降噪技术在70 年代中期出现以来，主要由于美国联邦通讯委员会在1990 年和欧盟在1992 提出了对商业数码产品的有关规章，这些规章要求各个公司确保它们的产品符合严格的磁化系数和发射准则。因此，国际无线电组织开始对这种高能量脉冲形式的干扰源进行研究并提出了测量方法和限制要求。经过多年的技术规范，市场上运行的汽车基本实现了点火脉冲电磁噪声的有效控制。

随着技术的进步，汽车产生的电磁干扰源，不单纯只是点火系统，还包括车上的各种电子电器设备。在早期人们对车辆电磁干扰对电磁环境影响进行了控制，并得到了很好的效果。而近些年，汽车出现了许多由于车辆内部电磁干扰对车辆的正常运行及安全性和可靠性等产生重大影响的现象，又再一次引起了人们的特别关注。

1.汽车产生的电磁干扰源：

•  高压点火系统

•  各种感性负载(如电机类电器部件)

•  各种开关类部件(如闪光继电器)

•  各种电子控制单元ECU

•  各种灯具

•  无线电设备

以上这些部件产生的干扰会在汽车内部造成相互影响。下面我们来举例说明：

例1：某种中高档次轿车，具有高性能ABS系统。样车在一次实况测试中遇到了雨天，启动雨刮器，在某一车速运行时，ABS突然失去了作用。

例2：国内生产的某一型号微型汽车，其发电机调节器经常出现易被击穿损坏现象。经查，当雨刮器工作时，这种损坏现象就容易发生。

分析：

造成以上这种现象的主要原因是雨刮器。因为雨刮器驱动电机作为感性负载，在切断电源时会产生反向电流并通过电源线传输到供电系统中，从而在电源系统中产生干扰脉冲，一些电子部件在这种干扰脉冲下，不能正常工作，甚至导致损坏。

2.车内电磁干扰的特点

（1）通过各种连接线缆传播（例如：沿电源线传导干扰）

原理及线路图分析：

a.发动机点火系统产生沿电源线传导的干扰

发动机点火系统的电路框图如图1。传感器获取点火信号Va，由驱动电路在点火线圈初级产生一通断的脉冲电流Ib，线圈次级产生高压脉冲使火花塞放电，点燃发动机燃油混合气作功。当线圈初级回路通断变化过程时，初级绕组会产生瞬变电压，次级绕组产生高电压使火花塞放电，残余能量形成高频电磁波辐射到空间中。初级回路中的瞬变电压则沿电源线传到电源系统中，干扰电源系统，产生一波动电压△V。如图2。一般情况不一，实验测量得到△V为2～4V。

汽车中应用的各种电子控制单元，要求有一个稳定的电源电压供电，才能正常工作。当供电系统中出现电压波动(如△V)，会对电子模块的正常工作产生影响。

b.感性负载产生沿电源线传导的干扰

汽车内使用的各种类型的电机都属于感性负载。如：雨刮器驱动电机;汽车启动电机;暖风电机等。这类负载特性电路如图3。当感性负载的供电被突然切断时，会产生反向瞬变电压Vc，如图4。线圈初始储能越大，关断速度越快，瞬变过电压就越高。实测结果，一般Va为-100V～300V;is为0.2s～0.5s。

这种类型的干扰虽然不具有连续性，但是它的瞬变电压的幅值相当大，偶尔的出现会对电子模块造成严重影响，甚至损坏。前文中介绍的发电机调节器击穿损坏就是因这种反向瞬变电压造成的严重后果。

（2）通过耦合方式、空间辅射发射的方式进行传播（例如：人体静电放电对电子部件的干扰、干扰能量通过空间辐射）

原理及线路图分析：

静电放电对车内电子部件的干扰

人体会产生静电，尤其在我国的北方地区，冬天气候干燥，人体容易产生静电。人体静电遇到一些导体就会释放出来。有直接放电，人们感觉不到。当静电储存到一定程度后，会通过空气放电，甚至会有火花产生，人们就会有强烈的放电感觉。人们在使用汽车时，这种静电放电现象是不可避免地会产生。