攻克汽车电路EMI：5大专家设计技巧
电气产品天生伴随EMI(电磁干扰)。多功能电子产品满足多元期望，也引发一系列EMI问题，直接威胁人体健康与环境安全。汽车EMI问题尤为突出：影响车外无线电设备性能，干扰车内电子设备。因此，深入理解EMI并聚焦汽车电路设计预防技巧势在必行。
汽车电路EMI分析
EMI普遍存在于电子产品、器件、系统间。成因繁多但核心只有一个：静电放电(ESD)干扰。导致电路受静电干扰的因素有二：电路分布参数设计不合理、环境因素降低电路稳定性。
汽车承受EMI主要源自车载电气设备。传播方式含传导和辐射；干扰源含电路网络干扰、静电放电干扰、电磁辐射干扰等。
- 电路网络干扰：源自车内电气设备产生的干扰脉冲信号，以电磁波模式在网络传播，阻碍环境无线接收设备正常工作。
- 电磁辐射干扰：电路通断瞬间突变(脉冲)引起，尤在感性/容性载体上，通断瞬间产生高压致辐射频率极高。此类干扰不仅影响车载接收设备，还不同程度损坏车载电气设备。
车载各类电子控制单元(ECU)需稳定供电才能正常工作，电源系统电压波动即导致电子模块无法正常运行。
汽车电路设计5大技巧
为防车辆因EMI异常，采取预防措施抑制/减少EMI，保障汽车及电子设备平稳运行。
技巧1：降低电磁传导干扰
具体措施：
- 最小化各电路回路有效面积；
- 变压器漏感引起EMI时实施磁屏蔽，并最小化各回路面积；
- 严重EMI电路采用双线传输信号降低EMI。
技巧2：抑制汽车电路网络干扰
- 缩短车载电气设备连接导线，严禁平行或靠近布线；
- 合理导线走线在抑制网络干扰中起关键作用；
- 增大电源滤波电容、添加RC去耦电路降低电路耦合。
技巧3：抑制汽车电磁辐射干扰
- 实施R-C-D网络保护；
- 干扰源端实施有效瞬态抑制措施，既降低容性负载辐射，又保护控制容性负载触点；
- 应用金属屏蔽。
现场任何干扰均可通过屏蔽法抑制。
- 移动通信接收频段内通常选铝作电磁屏蔽。高频趋肤效应下屏蔽层无需过厚；
- 采用无触点发动机或无分电器点火系统消除干扰源、降低电磁辐射。
技巧4：实施屏蔽
屏蔽有效抑制电磁干扰。通常选高导电材料作屏蔽层。实证：高频场屏蔽性能优异依赖高导电材料(钢、铝)；低频场屏蔽依赖高磁导材料(磁钢、铁、铍合金)。易产生火花/电弧的设备应加金属屏蔽，消除EMC(电磁兼容)负面影响。
技巧5：滤波也是高效EMI控制手段
滤波器是对抗EMI最常用方法，能抵抗直接经电路路径进入的EMI。增大信号幅度是抗EMI关键。弱传感器信号经放大增大幅度，可大幅降低EMI。
汽车电路EMI对车载电子元件危害大：缩短车辆寿命、破坏行车安全。因此需采取多重预防措施最小化EMI影响，保障车辆运行安全可靠。
本文由PCBCart编辑Dora Yang撰写，原刊于《Elektronik Industrie Magazine》2017年第11期第74-76页。
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