徐 靜,趙 毅,潘 勇,魏 磊

（山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，250102）

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汽車(chē)電子電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)體系及抗干擾措施

徐 靜,趙 毅,潘 勇,魏 磊

（山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院，250102）

摘要：介紹了汽車(chē)電子電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從減小設(shè)備發(fā)射電磁干擾強(qiáng)度、抑制電磁干擾傳輸、降低設(shè)備電磁敏感部件接收干擾強(qiáng)度三個(gè)方面介紹了提高汽車(chē)電子設(shè)備電磁兼容性能的措施。

關(guān)鍵詞：汽車(chē)電子；電磁兼容；電磁干擾

1　汽車(chē)電子電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

1.1汽車(chē)電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)組織

汽車(chē)電子電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是汽車(chē)電磁兼容設(shè)計(jì)、仿真和測(cè)試的重要依據(jù)和基礎(chǔ)，貫穿于整個(gè)汽車(chē)電磁兼容設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程中。汽車(chē)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)分為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)際上制定電磁兼容方面的標(biāo)準(zhǔn)化組織有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）、國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）、國(guó)際電工委員會(huì)無(wú)線電干擾特別委員會(huì)（CISPR），他們從事電磁兼容的協(xié)調(diào)、管理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。IEC下屬的TC77組織主要負(fù)責(zé)制訂和維護(hù)電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、較低頻率范圍和電磁脈沖的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)，而CISPR主要負(fù)責(zé)制訂和維護(hù)有關(guān)電磁兼容的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及較高頻率范圍的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。

地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)主要是歐洲ECE法規(guī)和EEC 指令。歐盟標(biāo)準(zhǔn)即EN標(biāo)準(zhǔn)，歐洲電工標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)（CENELEC）與IEC/CISPR關(guān)系密切，其過(guò)去頒布的標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常是引用IEC/CISPR標(biāo)準(zhǔn)。

但現(xiàn)在也出現(xiàn)這種情況，即其新制訂或修訂的EN標(biāo)準(zhǔn)影響IEC/CISPR標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然兩者一般基本上能達(dá)到同步。由此可見(jiàn)，歐洲電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)在國(guó)際上具有較高的地位及影響力。

國(guó)家性標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)有美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（ANSI），美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)（FCC），美國(guó)汽車(chē)工程協(xié)會(huì)（SAE），德國(guó)郵電部（FTZ），德國(guó)電氣工程師協(xié)會(huì)（VDE），英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（BSI），日本民間干擾控制委員會(huì)（VCCI），上述標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)的作用是與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)，并且制定各國(guó)家自己的標(biāo)準(zhǔn)。

我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)化工作正在積極與國(guó)際接軌，包括標(biāo)準(zhǔn)接軌、規(guī)范程序協(xié)調(diào)、承擔(dān)國(guó)際義務(wù)和國(guó)際互認(rèn)。近些年我國(guó)制訂或修訂的電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)一般都等同或等效于IEC/CISPR標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)已發(fā)布實(shí)施的電磁兼容國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有三類(lèi)：字頭為GB的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，GB/T推薦性標(biāo)準(zhǔn)，GB/Z指導(dǎo)性專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

汽車(chē)電子電磁兼容企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面，國(guó)際上的各大汽車(chē)公司也正在不斷建立并且更新現(xiàn)有的電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)福特公司、通用公司，德國(guó)大眾、寶馬、梅塞德斯-奔馳公司，法國(guó)的標(biāo)致-雪鐵龍公司等，以應(yīng)對(duì)更加嚴(yán)酷的電磁環(huán)境，其標(biāo)準(zhǔn)要求也大多比國(guó)際現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)酷的多。

1.2汽車(chē)電子電磁兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

（1）ISO標(biāo)準(zhǔn)：ISO 11451《道路車(chē)輛—窄帶輻射電磁能量所產(chǎn)生的電氣干擾—整車(chē)測(cè)試法》。該標(biāo)準(zhǔn)為抗窄帶電磁輻射源產(chǎn)生的電磁干擾的整車(chē)測(cè)試方法。ISO 11451包括4部分。見(jiàn)表1。

表1　ISO 11451 系列標(biāo)準(zhǔn)

ISO11452《道路車(chē)輛—窄帶輻射電磁能量所產(chǎn)生的電氣干擾—零部件測(cè)試法》，該標(biāo)準(zhǔn)為抗窄帶電磁輻射源產(chǎn)生的電磁干擾零部件測(cè)試方法。ISO 11452包括11部分，

ISO 7637系列標(biāo)準(zhǔn)，ISO 7637《道路車(chē)輛—由傳導(dǎo)和耦合產(chǎn)生的電騷擾》，本標(biāo)準(zhǔn)描述的是汽車(chē)上電氣設(shè)備所經(jīng)常產(chǎn)生的一些常見(jiàn)瞬態(tài)干擾信號(hào)，通過(guò)導(dǎo)和耦合方式對(duì)被測(cè)設(shè)備造成干擾的測(cè)試及評(píng)價(jià)方法。

ISO 10650《道路車(chē)輛—靜電放電產(chǎn)生的電氣干擾》，該標(biāo)準(zhǔn)涉及的是人體與車(chē)輛接觸時(shí)所產(chǎn)生的靜電放電對(duì)車(chē)輛電子器件所造成的影響。

（2）CISPR標(biāo)準(zhǔn)：CISPR 12《車(chē)輛、機(jī)動(dòng)船和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)方法》本標(biāo)準(zhǔn)是保護(hù)建筑物內(nèi)廣播電視設(shè)備免受來(lái)自車(chē)輛、船和內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置所產(chǎn)生的電磁騷擾。

CISPR 25《用于保護(hù)用在車(chē)輛、機(jī)動(dòng)船和裝置上車(chē)載接收機(jī)的無(wú)線電騷擾特性的限值和測(cè)量方法》本標(biāo)準(zhǔn)是保護(hù)用在車(chē)上、船上和裝置上的接收機(jī)免受無(wú)線電騷擾，規(guī)定了限值和測(cè)試方法。

1.3國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)吸收了發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，制訂了汽車(chē)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，并使之逐步升級(jí)、不斷完善,明確規(guī)定了測(cè)量方法及最大干擾的允許值。目前，國(guó)內(nèi)汽車(chē)電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)還很不健全，有待進(jìn)一步研究完善。

2　干擾來(lái)源及相關(guān)措施

2.1電磁干擾的來(lái)源

汽車(chē)電子設(shè)備工作在行駛環(huán)境不斷變化的汽車(chē)上，由于環(huán)境中電磁能量構(gòu)成的復(fù)雜性和多變性，意味著系統(tǒng)所受到的電磁干擾來(lái)源比較廣泛。按照電磁干擾的來(lái)源分類(lèi)，可分為車(chē)外電磁干擾、車(chē)體靜電干擾和車(chē)內(nèi)電磁干擾。

車(chē)外電磁干擾是汽車(chē)行駛中經(jīng)歷各種外部電磁環(huán)境時(shí)所受的干擾。這類(lèi)干擾存在于特定的空間或是特定的時(shí)間。如高壓輸電線、高壓變電站和大功率無(wú)線電發(fā)射站的電磁干擾，以及雷電、太陽(yáng)黑子輻射電磁干擾等等。環(huán)境中其它臨近的電子設(shè)備工作時(shí)也會(huì)產(chǎn)生干擾，例如行駛中相距較近的汽車(chē)。

車(chē)體靜電干擾與汽車(chē)和外部環(huán)境都有關(guān)。由于汽車(chē)行駛時(shí)車(chē)體與空氣高速摩擦，在車(chē)體上形成不均勻分布的靜電。靜電放電會(huì)在車(chē)體上形成干擾電流，同時(shí)產(chǎn)生高頻輻射，對(duì)汽車(chē)電子設(shè)備形成電磁干擾。

車(chē)內(nèi)電磁干擾是汽車(chē)電子設(shè)備工作時(shí)內(nèi)部的相互干擾，包括電子元器件產(chǎn)生的電子噪聲，電機(jī)運(yùn)行中換向電刷產(chǎn)生的電磁干擾以及各種開(kāi)關(guān)工作時(shí)的放電干擾，最嚴(yán)重的是汽車(chē)點(diǎn)火系統(tǒng)產(chǎn)生的高頻輻射，其干擾能量最大。

車(chē)外電磁干擾隨作用距離增大而減小，只有當(dāng)其本身能量非常大，才能對(duì)相距較遠(yuǎn)的汽車(chē)電子設(shè)備產(chǎn)生影響。多年研究結(jié)果表明，大能量的電磁效應(yīng)對(duì)人體健康存在危害，目前已經(jīng)制定各種相應(yīng)的電磁標(biāo)準(zhǔn)來(lái)限制這類(lèi)干擾，使得汽車(chē)電子設(shè)備受其的影響減小。車(chē)體靜電干擾和車(chē)內(nèi)電磁干擾，因?yàn)楦蓴_作用距離近，干擾時(shí)間長(zhǎng)，干擾強(qiáng)度相對(duì)較大。由于汽車(chē)電子設(shè)備形成以蓄電池和交流發(fā)電機(jī)為核心電源以及車(chē)體為公共地的電氣網(wǎng)絡(luò)，各部分線束都會(huì)通過(guò)電源和地線彼此傳導(dǎo)干擾，相鄰導(dǎo)線間又有感應(yīng)干擾，而不相鄰導(dǎo)線間也因天線效應(yīng)而輻射干擾，這就使得車(chē)內(nèi)干擾綜合了三種途徑，干擾組成較多，覆蓋的干擾頻率較廣，是汽車(chē)電子設(shè)備受到的主要電磁干擾。解決這兩種電磁干擾問(wèn)題，能同時(shí)提高汽車(chē)電子設(shè)備對(duì)車(chē)外電磁干擾的抗干擾能力，從而降低設(shè)備工作失常或是損壞的可能性。

2.2提高電子設(shè)備電磁兼容性能的措施

汽車(chē)電子設(shè)備的電磁兼容性能包括兩方面，一是電磁發(fā)射，衡量系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾的發(fā)射水平；二是電磁敏感度，衡量系統(tǒng)在工作時(shí)為實(shí)現(xiàn)預(yù)期技術(shù)指標(biāo)而需要的抵抗電磁干擾的能力。為綜合提高汽車(chē)電子設(shè)備的電磁兼容性能，從三方面分析，一是減小設(shè)備發(fā)射電磁干擾的強(qiáng)度；二是抑制電磁干擾的傳輸；三是降低設(shè)備電磁敏感部件接收干擾的強(qiáng)度。

（1）減小設(shè)備的電磁干擾強(qiáng)度。優(yōu)化設(shè)備的電氣結(jié)構(gòu)：汽車(chē)電子設(shè)備中閃光器是繼電器觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，可以在觸點(diǎn)前加電弧抑制器；電機(jī)為感性負(fù)載，可通過(guò)內(nèi)部濾波電路降低電流噪聲；各種電控單元的印刷電路板，要優(yōu)化布線，降低電磁發(fā)射水平。

選用合適的電子元器件：汽車(chē)上的各種控制單元，采用較低頻的芯片有利于減少輻射干擾。

降低設(shè)備的功率：在滿(mǎn)足功能需求的情況下，降低設(shè)備的功率，可以減小干擾電壓和電流，從而減小干擾強(qiáng)度。

（2）抑制干擾的傳輸。屏蔽干擾源設(shè)備和相關(guān)線束：汽車(chē)中主要的電控系統(tǒng)使用的電控單元，應(yīng)該采用屏蔽殼體封裝。

增加線束濾波：對(duì)較長(zhǎng)的線束，為減小傳導(dǎo)和輻射干擾，應(yīng)在線束上增加濾波，比較方便的是套接合適的鐵氧體磁環(huán)。

合理規(guī)劃線束：線束布置上使小功率敏感電路緊靠信號(hào)源，大功率干擾電路緊靠負(fù)載，盡可能分開(kāi)小功率電路和大功率電路，減小線束間的感應(yīng)干擾和輻射干擾。

改進(jìn)設(shè)備的接地：良好的接地布置和改進(jìn)的地線搭接可以降低高頻阻抗。汽車(chē)電子設(shè)備接地主要是就近接到車(chē)體以及線束屏蔽層接地。

（3）降低設(shè)備接收干擾的強(qiáng)度。減小設(shè)備接收干擾的面積：線束應(yīng)設(shè)計(jì)成最小長(zhǎng)度、最小阻抗和最小環(huán)路面積，最好采用雙絞線等回路面積小的供電方式。增大設(shè)備到干擾源的距離：在干擾設(shè)備布置不變的情況下，改造敏感部件的安裝位置，增大到干擾源的距離。

3　結(jié)束語(yǔ)

本文主要對(duì)汽車(chē)電磁兼容相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了闡述，以及現(xiàn)行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分析了汽車(chē)電子設(shè)備電磁干擾的來(lái)源，從減小設(shè)備發(fā)射電磁干擾的強(qiáng)度、抑制電磁干擾的傳輸、降低設(shè)備電磁敏感部件接收干擾的強(qiáng)度三個(gè)方面介紹了提高汽車(chē)電子設(shè)備電磁兼容性能的措施。隨著汽車(chē)電子技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車(chē)電子電磁兼容性越來(lái)越被關(guān)注，本文對(duì)汽車(chē)電子設(shè)備電磁兼容性的提高有一定的參考意義。

參考文獻(xiàn)

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Automotive EMC test standard system and anti interference measures

Xu Jing,Zhao Yi,Pan Yong,Wei Lei
（Shandong Institute for Product Quality Inspection,250102）

Abstract：The automotive electromagnetic compatible standard,from reducing device to transmit electromagnetic interference intensity,inhibit electromagnetic interference transmission,reducing equipment electromagnetic sensitive component to receive the interference intensity are introduced to improve automotive electronic equipment electromagnetic compatibility performance measures.

Keywords：automotive electronics;electromagnetic compatibility;electromagnetic interference