汽车电路设计对抗 EMI 的 5 个技巧

电气产品天生就有 EMI（电磁干扰）。电子产品的多功能性满足了人们不同的期望，这也导致了一系列EMI问题的产生，直接威胁着人们的健康和环境安全。 EMI对汽车的影响如此突出，以至于它会影响外部无线电设备的性能，并在一定程度上对车内的电子设备产生干扰。因此，我们非常有必要了解EMI，并重点关注汽车电路设计的一些技巧作为预防措施。

汽车电路中的 EMI 分析

EMI问题通常发生在电子产品中。它在电子产品中随处可见，在电子设备、组件和系统之间。 EMI产生的原因很多，其中只有一个核心，就是静电放电（ESD）干扰。导致电子线路受到静电干扰的因素主要有两个方面：电子线路分布参数设计不合理和降低线路稳定性的环境因素，最终造成干扰。

汽车的 EMI 耐受性主要来自汽车中的电气设备。其传输方式有传导和辐射，干扰源包括电路网络干扰、静电放电干扰和电磁辐射干扰等。

• 电路网络干扰主要来自车内的电子设备。这些设备产生干扰脉冲信号，然后以电磁波的方式在网络周围传播，使周围的无线电接收设备无法正常运行。
• 电磁辐射干扰是指由突变（脉冲）引起的干扰，即当电路通电或断电时引起。尤其是感性和容性载波在通电和断电的瞬间产生突然的高电压，导致辐射频率也很高。这种干扰不仅会影响车载辐射接收设备，还会不同程度地损坏汽车电器设备。

车辆应用的各种电子控制单元，除非提供稳定的电源，否则无法正常运行。一旦供电系统出现电压波动，电子模块将无法正常工作。

汽车电路设计技巧

汽车电路设计小贴士为了避免车辆因电磁干扰而出现异常，应采取一些预防措施来禁止或降低电磁干扰，使汽车和汽车电子设备能够顺利运行。

技巧一：应减少电磁传导干扰。

汽车电路设计中的具体措施可归纳如下：

• 应尽量减少每个电路回路的有效面积。
• 当涉及变压器漏感引起的EMI时，必须在变压器上实施磁屏蔽。此外，应尽量减少每个回路的有效面积。
• 对于EMI严重的电路，可采用双线传输信号以降低EMI。

提示2：应禁止汽车电路网络干扰。

• 连接汽车电器设备的引线应缩短，不应平行或相互靠近。
• 合理的引线布线对抑制电路网络干扰起着至关重要的作用。
• 电源滤波电容应增大增加RC去耦电路，减少电路耦合。

提示3：应禁止汽车电磁辐射干扰。

• 应实施R-C-D 网络保护。
• 干扰源应采取有效的暂态禁止措施，既减少容性负载的电磁辐射，又保护和控制容性负载的接触点。
• 金属应该应用盾牌。

屏蔽方法可以禁止任何对场的干扰。

• 在移动通信的接收频率范围内，通常选用铝材进行电磁屏蔽。由于高频趋肤效应，电磁屏蔽不必太厚。
• 可采用非接触式发动机或无分电器点火系统，消除干扰源，减少电磁辐射。

提示4：应进行屏蔽。

屏蔽在阻止电磁干扰方面起着有效的作用。通常选择具有高导电性的材料作为屏蔽。实践证明，高频场屏蔽的优良性能依赖于钢、铝等高导率材料，而低频场屏蔽的优良性能依赖于磁钢、铁、铍合金等高导磁率材料。容易产生火花或电弧的器具应使用金属屏蔽罩进行屏蔽，以消除电磁兼容性（EMC）的负面影响。

提示 5：滤波也是控制 EMI 的有效方法。

滤波器被认为是最常用的对抗EMI的方法，它能够抵抗直接通过电路路径进入的EMI。综上所述，增加信号幅度是抗EMI的关键方法。对于微弱的传感器信号，可以通过增加幅度来放大电路，从而大大降低EMI。

汽车电路的EMI对汽车电子元件有很多不良影响。它不仅缩短了汽车的使用寿命，而且破坏了人们的行车安全。因此，可以采取多种预防措施，最大限度地减少EMI对汽车电子元件的影响，确保汽车运行的安全性和可靠性。

本文由 PCBCart 编辑 Dora Yang 撰写。文章最初发表于 Elektronik Industrie Magazine，2017 年第 11 期，第 74-76 页。

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