汽车电子系统的电磁兼容设计
汽车电子零部件电磁兼容标准
汽车电子零部件电磁兼容标准目前，适用于汽车电子零部件产品的电磁兼容标准种类繁多，本文将从国际标准、地区法规及指令、国家标准选取与电磁兼容相关内容，以方便业界研究与应用。
一、国际标准1.CISPR 25 ——用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法。
该标准由CISPR/D技术委员会发布，对汽车电子零部件的辐射骚扰和传导骚扰的参考限值要求、测量方法和技术指标要求进行了论述。
2. ISO 11452 道路车辆——窄带辐射电磁能量产生的电骚扰——零部件试验方法。
该标准是研究汽车电子零部件抗扰度测试方法的系列标准，依据ISO官方网站的最新信息，共分为11个部分。
第一部分为总则和定义，2005年颁布，版本为3.0。
第二部分为装有吸波材料的屏蔽室，2004年颁布，版本为2.0。
第三部分为横向电磁波小室，2001年颁布，版本为2.0。
第四部分为大电流注入，2005年颁布，版本为3.0。
第五部分为带状线，2002年颁布，版本为2.0。
第六部分为平行板天线，1997年颁布，版本为1.0，但是该标准已在2002年9月17日撤销。
第七部分为射频功率直接注入，2003年颁布，版本为2.0。
第八部分为磁场抗扰度，2007年颁布，版本为1.0版。
第九部分为便携发射机，文件编号是ISO/DIS 11452-9，DIS代表该部分还处在国际标准草案阶段。
第十部分为对扩展音频范围的传导骚扰的抗扰度性能，2009年颁布，版本为1.0。
第十一部分为混响室，文件编号是ISO/DIS 11452-11.2，该部分亦处于草案阶段。
ISO 11452系列标准主要研究不同频率范围，汽车电子零部件度电磁骚扰的抗干扰能力，针对耦合路径的不同，测试设备的不同，提供了不同的测试方法，厂家和实验室在标准使用上需要有针对性的选择。
3. ISO 10605：2008 道路车辆静电放电产生的电骚扰试验方法。
该标准规定了安装在道路车辆内的电子模块的静电放电（ESD）的试验方法，包括以下放电情况：装配过程中的静电放电、维护人员产生的静电放电、司乘人员产生的静电放电。
汽车电子产品电磁兼容性分析、仿真及优化设计
3、PCB布局技术：根据电磁兼容性要求，合理安排PCB上元器件的位置和连接 方式，以提高电磁干扰的抵抗能力。例如，可以将敏感元器件布置在PCB的低 干扰区域，或者优化线束走线方式以减小电磁辐射。
在关键技术方面，需要以下几个方面：
1、电路设计：合理的电路设计可以有效地减小电磁干扰。例如，选择合适的 元器件和电路拓扑结构，避免高频信号的突变和电流尖峰的产生。
2、搜集相关资料：收集与汽车电子电磁兼容性相关的文献资料，了解已有研 究成果和不足之处。
3、理论分析和仿真模拟：利用电磁场理论、数值仿真软件等技术手段，对汽 车电子设备在不同电磁环境下的性能进行预测和分析。
4、实验设计与实施：根据理论分析和仿真模拟的结果，设计实验并进行实施。 实验过程中需要实验条件、测试方法、数据处理等方面的问题。
展望未来，随着航空技术的不断发展和电子设备的日益复杂化，PCB布局电磁 兼容性设计将成为航空发动机电子控制器设计中越来越重要的研究方向。研究 人员需要进一步深入研究和探索新的设计方法，以提升航空发动机电子控制器 的性能和可靠性。应注重开展跨学科合作，将电磁兼容性设计与航空发动机电 子控制器的其他关键技术相结合，实现全面优化设计。
在电子设备中，PCB布局的电磁兼容性是指PCB在特定环境中对电磁干扰（EMI， Electromagnetic Interference）的抵抗能力和不会产生影响其他电路或系 统的电磁辐射水平。对于航空发动机电子控制器来说，其工作环境中存在大量 的电磁干扰，如雷电、无线电信号、电力线等。因此，PCB布局的电磁兼容性 设计对于保证航空发动机电子控制器的稳定性和可靠性至关重要。
3、加强屏蔽措施：对于关键电路和元器件，可以采用金属外壳或导电材料进 行屏蔽，以减少电磁干扰的影响。
汽车电磁兼容性的设计
板上的器件应尽 可能按其发热 量大小及散热
程度分区排列 ，发热量小 或耐热性差 的器件
随着车 辆 电子模 块的增 多和更 多高频 电 子 设备在汽车上 的应 用 ，这些 问题 也变得越
来越 富挑 战性 。此外 ， 电磁干扰对 电子模块 对许 多线 性度差和零 点偏移大 的低 功率的廉 价传感器 的信号采集的影响将 是灾难 性的。
已在汽车制造 商、他们 的供 应商和各立法 机 构 间标准化 。设计过程 中电磁兼容性 问题发
地，其地线长度不应超过波 长的 １ ０ ／ ，否则 ２ 应采用多点接地 法。
ｂ数字地与模拟地 分开 电路板上 既有高速逻 辑电路 ，又有 线性 电路 ，应 使它们尽量 与电源端地线相 连 。低 频 电路 的地应 尽量采用 单点并联接地 ，实际 布线有 困难 时可部分 串联 后再接地 ，地 线应 短而粗 高频元件周 围尽量用栅格壮 大面积 地箔 ，要尽量加大线性电路 的接地面积 。 Ｃ 地线应 尽量加粗 接
工 业 技 术
汽车电磁兼容性的设计
张 志臻
郑州市国防科 技学校
摘要 ：现代汽车 中的电子模块不断增多 ，因而越来越需要采用 良好的设计 ，以满足 主要的 电磁兼容性标 准的要求。随着汽车工业的发展，就汽车的 舒 适、安全娱 乐、 动力传动 、 发动机管理、 稳定和控制应用等研制 出越来越复杂的解决方案 ， 促使现代汽车 中的电模块以持续强劲的势 头不断发展 ， 先 进的电子模块 也得到越来越 普遍的应用。 电子模块不仅仅起到支持关键 功能的作用 ，而且控制这些关键功能。 关键词 ：Ｅ Ｃ 兼容性 设计 抗干扰 Ｈ
４热 设 计
在 电子模 块设计 中，接 地是控 制干 扰的 重要方法 。如 能将接地 和屏蔽正确 结合 起来 使用 ，可解 决大部分干扰 问题 。电子模 块中 地线结构大致有系统地 、机 壳地 （ 蔽地 ） 屏 、 数 字地 （ 逻辑地 ）和 模拟地等 。在 地线设计 中应注意 以下几 点 ａ正确选择 单点接地 与多 点接地
2024版整车及零部件电磁兼容(EMC)设计培训课程
国际EMC测试标准
01
包括IEC、CISPR等国际标准，涵盖了辐射发射、传导发射、辐射抗扰度、传导抗扰度等多个方面。
国家及地区性标准
02
如欧盟的EN标准、美国的FCC标准、中国的GB标准等，这些标准在EMC测试方面都有具体的要求和限值。
行业规范
03
针对不同行业，如汽车、航空、医疗等，都有相应的EMC测试规范和标准。
整车EMC性能评估
针对测试和评估中发现的问题，进行整改和优化设计，提高整车EMC性能水平。
问题整改与优化
系统集成与整车EMC性能评估
04
CHAPTER
零部件EMC设计实践案例分享
介绍某款发动机控制系统的基本情况，包括其工作环境、电磁干扰源等。
案例背景
分析该发动机控制系统在EMC设计方面面临的挑战，如电磁干扰、电磁辐射等。
电磁兼容测试与认证将更加严格
为了保障产品的电磁兼容性和安全性，电磁兼容测试与认证将更加严格和规范。
电磁兼容标准将不断更新和完善
随着技术的不断进步和市场需求的变化，电磁兼容标准将不断更新和完善，以适应新的发展需求。
行业发展趋势预测
THANKS
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整车系统性设计
优先采取预防措施，如合理布局、选用低辐射和抗干扰能力强的零部件等，同时辅以必要的治理措施。
预防为主，兼顾治理
整车EMC设计原则概述
关键零部件EMC设计要点
采用屏蔽、滤波等措施，降低电磁干扰对发动机控制系统的影响。
提高设备自身的抗干扰能力，采用隔离、接地等措施降低对外界的电磁干扰。
合理设计电源电路，采取滤波、稳压等措施，提高电源系统的电磁兼容性。
认证流程及其对企业意义
汽车电子接口CAN的电磁兼容设计方案
汽车电子接口CAN的电磁兼容设计方案Controller Area Network简称为CAN，多用于汽车以及工业控制，用于数据的传输控制。
在应用的过程中通讯电缆容易耦合外部的干扰对信号传输造成一定的影响，单板内部的干扰也可能通过电缆形成对外辐射。
本方案从EMC原理上，通过接口的原理图、PCB、结构及电缆方面进行相关的抑制干扰和抗敏感度设计，从设计层次解决EMC问题。
一、原理图设计方案二、PCB设计方案1. CAN接口分地设计方案特点：（1）为了抑制内部单板高频噪声通过接口向外传导辐射，也为了增强单板对外部干扰的抗扰能力。
在CAN接口处增加防护和滤波隔离器件，并以隔离器件位置大小为界，划分出接口地；（2）隔离带中可以选择性的增加电容作为两者地之间的连接，电容取值建议为1000pF；信号线串联共模电感滤波，且共模电感要求置于隔离带内；为了防止外部强干扰通过端口耦合进内部PCB，引起内部器件性能下降，在靠近端口处信号线上增加防护器件TVS管，具体布局如图示。
方案分析：（1）当接口与单板存在相容性较差或不相容的电路时，需要在接口与单板之间进行“分地”处理，即根据不同的端口电压、电平信号和传输速率来分别设置地线。
“分地”，可以防止不相容电路的回流信号的叠加，防止公共地线阻抗耦合；（2） CAN接口信号传输速率较高，内部PCB板高频噪声很容易由公共地线通过接口向外传导辐射，因此将公共地分割且通过电容相接，可以阻断共模干扰的传播路径。
2 CAN接口电路布局方案特点：（1）防护器件及滤波器件要靠近接口位置处摆放且要求摆放紧凑整齐，信号线上的防护器件TVS管与滤波电容要下接至接口地；按照信号流向摆放器件，走线时要尽量避免走线曲折的情况；（2）共模电感及跨接电容要置于隔离带中。
方案分析：（1）接口及接口滤波防护电路周边不能走线且不能放置高速或敏感的器件；（2）隔离带下面投影层要做掏空处理，禁止走线。
三、结构和线缆设计方案EDP软件介绍电磁兼容设计平台(EDP)，依据最专业的EMC专家方案知识库，快速输出符合产品设计要求的指导性的EMC解决方案。
汽车电子系统的电磁兼容测试方法
汽车电子系统的电磁兼容测试方法汽车电子系统的电磁兼容测试方法步骤一：确定测试项目首先，我们需要确定要进行电磁兼容测试的项目。
汽车电子系统包括各种电子设备和组件，如发动机控制单元、车载娱乐系统、无线通信设备等。
根据具体的需求，我们可以选择其中一个或多个项目进行测试。
步骤二：了解测试标准在进行电磁兼容测试之前，我们需要了解相关的测试标准。
汽车电子系统的电磁兼容测试通常遵循国际标准，如ISO 11452和ISO 10605等。
这些标准规定了测试方法、测试设备以及测试参数等。
步骤三：准备测试设备为了进行电磁兼容测试，我们需要准备相应的测试设备。
这些设备包括发射和接收天线、功率放大器、射频信号发生器、频谱分析仪等。
根据测试标准的要求，选择合适的测试设备并确保其正常工作。
步骤四：设置测试环境在进行电磁兼容测试之前，我们需要设置一个符合要求的测试环境。
这包括在一个电磁屏蔽室或电磁环境模拟室中进行测试，以减少外部干扰对测试结果的影响。
同时，确保测试环境的温度、湿度等参数符合要求。
步骤五：执行辐射测试辐射测试是电磁兼容测试的一部分，用于评估汽车电子系统在外部电磁场的辐射下的性能。
在测试过程中，我们使用发射天线和功率放大器产生特定频率和功率的电磁辐射，并通过接收天线和频谱分析仪来测量汽车电子系统的辐射敏感度。
步骤六：执行传导测试传导测试是电磁兼容测试的另一部分，用于评估汽车电子系统对外部干扰的抗干扰能力。
在测试过程中，我们通过射频信号发生器产生特定频率和功率的电磁信号，然后将其注入到汽车电子系统的电源线、信号线等接口上，通过频谱分析仪等设备来测量汽车电子系统的传导敏感度。
步骤七：分析测试结果在完成电磁兼容测试后，我们需要对测试结果进行分析。
根据测试标准的要求，比较测试结果与规定的限值，确定汽车电子系统在电磁环境下的性能是否符合要求。
如果测试结果不符合要求，我们需要进一步分析，找出问题的原因，并进行相应的改进和优化。
新能源汽车功率电子系统中的电磁兼容性测试
新能源汽车功率电子系统中的电磁兼容性测试电磁兼容性测试是新能源汽车功率电子系统开发中的重要环节。
随着新能源汽车的快速发展与普及，功率电子系统对电磁兼容性的要求也越来越高。
本文将从背景介绍、测试方法和技术、测试结果分析等方面探讨新能源汽车功率电子系统中的电磁兼容性测试。
一、背景介绍随着环保意识的增强和对传统能源的依赖程度的减少，新能源汽车在市场中占据越来越重要的地位。
新能源汽车的关键技术之一就是功率电子系统，它负责控制车辆的动力输出、充电和能量回收等功能。
然而，由于功率电子系统中涉及的高频开关电源和驱动电路等设备，会产生大量电磁辐射和传导干扰，对周围的电子设备和通信系统造成干扰，从而影响车辆的正常运行和其他设备的性能。
因此，对新能源汽车功率电子系统进行电磁兼容性测试具有重要意义。
二、测试方法与技术电磁兼容性测试包括传导干扰和辐射干扰两个方面。
其中，传导干扰测试旨在评估功率电子系统对传导电磁干扰源的抗扰度，辐射干扰测试则用来评估其对周围电磁环境的辐射情况。
1. 传导干扰测试传导干扰测试主要涉及电源线耦合、信号线耦合和接地耦合等方面。
测试时可以采用专业的耦合网络，模拟常见的干扰源，如模拟公共电源系统干扰、模拟短时过电压等。
通过观察被测设备的工作情况，包括电压波形、工作状态等，评价其抗扰度能力。
2. 辐射干扰测试辐射干扰测试主要通过电磁泄漏和辐射功率等参数来评估被测设备对周围电子设备的辐射干扰情况。
测试过程中可以使用电磁吸收室或远场试验室，对功率电子系统进行全方位的测试。
通过测量电磁泄漏和辐射功率，评估其与周围设备的干扰程度。
三、测试结果分析测试结果的分析主要涉及到测试数据的整理和处理。
将传导干扰测试和辐射干扰测试得到的数据进行比对和对比分析，评估被测设备的电磁兼容性能力。
根据测试结果，可以适时调整功率电子系统的设计和结构，改进其抗扰度和辐射干扰能力。
通过以上的测试方法和技术，对新能源汽车功率电子系统中的电磁兼容性进行全面评估，可以确保其在使用过程中对周围设备和系统的影响降到最低，保证新能源汽车的正常运行和其他设备的正常工作。
汽车电子电磁兼容系列标准
汽车电子电磁兼容系列标准汽车工业的快速发展和汽车市场的激烈竞争极大地促进了各类电气、电子和信息设备在汽车上的广泛应用，对于今天的汽车产业，应用电子技术的程度已成为提升汽车技术水平的重要标志之一。
电子设备广泛应用于汽车发动机控制系统、自动变速系统、制动系统、调节系统以及行驶系统中，对汽车的安全性、可靠性、舒适性起着决定性作用。
随着汽车电气设备数量和种类的不断增加，工作频率的不断提高，汽车内的电磁环境日益复杂。
同时，汽车上的电子设备和器件，特别是半导体逻辑器件对电磁干扰十分敏感，经常发生汽车内部电子设备相互干扰的情况。
当电磁干扰发生时，轻则导致受干扰的敏感电子设备功能发生降级，重则导致其功能失效，给汽车的安全行驶造成严重影响。
汽车电子电磁兼容问题已经成为国际上一个重要的研究课题和方向，国外对汽车的电磁兼容问题非常重视,很早就开始了电磁兼容性标准的制订工作,目前已经形成了较为完善的汽车电磁兼容性标准体系。
本文系统地介绍了汽车电子EMC标准体系及其应用情况，并就我国目前的汽车电子EMC标准和发展方向提出了见解，希望对完善国内汽车电子EMC标准体系有一定的益处。
汽车电磁兼容标准分类汽车电磁兼容标准分为国际标准、地区、国家标准和企业标准。
现国际上制定电磁兼容方面的标准化组织有国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、国际电工委员会无线电干扰特别委员会（CISPR）。
地区标准主要是欧洲ECE法规和EEC指令。
国家性标准协会有美国国家标准协会（ANSI），美国联邦通讯委员会（FCC），美国汽车工程协会（SAE），德国邮电部（FTZ），德国电气工程师协会（VDE），英国标准协会（BSI），日本民间干扰控制委员会（VCCI），上述标准协会的作用是与国际标准协调，并且制定各国家自己的标准。
国际上各大型汽车公司都有自己的企业电磁兼容标准，如美国福特公司、通用公司，德国大众、宝马、梅塞德斯-奔驰公司，法国的标致-雪铁龙公司等，其企业标准比国际上通用的标准要严格很多，例如通常国际标准对于汽车抗扰度的要求通常为24V/m，而一些汽车公司则规定为100V/m—200V/m。
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汽车电子系统的电磁兼容设计
1引言电磁兼容性（EMC，Electro-MagneTIc CompaTIbility）是指电器电子产品能在电磁环境中正常工作，并不对该环境中其它产品产生过量的电磁干扰（EMI，Electro- MagneTIc Interference）。
这就包含着2方面要求，其一是要求产品对外界的电磁干扰有一定的承受能力；其二是要求产品在正常运转过程中，该产品对周围环境产生的电磁干扰不能超过一定的限度。
汽车电器的电磁兼容性就是指在汽车及其周围空间中，在运行时间内，在可用的频谱资源条件下，汽车本身以及周围的用电设备可以共存，不致引起降级。
ABS防抱死制动系统，发动机燃油点火电子控制系统，GPS全球定位系统等电子设备的正常可靠工作都必须重视对电磁兼容技术的设计和研究，可以从传统的汽车电器（诸如起动机、刮水电动机、闪光器、空调启动器、燃油泵等）入手进行探讨，交流发电机电缆的连接和间歇切断也是产生较大功率电磁辐射的干扰源，只是其它设备对其工作可靠性的影响较那些小功率高频段的电子设备为小。
现在，交流发电机的调节器与电子点火系统一样，已经设计成集成模块化结构，同样面临抗干扰的问题。
2汽车电磁兼容性简介随着汽车电子产品数量的增加和复杂电子模块在整个车辆中分布的增加，工程师面临日益严峻的电磁兼容性设计挑战，问题主要存在于三个方面：
如何把电磁易感性(EMS)降低到最小？以保护电子产品免受其它电子系统(如移动电话、GPS或信息娱乐系统)的有害电磁辐射的影响。
如何保护电子产品免受恶劣汽车环境的影响？包括电源电压大的瞬间变化、重负载或感性负载(如车灯和启动机)引起的干扰。
如何将可能对其它汽车电子电路产生影响的EME控制为最小？
随着系统电压、车载电子设备数量以及频率的增加，这些问题将更加具有挑战性。
此外，许多电子模块将与廉价的、线性度较低、偏移较大的低功率传感器接口，这些传感器工作在小信号状态，电磁干扰对它们工作状态的影响可能是灾难性的。
随着现代汽车中电子设备的增加，越来越要求进行良好的设计以确保符合电磁兼容标准的要求。
与此同时，随着集成度的提高，汽车设计工程师需要系统级芯片ASIC和ASSP方。