參考標(biāo)準(zhǔn)：ISO 11452-4:2020 

曾經(jīng)汽車最怕電磁干擾的是收音機(jī)，最大可能釋放電磁干擾的部件是發(fā)動(dòng)機(jī)。但隨著汽車的各種功能的發(fā)展，汽車電子元件越來(lái)越多，現(xiàn)在一輛高端的乘用轎車全車電子元件甚至可以達(dá)到200個(gè)，因此汽車受電磁干擾的影響也越來(lái)越大，產(chǎn)生的電磁干擾也越來(lái)越強(qiáng)。于是汽車的電磁兼容從此被當(dāng)作了非常重要的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。并且隨著汽車電氣化智能化的需求越來(lái)越高，電磁兼容已經(jīng)成為汽車尤其是新能源汽車設(shè)計(jì)生產(chǎn)不可回避的關(guān)鍵問(wèn)題之一：新能源汽車使用電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)車輛，在車輛充電和放電過(guò)程中，大功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件動(dòng)作會(huì)引起高電壓、大電流的突變，從而發(fā)出強(qiáng)烈的電磁干擾。如果電磁輻射過(guò)大，就有可能引起自身或周圍電子設(shè)備的功能失效或誤動(dòng)作，甚至燒毀或擊穿元器件，對(duì)我們的日常生活和車輛的安全行駛造成嚴(yán)重影響；同樣如果車輛自身的抗干擾不足，車輛在行駛過(guò)程中也會(huì)存在極大的安全隱患。

 汽車工業(yè)的快速發(fā)展和汽車市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)極大地促進(jìn)了各類電氣、電子和信息設(shè)備在汽車上的廣泛應(yīng)用，對(duì)于今天的汽車產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用電子技術(shù)的程度已成為提升汽車技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、自動(dòng)變速系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及行駛系統(tǒng)中，對(duì)汽車的安全性、可靠性、舒適性起著決定性作用。

大電流注入(BCI)試驗(yàn)原理

      大電流注入試驗(yàn)：是通過(guò)電流注入探頭直接將干擾信號(hào)感應(yīng)到DUT 試驗(yàn)線束的一種方法，注入探頭是一個(gè)電流互感器，被測(cè)樣品(DUT)的試驗(yàn)線束通過(guò)注入探頭。

1、 電流注入探頭能夠?qū)⒁箢l率范圍內(nèi)的干擾信號(hào)耦合到試驗(yàn)線束，也要能夠承受較大測(cè)試Level 的輸入功率。

2、要考慮注射探頭的測(cè)試電平飽和和DUT電流飽和。

測(cè)試方法及頻率范圍

主要取決于能量轉(zhuǎn)換單元的特性,根據(jù)適用頻率范圍：

BCI的測(cè)試方法頻率范圍為：100kHz至400MHz

TWC的測(cè)試方法頻率范圍為：400MHz至3GHz

測(cè)試需要在屏蔽室內(nèi)執(zhí)行。

干擾信號(hào)調(diào)制圖

1. CW                       

2. 1 kHz sine wave at 80 %

3. PM1 (PM, similar to GSM), with ton = 577 μs and period = 4 600 us:

4. PM2 (PM, similar to Radar), with ton = 3 us and period = 3333 us:

大電流注入(BCI)試驗(yàn)方法

1、替代法：

注入探頭在距DUT連接器（150±50）mm; （450±50）mm; （750±50）mm;這個(gè)距離從探頭的中心/中點(diǎn)測(cè)量

如果在測(cè)試中用到測(cè)量探頭，則測(cè)量探頭放置在距DUT連接器（50±10）mm的位置

2、閉環(huán)法

注入探頭應(yīng)放置在距離DUT連接器(900±10)mm處。從注入探頭的中心/中點(diǎn)測(cè)量到DUT的距離。電流測(cè)量探頭應(yīng)放置在距離DUT連接器(50±10)mm處。

3、管狀波測(cè)試法

使用管狀波耦合器將干擾耦合到測(cè)試線束中。

管狀波耦合器應(yīng)放置在距離被測(cè)件(100±10)mm處，并與接地面隔離。連接射頻信號(hào)發(fā)生器和放大器輸出到靠近DUT的端口上。50 Ω負(fù)載電阻應(yīng)與接地平面絕緣隔離，并放置在最小距離線束200mm的距離處，連接到TWC的第二端口。

大電流注入(BCI)試驗(yàn)干擾原理分析

BCI測(cè)試系統(tǒng)主要由信號(hào)源、功率放大設(shè)備、功率計(jì)、電流耦合鉗及控制軟件組成。根據(jù)電磁理論和原理，電流鉗產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng) ，當(dāng)有導(dǎo)體通過(guò)該感應(yīng)場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，如果該導(dǎo)體具有一個(gè)閉合回路，就會(huì)形成感應(yīng)電流，導(dǎo)體上感應(yīng)電流的大小，除了與感應(yīng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度相關(guān)外，還與導(dǎo)體閉合回路的阻抗相關(guān)，當(dāng)感應(yīng)磁場(chǎng)恒定不變時(shí)，導(dǎo)體閉合回路阻抗越小，形成的感應(yīng)電就越大。對(duì)于BCI試驗(yàn)的解決方案而言，切斷耦合路徑和提高回路阻抗是預(yù)防和解決干擾的重要手段。BCI測(cè)試方法中，其注入方式分為兩種：一種是共模注入方式CBCI，一種是差模注入方式DBCI。

      BCI試驗(yàn)系統(tǒng)的基本組成及校準(zhǔn)原理，如圖4所示。由功放通過(guò)定向耦合器向注入鉗輸出功率，再由校準(zhǔn)裝置進(jìn)行耦合感應(yīng)，校準(zhǔn)裝置端接50Ω負(fù)載，另一端輸出至功率計(jì)，讀取注入功率參數(shù)。

      在共模注入CBCI和差模注入DBCI中，所注入電流的能量和干擾路徑是不同的，兩種試驗(yàn)結(jié)果也會(huì)產(chǎn)生較大差異。如圖7所示，差模注入（DBCI）的特征是噪聲在線束與線束之間形成回路，回流路徑基本是阻抗較低的線束或通路，通常是地線。共模注入（CBCI）的特征是噪聲在線束與地之間形成回路，通過(guò)空間耦合與地形成回路。從上圖中可以看出差模與共模整個(gè)回路是完全不同的，即使是同一被測(cè)樣品，兩種測(cè)試方法，也可能存在不同的試驗(yàn)結(jié)果。

解決思路

上圖8為阻抗分析的簡(jiǎn)易模型，R3為人工電源網(wǎng)絡(luò)，阻抗為ZL3，R2為端口線束對(duì)地電阻，阻抗為ZL2，R1為負(fù)載電阻，阻抗為ZL1，設(shè)定阻抗ZL1 << ZL2、ZL3，在線路中注入交變能量時(shí)，由于ZL1阻抗較小，線路中的交變能量轉(zhuǎn)換為電流流過(guò)R1，由于注入線束與其它線束（線與線、PCB走線與PCB走線）之間存在分布參數(shù)（分布電容、分布電感），當(dāng)注入頻率達(dá)分布電容、分布電感的諧振頻率時(shí)即形成耦合通路。如果要泄放耦合到的交變能量，可以通過(guò)設(shè)定一個(gè)更小的阻抗回路進(jìn)行轉(zhuǎn)移泄放，或者將ZL1的阻抗增大，減小閉合回路中的電流。ZL2為近端泄放路徑的阻抗，ZL3為遠(yuǎn)端泄放路徑的負(fù)載阻抗，C為等效電容，L為等效電感，在不考慮交變能量方向性的情況下，最終注入線束中總阻抗Z即為：

總阻抗Z ＝ （R1//R2//R3）+ j（XL-XC）

根據(jù)上述理論，可在不影響樣機(jī)正常功能的前提下，對(duì)地并聯(lián)一定參數(shù)的電阻或電容，對(duì)噪聲電路進(jìn)行旁路處理，從而降低R1上的感應(yīng)電流，使交變?cè)肼暷芰吭诰徒丝诨亓髦恋兀瑴p小耦合能量，提高電路的抗擾能力。

整改對(duì)策

如下圖9所示，在信號(hào)線輸出端口增加一級(jí)RC吸收電路，目的為噪聲提供一個(gè)低容性回路，將線束上的交變能量就近進(jìn)行泄放，使噪聲電路不再通過(guò)IO電路被注入到MCU形成干擾。

總結(jié)

對(duì)于BCI大電流試驗(yàn)失效的整改，工程師需要了解其干擾機(jī)理，定位其干擾路徑、分析其受擾電路或模塊，才是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。屏蔽、接地、旁路、去耦、阻抗調(diào)整、數(shù)字濾波等都是解決電磁干擾的有效手段。在行業(yè)中，衡量一套電磁兼容解決方案是否優(yōu)秀的標(biāo)準(zhǔn)，即是采最簡(jiǎn)單的電路、最低廉的成本和最有效的測(cè)試結(jié)果，往往整改方案越簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)起來(lái)就越容易，就越容易達(dá)成解決問(wèn)題的目的。

關(guān)于東電汽車電子EMC實(shí)驗(yàn)室

      東電檢測(cè)汽車電子EMC實(shí)驗(yàn)室擁有最高供電電壓1000V、電源100A，滿足主流汽車電子零部件產(chǎn)品（如車載導(dǎo)航、車載影音系統(tǒng)、功放、中控臺(tái)、大燈、空調(diào)控制系統(tǒng)、倒車?yán)走_(dá)、流媒體后視鏡、液晶儀表盤等等）及車企測(cè)試要求。