电磁课外实践之读书报告

读书报告—汽车的电磁环境与兼容——童卫东Contents汽车的电磁环境1汽车电磁干扰的防干扰措施2抗电磁干扰的检测3早期解决电磁兼容问题的必要性4

1.正常电压即发电机和蓄电池向用电设备提供的正常工作电压，一般为12．5～14．5V之间（以标称电压为12V的汽车电气系统为例）汽车的电磁环境在汽车上是以电压波动变化作为表现形式，经对汽车电系电压分析，在汽车电系出现的电压可以归纳为四类电压：正常电压、异常电压、瞬变过电压和无线电干扰电压。2.异常电压：当部分放电的蓄电池在低温下冷起动、当汽车发电机调节器发生故障，激磁电流短路、当蓄电池跨接片松动、蓄电池极性接反等原因作用后的电源电压

3.瞬变过电压：在电源电压中，由于某种变化引起的过渡过程电压，其类似一阶电路的指数衰减曲线形式。在汽车电子中，有负载突变过电压，切换电感负载过电压，激磁衰减过电压和互耦式过电压等四种瞬变过电压。4.无线电干扰电压:汽车上的无线电干扰来自两方面，一是车外的雷电、雷达及电台用无线电发射机和高压输电线的电晕放电，荧光灯的辉光放电，探照灯的弧光放电，以及其它机动车辆发动机的点火等，这些电磁噪声源对汽车电系内的电子产品产生辐射干扰，另一是汽车电子内部的各种瞬变电脉冲，火花塞间隙之间,发电机电刷与整流子之间的间隙放电以及车轮与地面、车身与空气等各种磨擦产生的静电放电形成的对汽车电子产品的辐射干扰。汽车的电磁环境瞬变过电压1.负载突变过电压2.切换电感负载过电压瞬变过电压3.激磁衰减过电压当点火开关转到断开时，点火停止，交流发电机激磁绕组与蓄电池中断连接，但与其它负载还有电的联系，这时在激磁绕组上将产生一个负向脉冲的自感电动势，脉冲的幅度取决于断开瞬间的负载和调节器的状态。如果在初级点火电路断开的同时，切断点火开关，则产生最强的瞬时过电压，过电压的幅值可达120V，持续时间200ms左右。电磁场衰减引起的瞬变在点火开关断开时总是存在的，可以说是汽车电路中的一种正常瞬变现象，它可能使调节器的达林松管遭到损坏，同时还对仪表电路等其它电子产品构成威胁。4.互耦式过电压由于电气配线遍布整个汽车，导线紧紧包扎成线束后，导线中流有不同强度变化的电流，使导线间产生电容或电磁耦合，并且汽车上还有多点搭铁产生回路电位差所带来的电阻耦合电动势。1.对干扰敏感部件的采用独立电源和分列导线2.在干扰敏感部件的输入端增加抗干扰衰减滤波器3.合理布置搭铁线4.在汽车收放机等接收电路中引入调频波段抑制噪声电路或把印刷电路板各部分馈电系统布置为放射状5.电源馈电系统加设RC滤波电路，以减少电路耦合合理布线，减少电路网络干扰科学设计，减少电磁辐射源影响1.在高频振荡电路中串联阻尼电阻，使高频振荡受到削弱。2.并联抗干扰电容，以吸收火花能量，减轻干扰。3.采用金属屏蔽可有效防止电磁波的辐射或被干扰。4.汽车的所有金属部件之间应可靠接地，接地可使汽车部件之间的电位差得到平衡，从而改善屏蔽效果。5.利用电子控制，降低触点电流。汽车电磁干扰的防干扰措施如表1，按照所提供的最基本振幅进行分级，使干扰源与潜在敏感装置相匹配。以便两者之间达到最大的兼容性，例如限定汽车上所有干扰源为Ⅱ级，而潜在敏感装置(例如控制单元)可设计成符合Ⅲ级的要求(考虑到安全裕度)。假如对于干扰源的抑制比对敏感装置提供相应的保护要容易则用I／Ⅱ级。相反如果对潜在敏感装置采取保护措施较容易且便宜，则用等级Ⅲ／IV是有意义的能是电气装置接通或断开时电流或电压的突然上升(脉冲)。抗电磁干扰的检测

由前面对电磁环境分析可知，汽车电路网络保证了汽车上各种电气装置的供电电源,也就意味着，反馈会从一个系统直接到达另一个系统的输入端，这种反馈也可能是电气装置接通或断开时电流或电压的突然上升(脉冲)。

脉冲1表示电感负载的断开过程，例如继电器或阀的断开过程；脉冲2表示电动机负载断开的过程，风扇电动机在运转时会产生正向过电压；脉冲3a／3b表示由于转换过程引起的过电压；脉冲4表示起动时电源电压曲线；脉冲5表示由突卸负载产生，即当发电机因大电流对蓄电池充电时，发电机与蓄电池连接突然断开。实际工作中，为了保证汽车电子产品的可靠性除了耐电压、绝缘强度等试验外，按照这5种基本类型脉冲模拟电路网络干扰电压，对汽车电子产品进行测试，汽车电子产品应能够经受得住这类干扰电压冲击，然后需装车进一步搭载试验。早期解决电磁兼容问题的必要性该图横轴为产品生产过程的各个阶段，纵轴为对该产品解决电磁兼容问题所需的费用，即所需的人力物力，由该图可见，如图在产品开发阶段，解决电磁兼容问题所需费用1，如到型号研制阶段，可能需要1O。到批量生产时再解决需要的费用可能达到100，因为这时模具及工艺流程等需要改变，而如果批量生产时尚未发现或尚未能解决电磁兼容问题,则到现场安装调试阶段再解决费用将可能高达千倍，由此可见对于一个产品或一个系统，尽早解决电磁兼容问题是十分必要的。中国汽车工业·东风汽车公司将购买韩国起亚中国合资公司——江苏现代起亚跃达汽车有限公司20﹪的股份。起亚将持有该公司50﹪的股份，江苏跃达持30﹪,而东风将占乘余的20﹪·德国曼公司正在考虑与洛阳宇通汽车公司成立一家合资企业。·日本车架和车身底板制造厂Kikuchi公司和TakaoKin—zokuKogyo公司正在广州建一家为本田轿车厂配套的合资企业。中国汽车工业最近发展动向通用汽车公司说它将继续朝着与上海汽车工业(集团)公司和柳州五菱汽车有限公司结成联盟的方向而努力。PSA标致雪铁龙的东风雪铁龙合资企业将为其生产线新增一款小轿车。标致说它同样将增加其在合资公司的股本和用它在中国重新推出标致牌轿车。·大众股份公司最近推出其Bora(捷达)中型尺寸轿车并计划今年初推出P0lo轿车。公司同样计划在不远的将来为其中业务投资22亿美元。读书报告—Shielding（屏蔽）ShieldingThetermshieldusuallyreferstoametallicenclosurethatcompletelyenclosesanelectronicproductoraportionofthatproduct.——屏蔽通常指将一个电子器件或其一部分放入一个金属外壳中电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来，使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施；或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来，使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。屏蔽的作用Therearetwopurposesofashield,1、topreventtheemissionsoftheelectronicsoftheproductoraportionofthoseelectronicsfromradiatingoutsidetheboundariesoftheproduct。这里的动机是为了防止那些排放造成产品不符合辐射限制或防止产品与其他电子产品造成干扰确保所研究电子器件的辐射场不受外界辐射场的干扰2、topreventradiatedemissionsexternaltotheproductfromcouplingtotheproduct’selectronics,whichmaycauseinterferenceintheproduct.为了防止空间辐射干扰影响研究的器件本身shieldingefficiency—屏蔽效能为了实现这些目标理想和非常大的屏蔽效能值屏蔽层必须完全封闭的电子产品，并必须有孔，缝，槽或电缆，如无穿透。任何穿透屏蔽，除非妥善处理，可能会大大降低屏蔽的有效性。在有屏蔽体时，被屏蔽空间内某点的场强与没有屏蔽体时该点场强的比值。以dB为单位表示。定义：在有屏蔽体时，被屏蔽空间内某点的场强与没有屏蔽体时该点场强的比值。以dB为单位表示1、wire电线Supposeanearbyradiatingsourcesuchasanantennaradiatesanelectromagneticfield.Thisfieldwillbecoupledtothewire,generatingacurrentinit.Thiscurrentwillflowunimpededintotheenclosureandcoupletotheinternalelectronics.

假设在屏蔽壳外有一个发射辐射的天线，他所辐射的场会使屏蔽物内伸出的导线中产生电流，这个电流会影响屏蔽壳内部的电子器件2、holeoraperture孔洞

Fieldsinteriortotheshieldorexteriortoitwillradiatethroughthisaperture,thusreducingtheeffectivenessoftheshield.

在屏蔽物内部或外部的场会通过孔洞泄漏出来，因此降低了电子器件的辐射场强度。互补结构辐射出的远场（由Babinet原则可得）：屏蔽效能的计算屏蔽物厚度为t，导电率为σ，介电常数ε，磁导率μ，并且定义了屏蔽性能SE屏蔽效能还可以分解三种现象的综合作用结果，它们分别是：反射衰减、吸收衰减、多次反射R表示由左右接触面反射所引起的反射衰减；A表示波穿过障碍时产生的吸收衰减；M表示多级反射和传递之后产生的附加作用结论屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。⑴当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。⑵当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。⑶在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。许多人不了解电磁屏蔽的原理，认为只要用金属做一个箱子，然后将箱子接地，就能够起到电磁屏蔽的作用。在这种概念指导下结果是失败。

因为，电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有两个因素：一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的，另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。屏蔽体上有很多导电不连续点，最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝