Elektrische Produkte sind von Natur aus mit EMI (elektromagnetischer Interferenz) behaftet. Die Multifunktionalität elektronischer Produkte erfüllt die unterschiedlichen Erwartungen der Menschen, was jedoch auch zur Entstehung einer Reihe von EMI-Problemen führt, die die Gesundheit der Menschen und die Sicherheit der Umwelt direkt bedrohen. Die Auswirkungen von EMI auf Automobile sind so ausgeprägt, dass sie die Leistung externer Funkgeräte beeinflussen und bis zu einem gewissen Grad Störungen bei elektronischen Geräten im Fahrzeug verursachen. Daher ist es äußerst notwendig, EMI zu verstehen und sich auf einige Tipps für das Design von Fahrzeugschaltungen als vorbeugende Maßnahmen zu konzentrieren.
EMI-Probleme treten normalerweise in elektronischen Produkten auf. Sie sind überall in elektronischen Produkten, zwischen elektronischen Geräten, Komponenten und Systemen zu finden. EMI entsteht aus vielen Gründen, von denen es jedoch nur einen Kern gibt, nämlich die Störung durch elektrostatische Entladung (ESD). Faktoren, die dazu führen, dass elektronische Schaltungen durch statische Elektrizität gestört werden, gibt es in zwei Aspekten: einerseits unvernünftig gestaltete Verteilungsparameter in der elektronischen Schaltung und andererseits Umwelteinflüsse, die die Stabilität der Schaltungen verringern und schließlich Störungen verursachen.
Die EMI-Beständigkeit im Automobilbereich stammt hauptsächlich von elektrischen Geräten im Fahrzeug. Ihre Übertragungsarten umfassen Leitung und Strahlung, während die Störquellen Netzwerkkreisstörungen, elektrostatische Entladungsstörungen und elektromagnetische Strahlungsstörungen usw. beinhalten.
•Störungen im Bordnetz entstehen hauptsächlich durch elektrische Geräte im Fahrzeug. Diese Geräte erzeugen Störimpulse, die in Form von elektromagnetischen Wellen im Netzwerk übertragen werden und dadurch den normalen Betrieb von umliegenden Radioempfangsgeräten beeinträchtigen.
•Elektromagnetische Strahlungsstörungen beziehen sich auf die Störungen, die durch eine plötzliche Änderung (Impuls) entstehen, wenn ein Stromkreis ein- oder ausgeschaltet wird. Besonders tritt dies bei induktiven und kapazitiven Trägern auf, wenn im Moment des Ein- oder Ausschaltens eine plötzliche hohe Spannung erzeugt wird, was auch zu einer hohen Strahlungsfrequenz führt. Diese Art von Störung beeinträchtigt nicht nur die an Bord befindlichen Strahlungsempfangsgeräte, sondern beschädigt auch Kfz-Elektrogeräte in unterschiedlichem Ausmaß.
Alle Arten von elektronischen Steuereinheiten, die in Fahrzeugen eingesetzt werden, funktionieren normalerweise nicht, sofern keine stabile Stromversorgung gewährleistet ist. Sobald eine Spannungsschwankung im Stromversorgungssystem auftritt, können die elektronischen Module nicht mehr ordnungsgemäß arbeiten.
Tipps für das Design von Fahrzeugschaltungen
Um zu verhindern, dass Fahrzeuge aufgrund von EMI (elektromagnetischer Interferenz) Störungen erleiden, sollten einige vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden, um EMI zu verhindern oder zu reduzieren, damit Fahrzeuge und fahrzeugbezogene elektronische Geräte reibungslos funktionieren können.
Tipp 1: Elektromagnetische Leitungsstörungen sollten reduziert werden.
Detaillierte Maßnahmen im automobilen Schaltungsdesign lassen sich wie folgt zusammenfassen:
•Die effektive Fläche jeder Stromkreisschleife sollte minimiert werden.
•Wenn es um durch Streuinduktivität am Transformator verursachte EMI geht, muss eine magnetische Abschirmung am Transformator implementiert werden. Darüber hinaus sollte die effektive Fläche jeder Schleife minimiert werden.
•Für Schaltungen, die unter starker EMI leiden, können Doppelleitungen zur Signalübertragung eingesetzt werden, um EMI zu reduzieren.
Tipp 2: Störungen im Kfz-Schaltungsnetz sollten vermieden werden.
•Leitungen, die Kfz-Elektrogeräte verbinden, sollten gekürzt und NICHT parallel oder nahe beieinander verlegt werden.
•Rationales Leitungsrouting spielt eine wesentliche Rolle bei der Verhinderung von Störungen im Schaltungsnetzwerk.
•Die Kapazität der Stromversorgungsfilterung sollte vergrößert und ein RC-Entkopplungsschaltkreis hinzugefügt werden, um die Kopplung der Schaltung zu verringern.
Tipp 3: Elektromagnetische Strahlungsstörungen im Automobilbereich sollten verboten werden.
•Der R-C-D-Netzwerkschutz sollte implementiert werden.
•Wirksame Maßnahmen zur vorübergehenden Unterbindung sollten an der Störquelle ergriffen werden, was nicht nur die elektromagnetische Strahlung der kapazitiven Last verringert, sondern auch die Kontaktstellen der kapazitiven Last schützt und steuert.
•Metallschild sollte angebracht werden.
Jegliche Beeinflussung des Feldes kann durch Abschirmmethoden verhindert werden.
•Im Empfangsfrequenzbereich der mobilen Kommunikation wird Aluminium üblicherweise für die elektromagnetische Abschirmung gewählt. Aufgrund des Hochfrequenz-Skin-Effekts muss die elektromagnetische Abschirmung nicht zu dick sein.
•Ein kontaktloses Zündsystem oder ein verteilerloses Zündsystem kann eingesetzt werden, um Störquellen zu beseitigen und die elektromagnetische Strahlung zu verringern.
Tipp 4: Eine Abschirmung sollte vorgenommen werden.
Abschirmung spielt eine wirksame Rolle bei der Verhinderung elektromagnetischer Störungen. In der Regel werden Materialien mit hoher Leitfähigkeit als Abschirmung ausgewählt. Es ist nachgewiesen, dass die hervorragende Leistung der Hochfrequenzfeld-Abschirmung von hochleitfähigen Materialien wie Stahl oder Aluminium abhängt, während die Abschirmung von Niederfrequenzfeldern von Materialien mit hoher magnetischer Leitfähigkeit wie Magnetstahl, Eisen und Berylliumlegierungen abhängt. Geräte, die dazu neigen, Funken oder Lichtbögen zu erzeugen, sollten mit einer Metallabschirmung versehen werden, damit negative Auswirkungen auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) beseitigt werden können.
Tipp 5: Filtern ist ebenfalls eine effiziente Methode zur Kontrolle von EMI.
Filter gilt als die am häufigsten verwendete Methode zur Bekämpfung von EMI und ist in der Lage, EMI zu widerstehen, die direkt über den Stromkreisweg eindringt. Es wird zusammengefasst, dass die Erhöhung der Signalstärke eine entscheidende Methode zur EMI-Abwehr ist. Bei schwachen Sensorsignalen kann die Schaltung mit erhöhter Amplitude verstärkt werden, was die EMI drastisch reduziert.
EMI anautomobiler Stromkreishat viele negative Auswirkungen auf automobile elektronische Komponenten. Es verkürzt nicht nur die Lebensdauer von Fahrzeugen, sondern beeinträchtigt auch die Fahrsicherheit der Menschen. Daher können zahlreiche vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden, um den Einfluss von EMI auf die elektronischen Fahrzeugkomponenten zu minimieren und so die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit des Fahrzeugs zu gewährleisten.
