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2011-08-27 16:20:51
中心议题： 解决汽车电子车载设备EMC问题的思考方法和设计流程解决方案： 进行设计需要从发射和抗扰度两个方面出发 在遵守EMC相关法令和汽车厂商所要求的指标的同时，使终端用户感到满意 对于设计技术人员而言，重要的是将EMC设计视为产品的基本功能之一
汽车电子化的进展迅速，已经进入了使用电子技术实现高端功能的时代。与此同时，在设计阶段便考虑电磁环境的做法也愈发重要。汽车整体和开发的全部工序都需要在充分意识到EMC（Electro-magnetic Compatibility）的体系中实施。也就是说，EMC设计框架已经是不可或缺的机制。
这一机制包括了设计技术、EMC对策、系统开发、交流等产品化所需要的技术和体制。如果能够按照生产一线的实际情况对这些进行恰当的整理，那么就可以灵活应对人们对于汽车的需求变化。
在这里，笔者将以汽车导航系统（车载导航仪）设计一线的经验为依据，从汽车部件厂商的角度出发，介绍对车载设备EMC的思考方法、以及设计流程的一部分。
电磁辐射强度随着车载导航仪的高性能而增大
首先介绍车载导航仪的多功能化和高速化。众所周知，车载导航仪的出发点是导航，然后才是通过DSRC（Dedicated Short Range Communications ）、电视、移动网络等通信手段与车外相连接。现在，车载导航仪已不再是单纯的指路工具，而是发展成为了能够借助各类供应商进行多种内容交换的双向交流装置。为了向驾驶员提供安全、放
2 和C3、C4是共模干扰信号抑制电路器件，在输入功率较大的电路中，L2 一般要用两个，甚至三个，其中一个多为环形磁心电感。
根据上面分析，产生电磁干扰的原因主要是i1 流过的主要回路，这个回路主要由电容器C5、变压器T1初级和电源开关管V1组成，根据电磁感应原理，这个回路产生的感应电动势为：
式中e为感应电动势， 为磁通量，S 电流回路的面积，B为磁感应密度，其值与电流强度成正比，dt/dy为磁通变化率。由此可见，感应电动势与电流回路的面积成正比。因此要减少电磁干扰，首先是要设法减小电流回路的面积，特别是i1 电流流过的回路面积。另外，为了减少变压器漏感对周围电路产生电磁感应的影响，一方面要求变压器的漏感要做得小，另一方面一定要在变压器的外围包一层薄铜皮，以构成一个低阻抗短路线圈，把漏感产生的感应能量通过涡流损耗掉。
对辐射干扰信号的抑制
电磁辐射干扰也是通过电磁感应的方式，由带电体或电流回路及磁感应回路对外产生电磁辐射的。任何一根导体都可以看成是一根电磁感应天线，任何一个电流回路都可以看成是一个环形天线，电感线圈和变压器漏感也是电磁感应辐射的重要器件。要想完全抑制电磁辐射是不可能的，但通过对电路进行合理设计，或者采取部分屏蔽措施，可以大大减轻电磁干扰的辐射。例如，尽量缩短电路引线的长度和减小电流回路的面积，是减小电磁辐射的有效方法；正确使用储能滤波电容，把储能滤波电容尽量近地安装在有源器件电源引线的两端，每个有源器件独立供电，或单独用一个储能滤波电容供电（充满电的电容可以看成是一个独立电源），防止各电路中的有源器件（放大器）通过电源线和地线产生串扰；把电源引线的地和信号源的地严格分开，或对信号引线采取双线并行对中交叉的方法，让干扰信号互相抵消，也是一种减小电磁辐射的有效方法；利用散热片也可以对电磁干扰进行局部屏蔽，对信号引线还可以采取双地线并行屏蔽的方法，让信号线夹在两条平行地线的中间，这相当于双回路，干扰信号也会互相抵消，屏蔽效果非常显著；机器或敏感器件采用金属外壳是最好的屏蔽电磁干扰方法，但非金属外壳也可以喷涂导电材料（如石墨）进行电磁干扰屏蔽。
对高压的静电的消除
图1 中，如果输出电压高于1000V，必须考虑静电消除。虽然大多数的开关电源都采取变压器进行冷热地隔离，由于热地，也叫初级地，通过电网可构成回路，当人体触到初级地的时候会触电，所以人们都把初级地叫做热地，表示不能触摸的意思。而冷地也叫次级地，尽管电压很高，但它与大地不构成回路，当人体接触到次级地的时候不会触电，因此，人们都把次级地叫做冷地，表示可以触摸的意思。但不管是冷地或者是热地，其对大地的电位差都不可能是零，即还是会带电。如彩色电视机中的开关电源，热地对大地的电位差大约有400VP-P（峰峰值），冷地对大地的电位差大约有1500VP-P（峰峰值）。
热地带电大家比较好理解，而冷地带电一般人是难以理解的。那么冷地带电这个电压是怎样产生的呢？这个电压是由变压器次级产生的，虽然变压器次级的一端与冷地连接，但真正的零电位是在变压器次级线圈的中心，或整流输出滤波电容器介质的中间。这一点我们称为电源的浮地，即它为零电位，但又不与大地相连。由此可知冷地带电的电压正好等于输出电压的一半，如电视机显像管的高压阳极需要大约3 万伏的高压，真正的零电位是在高压滤波电容（显
磁珠的特性需求可以归结为以下几点，如图1所示。
图1：铁氧体磁珠的特性需求
图2显示了市场上铁氧体磁珠的直流电阻和阻值抗分布（目录规格）。图中粗箭头表明了今后铁氧体磁珠将会追求低直流电阻和高阻抗值的特性。
以前的0402型片状铁氧体磁珠BLM15AG系列的规格（图中●所示），与至今为止的片状铁氧体磁珠（图中◆所示）相比虽然已分布在表格的下方，这次的BLM15AX系列则实现了业界最低电阻规格（见图中○）。
图2：片状铁氧体磁珠的规格分布
面向西部电子行业高可靠性设计需求
电路保护与电磁兼容技术成为2011西部电子论坛热点
