电磁干扰缓解技术在汽车电子系统中如何部署

电磁干扰 (EMI) 缓解技术与车辆系统架构的性能息息相关。车辆中的关键区域可能会受到 EMI 的严重影响并导致电子电路性能不佳，尤其是在汽车电源中，这是整个车辆电气/电子系统的核心。

这里将介绍 EMI 滤波和其他系统技术，这些技术可以集成到系统架构中，以限度地减少传导和辐射的 RF EMI 干扰。这些应该有助于设计人员通过各自地区的 EMI 标准测试

汽车行业和个别汽车制造商必须满足各种电磁兼容性 (EMC) 要求。符合 EMC 标准（汽车应用的 CISPR 25）在产品设计中至关重要。例如，两个要求是确保电子系统不会发出过多的 EMI 或噪声，并且不受其他系统发出的噪声的影响。

实现合规性所需的努力会影响产品开发成本和上市时间。CISPR 25 是针对无线电干扰特性的车辆和设备国际排放标准之一。这些限制和测量方法旨在保护板载接收器免受组件产生的干扰，例如电源设计中的开关稳压器。

设计人员在开始电源设计之前需要充分了解 CISPR 和其他发射标准。

为了降低设计中的 EMI，工程师首先必须了解 EMI 如何传播到设计中。EMI 有两个主要类别——传导和辐射——这会导致更长的设计上市时间和增加的成本。将 EMI 降低到能够通过产品使用地区或国家/地区的 EMI 标准的设计工作对于创建成功的功能设计至关重要。

传导 EMI 通常通过电缆和物理导体耦合，例如电源连接、寄生阻抗以及接地连接。由于电场（电容耦合）或磁场（磁耦合），辐射 EMI 通过空气通过无线电传输源耦合。

开关稳压器通常是汽车系统内部或外部产生 EMI 的罪魁祸首之一

电子电路通常有电流从电源流向负载并在回路中返回电源。环路具有电感和通过组件、电线或 PCB 走线的变化电流。当电流在回路内变化时，它会产生一个成比例的电压。该环路具有自感，并且由于负载中的电流需求，电流变化率为 di/dt。当电流在回路中快速变化时，会产生电压尖峰。

为了限度地减少尖峰，设计人员可以缩小环路面积，这将降低环路电感。电源 IC 可以并联使用两个输入回路，从而有效地减少了一半的寄生回路电感5 （图 1）。设计人员可以使用战略性地靠近 IC 和其他设备放置的旁路电容器，以限度地减少 EMI。

良好的接地层将为旁路电容器等组件提供低阻抗路径。设计人员可以使嘈杂的开关节点或振荡器尽可能远离 PCB 上的敏感节点。良好的接地区域或平面还可以用作与噪声区域或元件（如开关节点/功率晶体管、高 di/dt 电容器和电感器）的屏蔽或物理隔离。

其他一些方法也将有助于减少回路中的辐射。一个例子是使用带有开关功率 FET 的分立降压稳压器的设计。通过添加栅极电阻器可以减慢到 FET 的驱动信号，这可能有助于满足严格的汽车辐射标准。这种方法的缺点是设计现在失去了一些效率，增加了一个组件，并增加了电路板占用空间。

汽车电子控制技术导致车辆中增加了电子设备。车辆中的频率和功率逐渐增加，营造出更密集的电磁波氛围。这将极大地促进车辆中的 EMI，从而干扰电气/电子设备并可能损坏电气/电子组件。

汽车线束是汽车中 EMI 的贡献者之一，也可能受到 EMI 的影响。

设计人员可以采取一些措施，通过屏蔽源设备及其各自的线束来最小化 EMI 影响。通过添加改进的滤波器，可以将较长线束中的传导和辐射 EMI 降至。仔细规划线束也有助于将低功率电路布置在靠近信号源的位置，将高功率干扰电路布置在靠近负载的位置。

改进的接地技术也将有助于降低汽车线束中的 EMI。屏蔽线束并连接到车身是减少EMI干扰的好方法。