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新能源电动汽车测试分享)对于长期处在复杂电磁环境中的动力总成控制器来说,其耦合途径不仅来自其内部各式导线,同时也来自外界多变的电磁辐射。
印制电路板中的电磁干扰问题包括公共阻抗耦合和串扰,高频载流导线产生的辐射,印制线对高频辐射的感应等。其中以高频辐射问题最为严重,这是因为电源线、接地线及信号线的阻抗会随着频率的增高而增大,故较易通过公共阻抗耦合产生干扰,同时频率增高使得线路间寄生电容的容抗减小,因而串扰更易产生。当模拟电路和数字电路在同一块印制电路板上混装时,若电源与地线共用,则可能产生严重的公共阻抗耦合问题,在地线回路中产生的干扰电压,严重时可能高于接在公共回路中的模拟和数字电路的噪音容限,而造成设备工作的不稳定。
汽车动力总成控制器中涉及到的电磁干扰,按耦合途径分类,可分为5种类型:直接耦合、漏电耦合、电容耦合、电感耦合和辐射耦合。
一、直接耦合
汽车内部充斥着成束的导线,干扰信号很容易通过导线直接传导到电路中而对汽车电系内部电路产生干扰。对于动力总成控制器来说,最常见的一种现象是干扰噪声经过电源线直接耦合到其中。
二、漏电耦合
漏电耦合是电阻性耦合方式。当相邻的元件或导线间的绝缘电阻降低时,有些电信号便通过这个降低了的绝缘电阻耦合到逻辑元件的输入端而形成干扰,其与直接耦合方式不同之处在于:直接耦合方式是由导线传递能量,在传递干扰信号能量的同时,还传递有用信号的能量;而漏电耦合方式是由漏电阻传递能量,并不传递有用信号,其危害性比直接耦合方式更具隐蔽性。当动力总成控制器中的元件或导线间的电阻出现绝缘度降低的现象时,便会发生此类干扰。
三、电容耦合
动力总成控制器本身就是一个高度集成的电路板,在电路板的元件之间、导线之间、导线与元件之间都存在着分布电容,如果某一个导体上的信号电压或噪声电压通过分布电容使其他导体上的电位受到影响,其内部必然会产生电容性的耦合。另外,在实际的分析中,电容耦合和电容耦合往往同时存在,密不可分。
四、电感耦合
任何空间中的交变磁场都会对周围的闭合电路产生感应电势,引起电磁感应耦合。汽车不仅内部存在多种交变磁场,同时也受到外界磁场的影响。显然,动力总成控制器作为汽车内部的一个控制元件,电感耦合干扰也是其主要的耦合方式之一。
五、辐射耦合
导体中变化的电流会产生电磁场辐射,电流变化率越高,则辐射效率越高,这些电磁场会对附近的敏感设备产生干扰。动力总成控制器处于汽车内部,受到的辐射干扰主要为近场耦合。
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