5 советов по проектированию автомобильных схем для устранения электромагнитных помех

Электрические изделия рождаются с EMI (электромагнитными помехами). Многофункциональность электронных продуктов отвечает различным ожиданиям людей, что также приводит к возникновению ряда проблем с электромагнитными помехами, которые напрямую угрожают здоровью людей и экологической безопасности. Влияние электромагнитных помех на автомобиль настолько заметно, что влияет на работу внешних радиоустройств и в некоторой степени создает помехи для электронных устройств внутри транспортных средств. Поэтому нам крайне необходимо понять электромагнитные помехи и сосредоточиться на некоторых советах по проектированию автомобильных цепей в качестве превентивных мер.

Анализ электромагнитных помех в автомобильных цепях

Проблема EMI обычно возникает в электронных продуктах. Его можно увидеть повсюду в электронных продуктах, между электронными устройствами, компонентами и системами. Электромагнитные помехи возникают по многим причинам, среди которых есть только основная, то есть помехи электростатического разряда (ЭСР). Элементы, вызывающие помехи в электронных схемах из-за статического электричества, бывают двух видов:необоснованно спроектированные параметры распределения в электронных схемах и элементы окружающей среды, которые снижают стабильность цепей, что в конечном итоге вызывает помехи.

Устойчивость автомобилей к электромагнитным помехам в основном связана с электрическими устройствами в автомобилях. Его режимы передачи включают проводимость и излучение, а источники помех включают помехи в цепях, помехи от электростатического разряда, помехи от электромагнитного излучения и т. д.

• Помехи в электрической сети в первую очередь возникают из-за электрических устройств внутри транспортных средств. Эти устройства создают импульсные сигналы помех, которые затем передаются в виде электромагнитных волн по сети, препятствуя нормальному функционированию окружающего радиоприемного оборудования.
• Помехи электромагнитного излучения относятся к помехам, возникающим в результате внезапного изменения (импульса), т.е. возникает, когда цепь включается или выключается. Особенно это происходит с индуктивными и емкостными носителями, когда в переходный момент включения и выключения питания генерируется внезапное высокое напряжение, что также приводит к высокой частоте излучения. Этот тип помех влияет не только на бортовое устройство приема излучения, но и в разной степени повреждает автомобильные электрические устройства.

Все виды электронных блоков управления, применяемых в транспортных средствах, нормально не работают, если не обеспечено стабильное питание. Как только в системе электроснабжения произойдет колебание напряжения, электронные модули не смогут работать в штатном режиме.

Советы по проектированию автомобильных схем

Советы по проектированию автомобильных цепей Чтобы автомобили не страдали от аномалий из-за электромагнитных помех, необходимо принять некоторые превентивные меры, чтобы запретить или уменьшить электромагнитные помехи, чтобы автомобили и автомобильные электронные устройства могли работать бесперебойно.

Совет 1. Следует уменьшить помехи электромагнитной проводимости.

Подробные меры по проектированию автомобильных схем можно резюмировать следующим образом:

• Эффективная площадь каждого контура цепи должна быть сведена к минимуму.
• Когда речь идет об электромагнитных помехах, возникающих из-за индуктивности рассеяния на трансформаторе, на трансформаторе необходимо реализовать магнитное экранирование. Кроме того, эффективная площадь каждого контура должна быть сведена к минимуму.
• Для цепей, подверженных серьезным электромагнитным помехам, можно использовать двойные линии для передачи сигналов, чтобы уменьшить электромагнитные помехи.

Совет 2. Следует запретить помехи автомобильной сети.

• Провода, соединяющие автомобильные электрические устройства, должны быть укорочены и НЕ должны располагаться параллельно или близко друг к другу.
• Рациональная прокладка выводов играет важную роль в предотвращении помех в сети.
• Емкость фильтрации питания должна быть увеличена с Добавлена ​​RC-цепь развязки для уменьшения связи между цепями.

Совет 3. Следует запретить автомобильное электромагнитное излучение.

• Должна быть реализована защита сети R-C-D.
• На источнике помех должны быть приняты эффективные меры по предотвращению переходных процессов, которые не только уменьшают электромагнитное излучение емкостной нагрузки, но и защищают и контролируют точки контакта емкостной нагрузки.
• Металл следует применить щит.

Любые помехи на поле могут быть запрещены методами экранирования.

• На частоте приема мобильной связи обычно выбирают алюминий для электромагнитного экранирования. Из-за высокочастотного скин-эффекта электромагнитный экран не должен быть слишком толстым.
• Для устранения источника помех и уменьшения электромагнитного излучения можно использовать бесконтактный двигатель или систему зажигания без распределителя.

Совет 4. Необходимо обеспечить экранирование.

Экранирование играет эффективную роль в предотвращении электромагнитных помех. Обычно в качестве экрана выбирают материалы с высокой проводимостью. Доказано, что отличные характеристики экранирования высокочастотного поля зависят от материалов с высокой проводимостью, таких как сталь или алюминий, в то время как эффективность экранирования низкочастотного поля зависит от материалов с высокой магнитопроводимостью, таких как магнитная сталь, железо и бериллиевый сплав. Приборы, способные генерировать искру или электрическую дугу, должны быть экранированы металлическим экраном, чтобы исключить негативное влияние электромагнитной совместимости (ЭМС).

Совет 5. Фильтрация также является эффективным методом контроля электромагнитных помех.

Фильтр считается наиболее часто используемым методом подавления электромагнитных помех, и он способен противостоять электромагнитным помехам, которые непосредственно проникают через цепь. Резюмируется, что увеличение амплитуды сигнала является решающим методом борьбы с электромагнитными помехами. Когда дело доходит до слабых сигналов датчика, цепь может быть усилена с увеличением амплитуды, что значительно уменьшит электромагнитные помехи.

Электромагнитные помехи в автомобильной цепи оказывают большое негативное влияние на автомобильные электронные компоненты. Это не только сокращает срок службы автомобилей, но и снижает безопасность вождения людей. В результате можно принять многочисленные превентивные меры, чтобы свести к минимуму влияние электромагнитных помех на электронные компоненты автомобиля, обеспечив безопасность и надежность работы автомобиля.

Эта статья была написана Дорой Янг, редактором PCBCart. Статья изначально опубликована в журнале Elektronik Industrie Magazine, выпуск 11, 2017 г., стр. 74–76.

Полезные ресурсы:
• Методы высокоскоростной трассировки печатных плат для снижения влияния электромагнитных помех
• Свойства автомобильных печатных плат и рекомендации по проектированию
• 5 проверенных способов оценить надежность производителей автомобильных печатных плат
• Исследование надежности пайки поверхностным монтажом на основе схемных модулей в автомобильной электронной промышленности
• Полнофункциональная услуга по производству печатных плат от PCBCart — несколько дополнительных опций
• Усовершенствованная услуга по сборке печатных плат от PCBCart — начиная с 1 шт.