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傳統車企滿足電磁兼容性(EMC)測試需要符合哪些要求

更新時間:2026-01-13      點擊次數:260


CISPR25是一種標準,它提出了幾種類型的建議限制檢測標準,以評估即將安裝在汽車上的部件形成的輻射傳輸。CISPR除了為制造商提供指導外,大多數制造商也有自己的要求CISPR25填寫指導標準。CISPR25測試的目的是確保安裝在車內的部件不會影響車內他軟件。

CISPR25要求檢測室內電磁噪聲電平必須至少66dB。由于CISPR希望噪聲水平低至18dB(μV/m)因此,需要一個12以下的區域dB(μV/m)環境噪聲電平。作為參考,這可能相當于間隔天線1km一個典型AM電臺廣播場強。

在今天的環境中,實現這一規定的途徑是在一個獨特的房間中進行測試,該房間旨在屏蔽測試環境和外部磁場。此外,由于正常預算必須在一定程度上限制檢測室的大小,因此防止檢測室檢測環境中信號反射的不利影響非常重要。因此,必須在檢測室的墻上放置一些非反射電磁(EM)波的材料(圖1)。檢測室的成本非常昂貴,通常在一小時內租用。為了控制成本,設計得當EMC/EMI評估難點,然后在檢測室進行一次成功。




PART.2

維護小環路

當存在磁場時,由導電材料形成的電路作為天線,并將磁場轉換為圍繞電路的流動電流。電流強度與閉環面積成正比。因此,應盡可能避免電路的發生,并使必要的封閉區域盡可能小。例如,當存在差分信號時,可能會有一個電路。在發射機和接收器之間形成一個電路,選擇一個差分線。

另一個常見的電路出現在兩個子系統應用相同電路的區域,也許是一個顯示器和一個模塊控制電路來促進顯示(ECU)。底盤中有一個公共接地(GND)線表示端和全面ECU端至該GND連接線。當視頻流傳輸到帶有自己接地線的顯示器時,它將在接地平面上形成一個巨大的電路。在某些地方,這種電路是不可避免的。然而,盡管電感或鐵氧體磁珠被引入地面連接線,DC環路仍將存在,但從RF從輻射的角度來看,這條環路早已斷了。

此外,當根據雙絞線電纜傳輸信號時,每對差分控制板/接收器將形成一個電路。一般來說,由于雙絞線是通過間隙連接的,因此連接電纜的電路面積很小。但是,一旦信號到達電路板,應保持間隙連接,以避免擴大電路面積。




PART.3

旁路電容

CMOS由于其快速、極低的工作,電路非常受歡迎。CMOS當需要充放電時,電路只在其變化和節點電容時消耗功率。從電源的角度來看,平均流量消耗為10mA的CMOS在時鐘轉換期間,電路吸收的電流可能高于許多倍,但時鐘轉換階段的流量消耗非常低,甚至為零。因此,輻射限制側重于電壓和電流的峰值,而不是平均值。

在時鐘轉換過程中,從電源到芯片電源管腳的電流浪涌是主要的輻射源。根據每個電源管腳周圍的旁路電容器,電容器將在時鐘脈沖邊緣期間直接提供芯片所需的電流。然后,在時鐘轉換周期的中間,電容器中的電荷應用于較低且穩定的電流積累。較大的電容器適用于電流急劇增加,而對快速標準的反應力較弱。特別是,小型電容器可以快速響應要求,但其總電荷容量有限,消耗速度快。對于大多數電路,解決方案是混合不同規格的電容器(也許1μF和0.01μF電容器并聯)。較小的電容器布置在非常靠近設備電源腳的區域,較大的電容器可以放置在遠離電源腳的區域。




PART.4

屏蔽

應該使用好的屏蔽方法,在這一點上沒有捷徑。當設計旨在盡可能避免輻射時,必須在困難電路的一部分進行屏蔽。雖然它仍然可以輻射能量,但更好的屏蔽可以捕捉輻射,并在它們逃離系統之前將其發送到道路上。下圖顯示了如何控制屏蔽EMI的。

屏蔽可以通過多種方式使用。也許很容易將系統關閉在導電機外殼中,或者可能是一個小的定制塑料外殼,焊接在輻射源上。

圖片




PART.5

更好的匹配電阻可以限度地降低電阻EMI

當根據傳輸線傳輸快速信號并在傳輸線上遇到特征阻抗的變化時,部分信號應反射回信號源,部分信號將繼續沿原方向傳輸。反射會導致輻射,一點也不會改變。完成低水平EMI,一定要遵循適當的快速設計實踐。有更多優秀的資源為您提供相關的傳輸路線定制信息。以下是在規劃傳輸路線時提出的一些預防措施:

請記住,在接地平面和信號布線之間有一個信號。輻射可能是由于信號布線接地平面的最終斷裂造成的,因此應注意信號布線中的接地平面損傷或最終斷裂。盡量減少信號布線順序中的鈍角。精致的角比傾斜的角好得多。

一般,FPD-Link信號將允許零件分接;例如:同軸電源,電源連接,AC蓮花電容器,這個。為了盡可能避免構件中的反射,可以嘗試使用0402模型的小部件,并將接線的總寬度設置為與0402構件焊接層相同的總寬度。此外,應根據操作層中的電介質厚度設置接線的特征阻抗。




PART.6

接地線短

引入芯片的所有電流也將再次從芯片中排出。文章中推薦的幾種方法表明,芯片的連接線必須簡短。例如,旁通電容器應接近IC,保持一個小電路等。然而,當接地電流返回其起源時,需要通過的路徑往往被廢棄。理想情況下,電路板的一層是專門用來接地的,直到GND這種方法并不比埋孔長多少。不過,有些電路板布置在接地平面上有一個傷口,進而推動接地電流從芯片返回電源。GND當這種方法傳輸電流時,它被用作推送或接收噪聲的天線。




PART.7

速度不得超過規定水平

該行業有一種趨勢,即擔心時間限制,使用盡可能快的邏輯設備來獲得時間限制。不幸的是,非常快速的邏輯設備具有陡峭的脈沖邊緣和高頻部件,這將產生EMI。降低系統EMI一種測量方法是一種邏輯裝置,其速度盡可能低,但仍將達到時間標準。FPGA降低邊緣速率的一種方法是允許將驅動強度設置在較低的水平。在某些地方,邏輯線上的串聯電阻可以用來降低系統中的信號轉換率。




PART.8

電源線電感

在第二種方法中,我們討論了旁通電容器可以作為減少電流浪涌損傷的一種手段。電源線中的電感是同一問題的另一個層次。通過在電源線上布置電感或鐵氧體磁珠,強制傳輸到電源的電路可以滿足電容器(而不是電源)的動態功率要求。




PART.9

密切注意諧振

對于各種干擾源,需要使用電感和電容器來減少可能出現的問題EMI的dv/dt和di/dt問題。然而,電感和/或電容器具有與自諧振無關的不利特性。這種情況通常可以通過增強與電感相連的電阻來糾正。這種電阻可以吸收振動形成的動能,從而將其增加到足夠的水平,導致問題。當一個串聯電感通向包括旁路電容器在內的部件(來自電源線的分離部件或寄生電感)時,會導致另一個隱藏的問題。由此形成的L-C在諧振頻率方面,電路可能會發生沖擊。同樣,這種情況也可以通過電阻常與電感并聯)來解決。




PART.10

電容器布置在開關電源的輸入端

汽車設計師擔心影響,AM電磁波段。大多數車輛都配備了一個AM其可調諧工作頻段為500kHz至1.5MHz特別敏感的高增益放大器。如果一個組件在這個頻段內推送信號,很可能是AM我在錄音機里聽到了。許多用于開關電源的開關頻率都位于此頻帶中,這導致了汽車應用中的問題。因此,大多數車輛開關電源的開關頻率高于該頻帶-通常為2MHz或者更高。如果開關電源的鍵入或輸出沒有足夠的擔憂,這種開關噪聲會進入其他對基頻或次諧波頻率敏感的子系統。




PART.11

峰值輻射可通過擴頻記錄減少

對于FPD-Link串化器或解串器(SerDes)對于其他組件,一般有數據總線和時鐘,并有擴頻計時選項。在擴頻記錄中,調配時鐘信號。因此,由于時鐘和信號脈沖邊緣,能量在比必須占用的頻帶更廣泛的工作頻帶中傳播。由于EMI該規范設置為限制一個頻段內所有頻率的峰值輻射,因此在較寬頻段內傳播噪聲有利于大大降低噪聲峰值。DS90UB914A-Q1這是一個很好的解弦器實例,經常與之配合DS90UB913A-Q串化器一起使用。這類設備用于優秀的駕駛輔助系統(ADAS)視頻鏈接在相機和處理器之間。負責攝像機中圖像傳感器向串行器提供的時鐘,并與數據一起導出時鐘Cpu運用。10或12條快速數據線與快速時鐘同時更改操作EMI一個來源。為降低該EMI,DS90UB914A具有使用擴頻時鐘和導出數據(而不是圖像傳感器提供的低振動時鐘)的選項。擴頻時鐘根據解弦器中的存儲器進行操作。





由于車輛越來越依賴電子產品來實現不限于娛樂和舒適,而不限于娛樂和舒適,因此需要完成正確操作和其他軟件的影響。根據本文簡要描述的技術和方法,選擇合適的組件進行EMC測試,工程師可以設計一個穩定的系統,使汽車系統不受影響EMI受難題危害,工作可靠。



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