現(xiàn)代汽車中的電子模塊不斷增多，因而越來越需要采用良好的設(shè)計(jì)，以滿足主要的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)的要求。同時(shí)，越來越高的集成度也讓汽車電氣設(shè)計(jì)師們急需系統(tǒng)芯片專用集成電路和專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品解決方案，它們可以替換多個(gè)分立元件。本文探討汽車電氣設(shè)計(jì)所面臨的電磁兼容性問題。

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，就汽車的舒適、**娛樂、動(dòng)力傳動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理、穩(wěn)定和控制應(yīng)用等研制出越來越復(fù)雜的解決方案，促使現(xiàn)代汽車中的電模塊以持續(xù)強(qiáng)勁的勢頭不斷發(fā)展，先進(jìn)的電子模塊也得到越來越普遍的應(yīng)用。電子模塊人僅僅起到支持關(guān)鍵功能的作用，而且是控制這些關(guān)鍵功能。要保證電子模塊的正常可靠工作，就必須重視對(duì)電磁兼容性的研究和設(shè)計(jì)。

1．電磁兼容性

電磁兼容性（EMC）是指電氣裝置或電氣系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾或不受環(huán)境干擾并工作在指定的環(huán)境中的能力。電磁兼容性問題成為電氣設(shè)計(jì)者越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。其中三個(gè)主要問題是：

a如何將電磁敏感度降到*低，以使設(shè)計(jì)的電子模塊不受手機(jī)、全球定位系統(tǒng)等其它電子系統(tǒng)的電磁發(fā)射的影響。

b如何保護(hù)電子模塊能適應(yīng)特殊的汽車工況，包括電源系統(tǒng)的瞬變、開關(guān)大功率電器及起動(dòng)電機(jī)等的干擾。

c如何盡量減少可對(duì)其他汽車電子電路造成影響的電磁發(fā)射。

隨著車輛電子模塊的增多和更多高頻電子設(shè)備在汽車上的應(yīng)用，這些問題也變得越來越富挑戰(zhàn)性。此外，電磁干擾對(duì)電子模塊對(duì)許多線性度差和零點(diǎn)偏移大的低功率廉價(jià)的傳感器的信號(hào)采集的影響將是災(zāi)難性的。

2．預(yù)兼容必測試

以上問題意味著汽車電磁兼容性測試已成為汽車電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素。兼容性測試已在汽車制造商、他們的供應(yīng)商和各立法機(jī)構(gòu)間標(biāo)準(zhǔn)化。設(shè)計(jì)過程中電磁兼容性問題發(fā)現(xiàn)越遲，就越難識(shí)別其根本原因，解決方案也可能將更為有限和昂貴。因此，從集成電路設(shè)計(jì)和印刷電路板布局到模塊安裝和*終的汽車布局設(shè)計(jì)，電磁兼容性在設(shè)計(jì)流程的各個(gè)階段均需認(rèn)真對(duì)待。為了簡化這**程，在模塊和集成電路設(shè)計(jì)階段考慮電磁兼容性問題的預(yù)兼容性測試，已經(jīng)或正在標(biāo)準(zhǔn)化。

對(duì)于電子模塊來說，有三種主要的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)：

電磁發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)——IEC 61967：測量150kHz至1千MHz范圍內(nèi)的輻射和傳導(dǎo)性電磁發(fā)射；

電磁敏感標(biāo)準(zhǔn)-IEC 62132：測量150kHz至1千MHz范圍內(nèi)的電磁抗擾性；

瞬態(tài)標(biāo)準(zhǔn)——ISO 7637：道路車輛的傳導(dǎo)和耦合造成的電氣干擾。

3．電磁兼容性設(shè)計(jì)

汽車電子模塊設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用采用多種技術(shù)來確保滿足電磁兼容性的要求，現(xiàn)針對(duì)電源線、地線和軟件等設(shè)計(jì)淺析如下。

3.1電源線設(shè)計(jì)

根據(jù)印刷線路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻，同時(shí)使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲的能力。

3.2地線設(shè)計(jì)

在電子模塊設(shè)計(jì)中，接地是控制干擾的重要方法。如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用，可解決大部分干擾問題。電子模塊中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)在、機(jī)殼地（屏蔽地）、數(shù)字地（邏輯地）和模擬地等。在地線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

3.2.1正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地

在低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于1MHZ，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大，因而應(yīng)采用一點(diǎn)接地的方式。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHZ時(shí)，地線阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1~10MHZ時(shí)，如果采用一點(diǎn)接地，其地線長度不應(yīng)超過波長的1/20，否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法。

3.2.2數(shù)字地與模擬地分開

電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應(yīng)使它們盡量與電源端地線相連。低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后再接地，地線應(yīng)短而粗。高頻元件周圍盡量用柵格壯大面積地箔，要盡量加大線性電路的接地面積。

3.2.3接地線應(yīng)盡量加粗

若接地線用很細(xì)的線條，則接地電位會(huì)隨電流的變化而變化，致使 電子產(chǎn)品的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn)，抗噪聲性能降低。因此應(yīng)將接地線盡量加粗，使它能通過三倍于印刷電路板的允許電流。如有可能，接地線的寬度應(yīng)大于3mm。

3.2.4接地線構(gòu)成閉環(huán)路

設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成的印刷電路板的地線系統(tǒng)時(shí)，將接地線做成閉路可以明顯地提高抗噪聲能力。其原因在于：電子模塊上有很多集成電路元件，尤其遇到耗電多的元件時(shí)，因受接地線粗細(xì)的限制，會(huì)在地線上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪能力下降；若將接地線構(gòu)成環(huán)路，則會(huì)縮小電位差值，提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。

3.3內(nèi)嵌抗干擾軟件設(shè)計(jì)

在很多的應(yīng)用中，用簡單的抗干擾設(shè)計(jì)，就可以將一個(gè)微控制器的干擾抑制效果大大提高。這樣抗干擾設(shè)計(jì)的魅力就在于實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)的費(fèi)用較低，還可以節(jié)省硬件設(shè)計(jì)成本。

3.4熱設(shè)計(jì)

從有利于散熱的角度出發(fā)，電子模塊*好直立安裝，板與板之間的距離一般不應(yīng)小于2cm，必要時(shí)如安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上電子控制模塊，可以采取燃油冷卻的方式。同一塊印制板上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小或耐熱性差的器件（如小信號(hào)晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等）放在冷卻介質(zhì)的入口處，發(fā)熱量大或耐熱性好的器件（如功充晶體管、大規(guī)模集成電路等）放在冷卻介質(zhì)出口處。對(duì)溫度比較第三的器件*好安置在溫度*低的區(qū)域，千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方。

4結(jié)語

    總之，汽車產(chǎn)生的電磁干擾不僅能影響外界電子電器設(shè)備的正常工作，而且也會(huì)影響汽車本身裝配的電子模塊的工作。我們國家汽車電子產(chǎn)品在汽車上的應(yīng)用程度同汽車技術(shù)發(fā)達(dá)國家汽車的差距正在逐漸減小。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的為斷發(fā)展，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)的電子、通訊設(shè)備正在逐漸應(yīng)用到汽車上。為提高設(shè)計(jì)效率，應(yīng)對(duì)汽車電磁兼容性的問題給予足夠的重視。