技术资讯 I 汽车 EMC 问题一览

 

 

本文要点

 

 

汽车 EMC 问题是仅次于尾气排放和交通噪音的第三大车辆污染形式。

汽车 EMC 问题会造成无预警的汽车系统操作变更。

这类问题可能是辐射，也可能是易于受到外部 EMI 来源的不利影响。

 

传统汽车中包含电气系统、电子电路，以及内燃机。工程技术的进步让汽车拥有了更多工具，但这一切也带来了电磁兼容性 (EMC) 问题。

 

汽车 EMC 问题要么来自车内电子组件的辐射，要么是因为电子元件非常容易受到外部 EMI 来源的不利影响。在这两种情况下，汽车 EMC 问题都会让汽车系统运行发生意外变化。车载无线技术的应用，以及汽车外部广泛的通信连接能力，进一步加剧了这一问题。

 

本文将深入探讨汽车面临的一些 EMC 问题以及 EMC 的来源。

 

 

常见的汽车 EMC 问题

 

01

车辆驱动系统

在电动汽车中，车辆驱动系统容易受到 EMC 问题的影响。大多数情况下，车辆驱动系统会受到大量传导共模干扰。系统接地不当和电路板布局设计不当是车辆驱动系统中 EMI 的潜在来源。

 

汽车驱动系统中配备有诸如 DC-AC 逆变器和 DC-DC 转换器的电源转换器，这些转换器会产生干扰汽车电子系统的杂散信号。另外，产生的 PWM 信号也会产生车辆电磁干扰。

02

车辆点火系统

在诱发内部以及外部的电磁干扰方面，车辆点火系统中的高压瞬态电磁脉冲起着重要作用。点火启动期间的电磁辐射是影响车辆电子装置的最强电磁干扰源之一。

03

车辆雨刮器电机系统

传统汽车中用于雨刮器和车窗控制的直流电机在电机运行时产生反向瞬态电压，并在电刷和换向器段之间引起火花放电。

 

这种放电造成的传导和辐射 EMI 会在汽车系统中产生干扰问题。除此以外，雨刮器电机在运行时会在电机绕组之间产生传导干扰，并引发干扰。

 

 

哪些原因导致了汽车 EMC 问题？

 

汽车 EMC 问题会影响内部集成电路以及车辆附近的电子系统。在汽车中，EMC 领域可以分为以下几类：

 

辐射抗扰性

辐射发射

传导抗扰性

传导发射

静电放电 (ESD)

 

元件放置、电子组件、天线系统和接线都是产生汽车 EMC 问题的潜在原因。汽车电子组件中的电磁耦合通常通过印刷电路板走线或接线实现，它们为传导发射提供了一条路径。车辆中的接线和内部互连也可以用作天线，将电磁场转换为辐射发射。

 

除了硬件，控制某些汽车操作的软件中存在微处理器时钟频率和周期性时序回路，它们也可能导致车辆出现 EMC 问题。如果微处理器频率与车辆中使用的无线电频带相匹配，则可能导致 EMC 问题。

 

汽车系统中的 EMI 来源

 

上文提到的车辆系统是产生电磁干扰的车载来源。汽车 EMC 问题可能由车载和车外 EMI 来源引起。除了这些来源之外，还有一些内部接收器会使汽车电子元件容易受到 EMI 的影响。下表列出了一些影响汽车 EMC 的内部和外部 EMI 来源。

 

 

汽车 EMC 问题是仅次于尾气排放和交通噪音的第三大车辆污染形式。与传统的内燃机汽车相比，电动或混合动力汽车更容易受到汽车 EMC 问题的困扰。

 

Cadence Clarity 3D Solver 是一款 3D 全波电磁 (EM) 仿真软件工具，用于设计 PCB、IC 封装和 IC 系统 (SoIC) 设计之间的关键互连，可以对整个系统进行有限元（FEM）仿真；

 

Clarity 3D Transient Solver 则可以对大型及复杂超大规模、汽车、移动与航天系统整个系统进行有限差分时域（FDTD）仿真，完成之前非常耗时且需要昂贵的消声实验室才能进行的产品原型机电磁兼容性（EMC）测试，实现之前被视为不切实际或无法求解的大型电磁干扰（EMI）设计仿真。

 

同时，Clarity 3D Solver和Clarity 3D Transient Solver 采用业内领先的分布式多处理技术，提供近乎无限的处理能力和至少10 倍以上的求解速度，利用云和本地分布式计算，可以高效地解决更庞大、更复杂的结构问题。