12.汽车 EMI 屏蔽：使用适当的 EMI 抑制方法控制汽车电子辐射和敏感性，第一部分

随着技术的进步，在汽车中安装大量电气和电子系统的需求急剧增加。仅举几例，这些系统包括控制区域网络 (CAN)、安全系统、通信、移动媒体、信息娱乐系统，包括无线耳机、直流电机和控制器。由于汽车设计涉及的尺寸和重量限制，这些系统的物理尺寸大大减小。这些系统可能很小，但这并不一定意味着它们的电磁辐射也很小。

随着电子系统变得越来越复杂，布线系统成为制造过程中的主要成本。事实证明，它们也是一个主要的失败点。当前的趋势是使尽可能多的系统无线化，通过消除布线来降低制造成本并提高系统的可靠性。

将大量电气和电子系统放置在一个非常狭窄的空间中会产生防止这些系统的电磁干扰 (EMI) 通过辐射和传导发射(有时称为串扰)相互干扰的问题。如果控制不当，干扰会导致各个系统出现故障，甚至失效。随着大多数系统现在完全电子化，控制 EMI 的需求比以往任何时候都更加重要。

本文讨论了汽车上的各种电子系统，并解决了通过 EMI 屏蔽和铁氧体解决方案相互控制和抑制其 EMI 潜力的需求。

什么是电磁干扰?

EMI 是一个过程，通过该过程，破坏性电磁能量通过辐射或传导路径或两者从一个电子设备传输到另一个电子设备。在汽车电子系统中，EMI 会对内部集成电路的性能以及附近的其他电子元件的性能产生不利影响。

大多数 EMI 噪声都有根本原因。在数字系统中，会生成时钟脉冲来操作逻辑。随着这些时钟脉冲的发展(通常为方波)，它们具有给定的上升时间。随着上升时间变短，上升时间倾向于在前沿产生宽带能量脉冲。这通常称为过冲和振铃。过冲和振铃中存在的能量是产生其他更高频率(称为谐波)的基础。这些更高的频率是时钟频率的倍数。奇数和偶数倍数(谐波)都存在。在大多数情况下，奇次谐波(在所需或基本时钟频率的 3、5、7 和 9 倍等处观察到)会产生大部分 EMI 噪声问题。然而，偶数谐波确实存在，绝不能忽视。

另一个 EMI 问题涉及故意发射器，例如移动电话、蓝牙设备，甚至商业广播信号。当车辆靠近发射天线时，这些外部源的 EMI 会干扰车辆的电子系统。总之，新的汽车电磁环境是一个非常复杂的环境，涉及很多内外部因素。

车辆内部的 EMI 源和潜在受体

EMI 问题可以表现为简单的麻烦，例如无线电中的静电。或者它们可能会造成危险的问题，例如车辆失去控制。必须特别注意“关键任务”系统;尤其是那些涉及车辆控制和安全的。其中一些内部系统包括：

· 防撞雷达

· 控制台应用程序

· 导航-无线电组合

· 动力转向模块

· 信息娱乐主机

· 安全气囊充气机

· ECU等模块连接器

· 胎压监测

· CAN总线

· 直流电机

· 点火系统

· 发动机控制模块

· 电子制动系统

· 燃油控制系统

· 自适应巡航控制

车辆外部的 EMI 源

· 汽车和其他运输电子产品可能会受到恶劣的外部 EMI 环境的影响。当然，不可能控制来自外部源的辐射，因为 EMI 可能由电源瞬变、射频干扰、静电放电以及电源线电场和磁场产生。

· 因此，设计人员必须提供对这些威胁的免疫力。包括滤波、接地和屏蔽在内的适当 EMI 设计至关重要。如果在设计过程的开始阶段没有考虑 EMI，那么以后处理它会变得更加困难和昂贵。EMI 的一些外部来源包括：

· · 车库门开启器

· 远程进入

· 手机

· 蓝牙设备

· 带 Wi-Fi 的 MP3 播放器

· 带 Wi-Fi 的游戏系统

· 第三方导航

· 大功率发射器，例如电视和无线电塔

由于运输车辆几乎可以去任何地方，因此必须假设最坏的情况。此外，车载电子设备的设计必须以尽可能低的成本实现极高的可靠性。所有这些问题都必须通过最佳的电磁兼容性 (EMC) 设计和正确的 EMI 屏蔽材料选择来克服。