车载EMC测试方法及对策
Part 1: 车辆电磁兼容产生来源
1、车体结构
一般的传统车体结构采用强化金属包覆外壳,使车体结构对使用人员提供基本的安全保护。从电磁兼容角度来看,金属结构提供了良好的屏蔽包覆,将电磁波辐射屏蔽在车体结构内,同时阻挡外部电磁辐射干扰保护车内机电系统运作。
未来的车体采用轻量化包覆,但屏蔽效果不如金属结构,电容兼容问题更复杂。
2、电力来源
油电车使用引擎与燃料电池提供车辆更节能环保的性能,但增加了电磁兼容问题的复杂性,因此EMI问题会集中在供电系统的回路面积,因此有效的利用屏蔽及接地来解决EMC的问题,变成未来油电车发展极重要的课题。
纯电车使用电动马达与燃料电池提供车辆主要的行动能量,因此所产生的电磁兼容问题会相形严重,而纯电车必须搭配轻量化车体结构以加强其续航力的延伸,因此非金属的碳纤维包覆材料的使用会成为设计主流,所以缺乏金属屏蔽及接地来解决EMC的问题,变成未来纯电车发展的必要技术突破。
前置引擎发动机和电池都位于车体前方,所以EMC问题也集中于车体前方。
后置引起发动机和电池都位于车体后方,所以EMC问题也集中于车体后方。
3、车电元器件分布
4、线缆配置
因为产品先天体积微小,因此如果要达到符合各车厂的EMC测试允收标准之要求必须以多层板的基础构架来设计,同时将信号及电力的I/O分置PCB两端,使信号及电力之耦合现象减至最低使车电元件单体EMC的测试通过难度降低。
因为产品先天体积微小,因此线体的先天性耦合效应很强,所以EMC的问题很难处理,一个比较直接有效的处理方法就是在信号线或电力线的PCB出线端绕高u值小体积的Ferrite Core,产生有效逆磁与顺磁相互抵消来降低EMC的测试难度。 微体积设备的信号线和电源线分开或隔离
Ferrite Core铁氧体磁芯
Part 2: 车辆元件EMI、EMS测试方法
2.1 车辆元气种类
2.1.1电子元件:
a.由被动电子元件所构成:如电阻、电容、二极管
b.由主动电子元件所构成:如切换式PS、模拟放大器、CPU..等
2.1.2电机马达:
包含具有电刷切换之直流(DC)电机马达及具电子控制之电机马达
感应元件(为具有电感效应之元件)如继电器(Relay)、螺线管(Solenoids)…等
2.2 EMC测试方法
2.2.1 测试分类
EMC电磁兼容:设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
【EMC测试项目】
2.2.2 EMC测试标准
2.2.3 EMC测试场景
2.2.4 EMC单位dB
分贝是量度两个相同单位之数量比例的计量单位,可提供很大的动态范围,利于小信号的表示,常用于EMC测试。
2.2.5 EMC路径
EMC问题首先需要分析的就是干扰源和敏感器件的界定以及他们两者之间的耦合路径。
•改变骚扰源的频谱特性:幅值、频率等是首要考虑的方法。
•良好的接地总是有助于提高敏感器件的抗扰性。
•打破耦合路径的方法:屏蔽、滤波、共模线圈,有时需要同时使用。
2.3 EMI测试方法
2.3.1 EMI测试场景-CE电流法
2.3.1 EMI测试场景-CE电流法
2.3.2 EMI测试场景-CE电压法
2.3.3 EMI测试场景-RE
车电元件的EMI测试,主要是针对待测物(EUT)来进行测试,所以如果待测物有外围设备搭配一起测试的时候,必须将其外围设备进行屏蔽措施,以避免测试困扰或争议。
磁场近场发射(RE01)
电磁辐射发射(RE03)
2.4 EMS测试方法
2.4.1 EMS测试场景-电磁辐射抗扰度ALSE (RI03)
2.4.2 EMS测试场景-电磁辐射抗扰度BCI (RI02)
2.4.2 EMS测试场景-电磁辐射抗扰度BCI (RI02)
2.4.3 EMS测试场景-手持发射机抗扰度(RI04)
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