分析车载电子设备电磁干扰的影响

摘要：车辆中电器设备运行的过程中产生的电磁干扰会对其他车载电子设备造成重要的影响，根据这个问题，本文通过对车载电子设备的分类及常见的干扰源和受干扰源的分析，针对不同车载电子设备的特点提出了降低电磁干扰的措施，以期提升車载电子设备的抗干扰性和系统的稳定性。

关键词：车载电子设备；电磁干扰；影响

1、车载电子设备分类

根据电磁干扰分析，车载电子设备包括电磁干扰源设备和受干扰设备。电磁干扰源设备在工作的过程中会产生电磁干扰，影响受干扰设备的正常运行，而受干扰设备产生的电磁干扰不太明显，本文所说的抗干扰措施是针对受干扰设备来讲的。采用抗干扰措施可以使受干扰设备工作的稳定性和车辆整体的稳定性得到提升。如电磁式转速传感器会在工作中产生相应的波形，利用计时器对一定时间段内的电压波形图计数，用车轮转动直径换算得出车轮的转速。当受到电磁干扰影响时，电磁传感器测量输出的电压波形会发生如峰值过高、信号紊乱等变化，导致转速传感器输出的转速信号产生较大的误差，进一步影响其他系统的工作。

2、常见的干扰源和受干扰源

2.1常见的干扰源

2.1.1发动机点火系统

本文所讲的主要是汽油机，汽油机在运行中需要运用高压电把可燃气体点燃。因为气体点燃的过程是一个能耗的过程，所有高压点火系统需要足够的能量击穿气体，另外点火的时间决定了短时间内需要足够能量，所以只能采用提升点火电压的方式使点火能量提高，一般采用高压点火方式时点火的电压可以达到25千伏以上，是点火系统次级绕组中的电压；另外点火系统绕组也有较高的电压，当点火脉冲到来，初级绕组可以产生的电压甚至高于300V。根据电磁感应原理得出，如果初级和次级绕组中高电压不变，点火系统就不会产生大的电磁干扰。但根据点火系统的工作原理得出，点可燃气体的时间比较短，在这时间之外初级和次级绕组电压值基本稳定，但点火的瞬间这些电压值会迅速上升然后下降，这种频繁的变化将在周围空间产生巨大的电磁场，会干扰到其他的电子设备。

2.1.2电机

电机工作的过程中电压产生变化时会有强烈的电磁干扰，当前汽车上采用的电机越来越多，如电动玻璃驱动电机、雨刮驱动电机等。电机属于感性负载，电机的电源切断会在周围空间产生比较强的电磁场，进而干扰其他电磁设备。如雨刮驱动电机，雨刮是由多档位控制的，一般情况雨刮的工作是非连续性的，使驱动电机常处于“启动—停止—启动”的状态下，这种情况下会产生比较强烈的电磁干扰。

2.1.3各类开关

在汽车上采用了许多开关控制各种电器设备，这些开关在接通和断开时都会造成电磁干扰，如在开启和关闭车辆的照明系统时会在周围产生一定的电磁干扰。

2.2常见的受干扰源

2.2.1各类传感器

现代汽车电子控制技术来自传感器技术的发展，ECU处理器通过对各种传感器数据的采集，进而控制车辆各部分的运行状况，典型的车载传感器有温度传感器、压力传感器、转速传感器、轮速传感器等，这些传感器的电压都较低，一般只有5V，工作时的电流也比较小。当周围的空气中产生电磁干扰时，这些传感器中测量的输出信号会发生变化，进而不能真实的反映测量的物理量的真实值。

2.2.2信号传输线

车载传感器一般在车辆各个位置布置，如车载空调的温度传感器一般设置在车辆的前保险杠位置，车载倒车雷达系统的超声波传感器一般在车辆的后保险杠布置，需要把这些传感器的信号传输到车载ECU中，而一般车载ECU只有一个，并且在发动机舱布置，所以需要采用大量线缆连接车载ECU和传感器。传感器输出的信号电压较低，经过长距离的传输容易受到电磁干扰，主要是电磁干扰利用电磁效应在传输线缆上产生额外电压，这些额外电压和信号原始电压叠加，使ECU收到的信号不是传感器输出的原始信号。

2.2.3车载ECU

车载ECU主要是控制车辆的电子设备的工作，一般会安装在发动机舱之内，离雨刮系统、点火系统较近。因为车载ECU工作频率较高，工作时的电压比较低，因此电磁干扰很容易对ECU产生影响，导致其程序发生紊乱，而使电子设备工作失灵，甚至使车辆失控。

2.2.4图像相关设备

现代汽车逐渐倾向于采用图像相关设备增加车辆的舒适性和安全性，如可视倒车雷达系统、车载影像系统、车载GPS系统、车载视频系统等，这些图像相关设备在工作过程中也会受到相应的电磁干扰，影响到图像的采集、传输、显示等，导致图像失真或完全失效等问题。

3、抗电磁干扰的措施

3.1加装消火电容

在车载电子设备容易产生火花的地方如发电机工作时产生大量火花，加装消火电容。一般采用O.5uF容量的瓷片无极性电容在易产生火花两个节点之间并联，可以使电火花基本消除，减少产生电磁干扰的来源。

3.2金属屏蔽方法

屏蔽方法可以使电磁干扰带来的问题得到有效解决，如在钢铁大桥附近手机的信号较差就是受金属屏蔽的影响。这种方法对信号传输线缆和车载ECU比较适用。针对信号传输线，一般采用带有金属屏蔽层的传输线缆，使金属屏蔽层接地，可以对线缆上传输的弱电压信号起到有效的保护作用，使信号传输更加正确；针对车载ECU，可以采用带盒装包装的固定方法，在密闭的空间安放ECU，起到减少外界干扰的作用。

3.3采用看门狗技术

看门狗技术包括硬件和软件看门狗方法，这两种方法原理相似。当电磁干扰对正常工作中的设备造成较大影响时，这些设备的工作状态会和正常的状态有一定的差别。通过对比，在工作状态变化较大的情况下利用看门狗方法复位系统工作程序，控制相关设备正常的工作，使电磁干扰带来的影响降低。

3.4使用CAN总线技术

CAN总线技术是博世公司对车载环境数据通讯提出的数据通讯技术，现在被广泛的应用在汽车行业。CAN总线运用一对双绞线作为信号高和低来传输信号，因为两根线互相缠绕，两条线都会受到干扰，但两条线之间的信号电压差基本不变，使传输信号不易受电磁干扰，稳定性能良好；另外CAN总线技术可以使车载环境下对线束的使用量减少，进而减少了电磁干扰的影响。

4、结语

综上，汽车采用大量的电子设备会带来电磁干扰问题，车载电器引起的电磁干扰对那些电压低、功耗小的用电设备造成巨大的干扰，还会对车辆周围造成电磁污染。所以应该根据车载环境的特点，提出减少电磁干扰的方法，使其对车载电子设备的影响得以减少。

参考文献：

[1]周振.汽车电子设备的电磁兼容性探析[J].时代农机，2017（10）.

[2]郭杰.电磁环境对电子设备的影响分析[J].电子测试，2017（17）：116.

[3]吕爱红.电磁干扰对车载电子设备的影响分析[J].汽车实用技术，2011（z1）：62-65.

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