Победа над EMI в автомобильных схемах: 5 экспертных советов по проектированию

Электрические продукты рождаются с EMI (электромагнитными помехами). Многофункциональность электронных продуктов удовлетворяет разные ожидания людей, что также приводит к генерации серии проблем EMI, которые напрямую угрожают здоровью людей и экологической безопасности. Эффект EMI на автомобили настолько выступает, что он влияет на производительность внешних радиоприборов и создает помехи к электронным устройствам внутри транспортных средств в некоторой степени. Поэтому это очень необходимо для нас понять EMI и сосредоточиться на некоторых советах для проектирования автомобильных схем как предупредительных мерах.

Анализ EMI в автомобильных схемах

Проблема EMI обычно возникает в электронных продуктах. Её можно увидеть везде в электронных продуктах, между электронными устройствами, компонентами и системами. EMI результатом из таких множественных причин, среди которых есть только ядро, то есть помехи электростатического разряда (ESD). Элементы, ведущие электронные схемы к воздействию статического электричества, приходят в двух аспектах: нерационально спроектированные распределительные параметры в электронной схеме и элементы среды, снижающие стабильность схем, в конечном итоге вызывая помехи.

EMI, выдерживаемый автомобилями, в основном происходит от электрических устройств в автомобилях. Его режимы передачи содержат проводимость и излучение, в то время как источники помех включают помехи цепной сети, помехи электростатического разряда и помехи электромагнитного излучения и т.д.

• Помехи цепной сети в основном происходят от электрических устройств внутри транспортных средств. Эти устройства создают импульсные сигналы помех, которые затем передаются в режиме электромагнитных волн вокруг сети, останавливая окружающее радиоприемное оборудование от нормальной работы.
• Помехи электромагнитного излучения относятся к помехам, результату внезапного изменения (импульса), вызванного, когда схема становится включенной или выключенной. Это особенно происходит к индуктивным и емкостным носителям, когда внезапно высокое напряжение генерируется в переходный момент включения и выключения, ведущее частоту излучения быть высокой также. Этот тип помех не только влияет на бортовой радиоприемный прибор, но повреждает автомобильные электрические устройства в разных степенях также.

Все виды электронных блоков управления, применяемых транспортными средствами, не нормально работают, если стабильное питание не предоставляется. Как только происходит флуктуация напряжения в системе питания, электронные модули не смогут работать в нормальном состоянии.

Советы в проектировании автомобильных схем

Советы в проектировании автомобильных схем. Чтобы остановить транспортные средства от страдания от ненормальности из-за EMI, некоторые предупредительные меры должны быть сделаны для запрета или снижения EMI, так что автомобили и автомобильные электронные устройства способны гладко выполнять.

Совет 1: Электромагнитные проводимые помехи должны быть снижены.

Детальные меры в проектировании автомобильных схем могут быть суммированы как следующие:

• Эффективная площадь каждого цепного контура должна быть минимизирована.
• Когда речь идет о EMI, результатом утечки индуктивности на трансформаторе, магнитное экранирование должно быть реализовано на трансформаторе. Более того, эффективная площадь каждого контура должна быть минимизирована.
• Для схем, страдающих от серьезных EMI, двойные линии могут быть применены для передачи сигналов для снижения EMI.

Совет 2: Помехи цепной сети автомобиля должны быть запрещены.

• Выводы, соединяющие автомобильные электрические устройства, должны быть сокращены и НЕ должны быть параллельными или близкими друг к другу.
• Рациональная трассировка выводов играет существенную роль в запрете помех цепной сети.
• Фильтрующая емкость питания должна быть увеличена с добавлением RC-развязывающей схемы для снижения сопряжения цепи.

Совет 3: Помехи электромагнитного излучения автомобиля должны быть запрещены.

• Защита R-C-D сети должна быть реализована.
• Эффективные меры запрета переходных процессов должны быть сделаны в источнике помех, что не только снижает электромагнитное излучение емкостной нагрузки, но защищает и контролирует контактные точки емкостной нагрузки.
• Металлический экран должен быть применен.

Любые помехи на поле могут быть запрещены методами экранирования.

• В пределах приемной частоты мобильных коммуникаций, алюминий обычно выбирается для электромагнитного экранирования. Из-за высокочастотного кожного эффекта, электромагнитный экран не должен быть слишком толстым.
• Бесконтактный двигатель или система зажигания без распределителя могут быть применены для устранения источника помех и снижения электромагнитного излучения.

Совет 4: Экранирование должно быть предпринято.

Экранирование играет эффективную роль в остановке электромагнитных помех. Обычно материалы с высокой проводимостью выбираются как экран. Это было засвидетельствовано, что отличная производительность экранирования высокочастотного поля зависит от материалов с высокой проводимостью, таких как сталь или алюминий, в то время как производительность экранирования низкочастотного поля зависит от материалов с высокой магнитной проводимостью, таких как магнитная сталь, железо и бериллиевый сплав. Приборы, склонные генерировать искру или электрическую дугу, должны быть экранированы металлическим экраном, чтобы негативный эффект мог быть устранен электромагнитной совместимости (ЭМС).

Совет 5: Фильтрация также эффективный метод контроля EMI.

Фильтр рассматривается как наиболее распространенный метод победы над EMI, и он способен сопротивляться EMI, который прямо входит через цепной путь. Резюмируется, что увеличение амплитуды сигнала является решающим методом анти-EMI. Когда речь идет о слабых датчиковых сигналах, схема может быть усилена с увеличенной амплитудой, что драматически снизит EMI.

EMI на автомобильной схеме имеет много плохих эффектов на автомобильные электронные компоненты. Он не только сокращает срок службы автомобиля, но также разрушает безопасность вождения людей. В результате, многочисленные предупредительные меры могут быть сделаны для минимизации влияния EMI на автомобильные электронные компоненты с обеспечением автомобильной безопасности и надежности вождения.

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

Полезные ресурсы:
• Методы трассировки высокоскоростных печатных плат для снижения влияния EMI
• Свойства и соображения проектирования автомобильных печатных плат
• 5 проверенных способов оценить надежность производителей автомобильных печатных плат
• Исследование надежности пайки SMT на основе цепного модуля в автомобильной электронной индустрии
• Полнофункциональный сервис производства печатных плат от PCBCart — множество ценностных опций
• Продвинутый сервис монтажа печатных плат от PCBCart — от 1 штуки