5 Tipps für das Design von Automobilschaltkreisen zur Bekämpfung von EMI

Elektrische Produkte werden mit EMI (Electro-Magnetic Interference) geboren. Multifunktionale elektronische Produkte erfüllen die unterschiedlichen Erwartungen der Menschen, was auch zur Entstehung einer Reihe von EMI-Problemen führt, die die Gesundheit und Umweltsicherheit der Menschen direkt bedrohen. Die Auswirkungen von EMI auf Automobile sind so ausgeprägt, dass sie die Leistung externer Funkgeräte beeinflussen und bis zu einem gewissen Grad Interferenzen mit elektronischen Geräten in Fahrzeugen verursachen. Daher ist es für uns sehr wichtig, EMI zu verstehen und uns auf einige Tipps für das Design von Automobilschaltkreisen als vorbeugende Maßnahmen zu konzentrieren.

Analyse von EMI in Automobilschaltkreisen

EMI-Probleme treten normalerweise in elektronischen Produkten auf. Es ist überall in elektronischen Produkten zu sehen, zwischen elektronischen Geräten, Komponenten und Systemen. EMI resultiert aus so vielen Gründen, von denen es nur einen Kern gibt, nämlich Störungen durch elektrostatische Entladung (ESD). Elemente, die dazu führen, dass elektronische Schaltungen durch statische Elektrizität gestört werden, treten in zweierlei Hinsicht auf:unvernünftig gestaltete Verteilungsparameter in elektronischen Schaltungen und Umgebungselemente, die die Stabilität von Schaltungen verringern und schließlich Störungen verursachen.

Die EMI-Beständigkeit von Automobilen stammt hauptsächlich von elektrischen Geräten in Autos. Seine Übertragungsmodi beinhalten Leitung und Strahlung, während Interferenzquellen Schaltungsnetzwerkinterferenz, elektrostatische Entladungsinterferenz und elektromagnetische Strahlungsinterferenz usw. umfassen.

• Interferenzen im Stromkreisnetz stammen hauptsächlich von elektrischen Geräten in Fahrzeugen. Diese Geräte erzeugen Interferenzimpulssignale, die dann in einem Modus elektromagnetischer Wellen im Netzwerk übertragen werden und den normalen Betrieb von Umgebungsfunkempfangsgeräten stoppen.
• Elektromagnetische Strahlungsinterferenz bezieht sich auf die Interferenz, die aus einer plötzlichen Änderung (Puls) resultiert verursacht, wenn der Stromkreis ein- oder ausgeschaltet wird. Dies tritt insbesondere bei induktiven und kapazitiven Trägern auf, wenn im transienten Moment des Ein- und Ausschaltens eine plötzlich hohe Spannung erzeugt wird, was dazu führt, dass die Strahlungsfrequenz ebenfalls hoch ist. Diese Art von Interferenz wirkt sich nicht nur auf bordeigene Strahlungsempfangsgeräte aus, sondern beschädigt auch elektrische Fahrzeuggeräte in unterschiedlichem Maße.

Alle Arten von elektronischen Steuergeräten, die von Fahrzeugen verwendet werden, funktionieren normalerweise nicht, wenn keine stabile Stromversorgung vorhanden ist. Sobald im Stromversorgungssystem eine Spannungsschwankung auftritt, können elektronische Module nicht im Normalzustand arbeiten.

Tipps zum Design von Automobilschaltungen

Tipps zum Design von AutomobilschaltkreisenUm zu verhindern, dass Fahrzeuge aufgrund von EMI Anomalien erleiden, sollten einige vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden, um EMI zu verhindern oder zu reduzieren, damit Automobile und elektronische Automobilgeräte reibungslos funktionieren.

Tipp 1:Elektromagnetische Leitungsstörungen sollten reduziert werden.

Detaillierte Maßnahmen im automobilen Schaltungsdesign lassen sich wie folgt zusammenfassen:

• Die effektive Fläche jeder Schaltungsschleife sollte minimiert werden.
• Wenn es um EMI geht, die sich aus der Streuinduktivität am Transformator ergibt, muss eine magnetische Abschirmung am Transformator implementiert werden. Darüber hinaus sollte die effektive Fläche jeder Schleife minimiert werden.
• Bei Schaltkreisen, die unter ernsthafter EMI leiden, können doppelte Leitungen zur Signalübertragung verwendet werden, um EMI zu reduzieren.

Tipp 2:Interferenzen mit Kfz-Schaltkreisen sollten verboten werden.

• Kabel, die elektrische Fahrzeuggeräte verbinden, sollten gekürzt werden und sollten NICHT parallel oder nahe beieinander liegen.
• Eine vernünftige Kabelführung spielt eine wesentliche Rolle beim Verhindern von Interferenzen im Schaltkreisnetzwerk.
• Die Leistungsfilterkapazität sollte vergrößert werden RC-Entkopplungsschaltung hinzugefügt, um die Schaltungskopplung zu reduzieren.

Tipp 3:Störungen durch elektromagnetische Strahlung von Fahrzeugen sollten verboten werden.

• R-C-D-Netzwerkschutz sollte implementiert werden.
• An der Störquelle sollten wirksame Transientenschutzmaßnahmen getroffen werden, die nicht nur die elektromagnetische Strahlung der kapazitiven Belastung reduzieren, sondern auch die Kontaktpunkte der kapazitiven Belastung schützen und kontrollieren.
• Metall Schutzschild angebracht werden.

Jegliche Beeinflussung des Feldes kann durch Abschirmungsmethoden verhindert werden.

• Innerhalb der Empfangsfrequenz des Mobilfunks wird üblicherweise Aluminium zur elektromagnetischen Abschirmung gewählt. Aufgrund des hochfrequenten Skin-Effekts muss die elektromagnetische Abschirmung nicht zu dick sein.
• Kontaktloses Motor- oder verteilerloses Zündsystem kann angewendet werden, um Störquellen zu eliminieren und elektromagnetische Strahlung zu reduzieren.

Tipp 4:Es sollte eine Abschirmung vorgenommen werden.

Die Abschirmung trägt wirksam dazu bei, elektromagnetische Störungen zu stoppen. Üblicherweise werden als Abschirmung Materialien mit hoher Leitfähigkeit gewählt. Es wurde bezeugt, dass die hervorragende Leistung der Abschirmung von Hochfrequenzfeldern von Materialien mit hoher Leitfähigkeit wie Stahl oder Aluminium abhängt, während die der Abschirmung von Niederfrequenzfeldern von Materialien mit hoher Magnetoleitfähigkeit wie Magnetstahl, Eisen und Berylliumlegierungen abhängt. Geräte, die dazu neigen, Funken oder Lichtbögen zu erzeugen, sollten mit einer Metallabschirmung abgeschirmt werden, damit negative Auswirkungen auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) eliminiert werden können.

Tipp 5:Filtern ist auch eine effiziente Methode zur Kontrolle von EMI.

Filter gelten als die am häufigsten verwendete Methode zur Unterdrückung von EMI und sind in der Lage, EMI zu widerstehen, die direkt durch den Schaltungspfad eintreten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Erhöhung der Signalamplitude eine entscheidende Methode zur Bekämpfung von EMI ist. Bei schwachen Sensorsignalen kann die Schaltung mit erhöhter Amplitude verstärkt werden, wodurch EMI drastisch reduziert wird.

EMI auf Automobilschaltkreisen hat viele negative Auswirkungen auf elektronische Komponenten im Automobil. Es verkürzt nicht nur die Lebensdauer von Fahrzeugen, sondern zerstört auch die Fahrsicherheit der Menschen. Infolgedessen können zahlreiche vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden, um den Einfluss von EMI auf elektronische Fahrzeugkomponenten zu minimieren, wobei die Fahrsicherheit und Zuverlässigkeit des Fahrzeugs gewährleistet sind.

Dieser Artikel wurde von Dora Yang, Herausgeberin von PCBCart, verfasst. Artikel ursprünglich veröffentlicht im Elektronik Industrie Magazin, Ausgabe 11, 2017, Seite 74-76.

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