快捷搜索:

车载设备的电磁兼容设计方案

跟着科学技巧的赓续成长,电子设备的数量及利用徐徐增多,结果必将造成电磁滋扰越来越严重。

在日趋恶劣的电磁情况中,如若不采取恰当的电磁樊篱步伐,会导致设备之间的电磁滋扰日益严重,电子设备的机能下降,甚者会危及到信息的安然。为了包管电子设备在繁杂的电磁情况中既不滋扰其他设备,而又不受其他设备滋扰的影响而能正常事情,这就要求在设备研制的初期阶段必须从布局、技巧等方面进行严格的电磁兼容设计。

1   电磁兼容设计的基础要求

电磁兼容性是电子设备的主要机能之一,在进行设备功能设计的同时,还应进行电磁兼容设计。

电磁兼容设计的目的是使所设计的设备在繁杂电磁情况中实现电磁兼容,是以在进行电磁兼容设计时应满意以下要求: 首先明确设备所满意的电磁兼容指标,然后确定设备的敏感器件、滋扰源及滋扰道路,有针对性地采取步伐,着末经由过程试验懂得设备是否达到了电磁兼容指标要求。

2   电磁兼容设计所采取的措施

对付通信车而言,平日其所装载的设备量很多,包括配电设备、通信设备及终端设备等,各设备间很轻易形成电磁滋扰,进而影响通信质量,是以设备在进行电磁兼容设计时要从3 要素( 滋扰源、耦合道路和敏感设备) 启程,采取各类有效手段,抑制滋扰源,打消或减弱滋扰耦合,增添敏感设备的抗滋扰能力。

以某车载电子设备为例,由数字电流表、数字电压表、转换开关断路器、节制保护单元、互感器打仗器等单元及元器件组成,此中数字电流表、数字电压表、转换开关、断路器部署于前面板上,节制保护单元、互感器、打仗器等单元及元器件放在机箱内部。此设备要满意GJB151A- 97 有关的电磁兼容指标要求,在布局设计等方面采取的主要步伐有: 仪表窗口的樊篱; 机箱裂缝的樊篱; 各单元合理结构及其樊篱; 电缆敷设以及电源线滤波等。

2.1   仪表窗口的樊篱

仪表窗口对设备来说是对照大年夜的透露口,必须采取有效的步伐将其樊篱,为此采纳加装丝网樊篱玻璃的措施对数字电流表、数字电压表进行外部樊篱。丝网樊篱玻璃是由一种低阻抗的金属丝网经由过程特殊工艺夹在两层玻璃之间制成,丝网筛孔的密度抉择其主要的樊篱效能。如图1 所示,因为玻璃周边预留了10~ 20 mm 金属丝网毛边,经由过程螺装金属外框将它牢牢压在机箱上,从而得到继续的导电外面,以达到削减电磁泄露的目的。

图1  仪表窗口的樊篱

2.2   机箱裂缝的樊篱

影响樊篱完备性的主要身分是樊篱体上的接缝。此车载电子设备的框架是采纳铝板折弯后对焊而成,焊缝平滑继续,属于永远性接缝,这种接缝处的射频电阻险些与金属板本身的射频电阻相同,从而包管了樊篱体接合处的电气继续性。对付可拆式接缝,如机箱、盖板接合处,每每采纳螺钉紧固要领,因为螺钉的间距不宜太小,接合外面的不平整以及盖板材料的翘曲变形等缘故原由,使接合面处弗成避免地孕育发生了裂缝,低落了机箱的樊篱效能,为此采取了2 种措施来办理此问题: 增添裂缝深度,为了增添裂缝深度,机箱的弯边宽度取15 mm,重叠尺寸越大年夜,樊篱效能越好; 减小裂缝长度,因为钣金机箱很难做到接合面处的高精度,为了增补此缺陷,采纳了经济、实用的措施,在接合面处粘贴带背胶的铍青铜簧片,因为簧片具有必然的弹性,装置后簧片变形,打仗面孕育发生必然的压力,使接合面具有了必然的电气继续性。

2.3   机箱内部各单元结构及其樊篱

合理部署设备内各单元及元器件的位置,可以做到既经济又实用地减小滋扰程度。首先必须明确滋扰源和受感器,在本设备中滋扰源是节制保护器,敏感设备是数字电流表和电压表,为了避免二者紧邻,把它们分手放置于机箱的后部和前部,用空间间隔减弱彼此的电磁滋扰。为了达到更有效的樊篱效果,又在电流、电压表的表体外围罩有樊篱盒,表头紧贴前面板的樊篱玻璃,玻璃的丝网毛边经由过程螺装金属外框将它和机箱、樊篱盒联成一体,从而使表体完全处于电气继续的金属罩中( 如图1 所示) ,而电流、电压表引线则由装在樊篱盒上的穿心电容引入,这样使引线所感应的滋扰旌旗灯号被旁路接地。同样节制保护器也用樊篱盒对其进行了樊篱,进一步减小了它对外的辐射能量,从而得到较好的樊篱效果。

2.4   电缆选用及敷设

由于电缆是高效的电磁波接管和辐射天线,也是滋扰传导的优越通道,绝大年夜多半设备的电磁兼容问题是电缆造成的,办理电缆问题的主要措施之一是对电缆进行樊篱,以是此设备拔取了樊篱层质量好( 低阻抗) 的电缆,并且包管电缆樊篱层与机箱360..低阻抗搭接,使樊篱层与机箱构成一个完备的樊篱体,这样在必然程度上能够办理电缆辐射的问题。与此同时,在电装布线时,要求电源配电线路与其它种种线路维持150mm 间隔,敏感电路和滋扰电路各自零丁敷设,不能交叉重叠,且加大年夜线束的间距,避免线缆间的耦合。

2.5  电源线滤波

为了抑制电源输入端高频滋扰旌旗灯号对本系统的影响,加装了EMC 电源线滤波器。滤波器不合于其他电子元器件,它的机能与其安装要领有很大年夜关系,以是在滤波器的安装要领上采取了一系列步伐。如图2 所示,首先滤波器输入与输出线要阔别,以避免因为两端耦合而导致高频滤波效果变差等征象孕育发生; 其次滤波器外壳与机箱低阻抗打仗,同时要减短电源端口到滤波器的连线,当电流进入机箱后,先流经滤波器进行滤波,然后再到其他各单元; 着末电源端口与滤波器之间连线也要进行樊篱,这样外界的电磁滋扰不能沿电源线进入设备,机箱内的电磁滋扰也无法传出机箱,造成滋扰发射超标。

图2   电源滤波器安装要领

2.6   接地

接地是电子设备的一个很紧张的问题,它可以使全部电路系统中所有单元电路的地之间没有电位差,包管设备能稳定地事情。

此车载设备的后面板上安装有接地柱,即机壳地。机壳地可以使因为静电感应而积累在机壳上的大年夜量电荷经由过程大年夜地泄放,避免因为静电放电时孕育发生的大年夜电流流进设备的电路对其造成滋扰和迫害,合理的接地点对付全部机箱的樊篱效能十分紧张。

3   测试结果及完善步伐

此车载设备在采取了以上电磁兼容步伐后,按GJB151A- 97 有关的电磁兼容指标要求进行测试,发明除了RE102 试验项目超标外,另外各项指标均合格。

对RE102 试验项目进行察看,发明测试结果图的超标点为24 MHz、36 MHz 两点,而这两点分手是12 MHz 频率点的二三次谐波。为了找到这一频率点的元器件,对机箱内各单元进行了阐发,发明节制保护单元中有一个12MHz 晶振,因为晶振属于高噪声元器件,能够孕育发生较强的辐射,从而使其周边充溢着近场辐射场。假如辐射场内有器件或走线,晶振及其谐波旌旗灯号将耦合到器件或走线上而辐射出去;再者又发明节制保护单元的PCB 板未采取就近接地步伐,只是经由过程一根长引线和机壳地相连,造成旌旗灯号的环路面积增大年夜,孕育发生了很强的辐射,以是对节制保护单元采取步伐应该是行之有效的。首先对晶振进行樊篱且樊篱体就近接地,弱化辐射发射强度; 然后节制保护单元的PCB 板同样采取就近接地步伐,并且在樊篱盒出口处的旌旗灯号线上安装一个铁氧体磁环,可以将不必要的高频滋扰抑制掉落。经由过程采取以上步伐后,RE102 试验指标合格,如图3 所示。

图3  测试结果图

4   停止语

由上所述可以看出,电磁兼容是一门实践性很强的综合性学科,无论是布局设计,照样印制板设计,都必要采取行之有效的措施。该车载设备在采取了以上各类有效步伐后,终于达到了更为抱负的电磁兼容效果。

滥觞:互联网

您可能还会对下面的文章感兴趣: