張 婷

（江鈴汽車股份有限公司， 江西 南昌 330001）

1 汽車電磁兼容性概念

電磁兼容性 （EMC，即Electromagnetic Compatibility），GB14023中將其定義為設(shè)備或者系統(tǒng)在其特定的電磁環(huán)境中能夠正常工作且不對該環(huán)境中的任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。汽車電磁兼容性主要是指車輛或其電子電器零部件以及獨立的技術(shù)單元在車輛的電磁環(huán)境中正常工作，且不會對該電磁環(huán)境中的任何一個零部件和獨立的技術(shù)單元造成電磁騷擾的能力。即車輛在一定時間內(nèi)，一定的頻譜資源條件下，車輛與其電子電器零部件可以共存且不會導(dǎo)致性能降級。

2 國內(nèi)外EMC標(biāo)準(zhǔn)

汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)體系分為國際標(biāo)準(zhǔn) （表1）、地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)、國家和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。我國的汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)EMC大部分都引用自國際標(biāo)準(zhǔn)，目前我國已經(jīng)制定一些EMC國家標(biāo)準(zhǔn)，主要的汽車電子電器EMC國家標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 國內(nèi)主要的汽車電子EMC國家標(biāo)準(zhǔn)

3 汽車組合儀表電磁兼容干擾分析優(yōu)化

組合儀表是汽車的重要顯示界面，為駕駛員提供實時的車輛信息和各種報警燈顯示。當(dāng)汽車正常行駛時，組合儀表應(yīng)正常工作，并具備抵御各種電磁干擾的能力。其抗干擾性能決定了駕駛員收到的信息準(zhǔn)確與否，錯誤的信息反饋會直接影響駕駛員的判斷，甚至影響到駕駛安全。下面通過對某高端車型組合儀表出現(xiàn)電磁干擾現(xiàn)象進行設(shè)計分析，并通過EMC試驗驗證該優(yōu)化設(shè)計能有效地解決此類故障。

3.1 故障描述

1） 當(dāng)整車上電時，組合儀表指示燈正常顯示自檢，但按喇叭造成車速表指針異常。

2） 當(dāng)鑰匙由ON擋打到ST擋，汽車能正常起動，但是按喇叭組合儀表車速表指針依舊上偏。

3） 更換新的組合儀表后上述故障依舊出現(xiàn)。

3.2 故障分析

1） 車輛的車速傳感器的角度位置，恰好輸出高電平。

2） 蓄電池在安裝前，個別蓄電池難免會出現(xiàn)虧電，在虧電的情況下，強按喇叭會造成電壓迅速跌落，使得車速傳感器的高電平電壓出現(xiàn)抖動。

3） 因為電壓低，車速傳感器的高電平輸出電壓比較靠近臨界狀態(tài)，在高電平輸出電壓出現(xiàn)抖動時，就冒出很多個低電平，車速表接收到高低電平變化后，車速表產(chǎn)生了指示，指針上偏。

3.3 優(yōu)化設(shè)計

1） 優(yōu)化組合儀表PCB板電源線，減少干擾的引入。

2） 優(yōu)化組合儀表接插件處的走線，增加地平面。

3） 調(diào)準(zhǔn)原指示燈控制電路，把串聯(lián)電阻移至IO口，以增加組合儀表抗干擾能力。

4） 優(yōu)化晶振布線，提高抗干擾能力。

5） 優(yōu)化Reset線，提高抗復(fù)位能力。

圖1 瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射測試布置

圖2 輻射發(fā)射測試布置

圖3 大電流注入抗擾度測試布置

圖4 輻射抗擾度測試 （帶狀線法）

4 優(yōu)化后組合儀表EMC測試驗證

汽車電子電器零部件EMI和EMS的測試驗證是根據(jù)CISPR 25、ISO 7637和ISO 11452標(biāo)準(zhǔn)的要求進行的，由于每種方法都有使用的范圍和局限性，一般選擇其中2種或3種測試方法組合進行測試。

4.1 測試臺架搭建和布置

根據(jù)GB18655的要求進行組合儀表的電磁兼容測試，圖1為瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射測試布置圖，圖2為輻射發(fā)射測試布置圖，圖3為大電流注入抗擾度測試布置圖，圖4為輻射抗擾度測試（帶狀線法）。

4.2 測試結(jié)果及分析

圖5為組合儀表的瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射測試結(jié)果，快速正脈沖、快速負脈沖、慢速正脈沖和慢速負脈沖的實測最大電壓值都遠低于各測試限值，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖6為沿電源線的傳導(dǎo)發(fā)射測試 （電壓法） 在各頻段的測試結(jié)果，從圖中可以看出：在每個測試頻段內(nèi)的環(huán)境噪聲都遠低于各極限值，滿足測試要求并給出了CISPR25-2002中關(guān)于汽車電子電器零部件輻射騷擾平均值3級限值要求。

圖5 組合儀表的瞬態(tài)傳導(dǎo)發(fā)射測試結(jié)果

圖6 沿電源線的傳導(dǎo)發(fā)射測試 （電壓法） 測試結(jié)果

圖7為輻射發(fā)射測試結(jié)果圖，圖中給出了CISPR25中關(guān)于汽車電子電器零部件輻射干擾平均值3級限值要求，該組合儀表的水平極化和垂直極化在30到1000 MHz的頻率范圍內(nèi)滿足測試要求。

圖8是沿電源線的電壓瞬變傳導(dǎo)抗擾性測試結(jié)果圖，ISO7637-2脈沖1試驗的目的就是要觀察設(shè)備在失電情況后反復(fù)上電后的變化，此測試進行5000次的脈沖循環(huán)，其中a為未抑制波形，b為抑制波形。

圖7 輻射發(fā)射測試結(jié)果

5 總結(jié)

組合儀表系統(tǒng)是汽車重要的零部件，它的電磁兼容性能（EMC） 對車內(nèi)的其它電子電器設(shè)備的性能有著重要的影響。本文對組合儀表系統(tǒng)的故障進行分析優(yōu)化，并進行了EMC測試驗證，得出只要對儀表系統(tǒng)進行合適的電磁干擾抑制，儀表系統(tǒng)可獲得良好的電磁兼容性能。

圖8 沿電源線的電壓瞬變傳導(dǎo)抗擾性測試結(jié)果圖