动力总成控制器的电磁兼容设计方法

热度:Loading...   日期:16-11-09, 12:47 PM   来源:陆地方舟集团   

动力总成控制器应用环境比较恶劣,干扰严重,存在多种噪声和耦合方式;因此除了完善的功能外,还应该有较强的抗干扰能力。因此,可以运用上述各种电磁兼容设计方法对其进行抑制。

1.接地

动力总成控制器的接地以抗外界干扰为主要目的,因此属于信号接地。它采用了“满接地’’方式,即在除传输导线及元器件所占用的地方以外,全部接地,这样既减少了地阻抗,同时也起到了屏蔽作用。由于信号线与地线之间的距离仅为线路板层间距离,高频电路总是选择环路面积最小的路径流动,因此,实际的电流总是在信号线正下方的地线面上流动。这样,自然就形成了最小的信号环路面积,从而减小了差模辐射。

 2.隔离

动力总成控制器的电磁隔离采用了输入、输出全光电隔离。光电耦合器的输入阻抗很低(一般为IOO,欧姆~1 k欧姆而干扰信号的阻抗一般都很大,因此传输到光电耦合器的干扰电压就变得很小了;并且干扰源的内阻都很大,虽然可以产生一定的干扰电压,但能量较小,只能形成微弱的电流,而光电耦合器的发光二极管只有通过一定的电流才发光,因此,即使是电压的幅值很高的干扰,由于没有足够的能量,也不能使二极管发光,干扰就被抑制了;光电耦合器是在一个密封的管壳内进行的.因而不受外界的影响。

3.滤波

传感器故障和外部信号干扰是引起动力总成控制器工作失常的重要因素之一。对于模拟信号,由于正常工作时所输出的信号都有一定范围,在电磁兼容设计时,常对模拟量采用低通滤波器,阻止高频信号通过。另外当存在高速跳变的数字信号时,将产生阻抗噪声,因此在动力总成控制器电磁兼容设计过程中,常采取在控制器电源端口加入滤波器的方式来抑制电源端的噪声,其中大容量的电容负责进行高通滤波,而小容量的电容负责进行低通滤波。

4.PCB设计

动力总成控制器的电路板采用了6层电路板的设计,相对于双面PCB而言,多了地线层和电源层,电源平面应靠近接地平面,并且安排在接地平面之下。这样接地平面可以对电源平面上分布的辐射电流起到屏蔽作用。电源层及排列紧密的信号线与地线间距离能够减小共模阻抗和感性耦合。两层信号走线之间的串扰小;电源层和地线层之间距离较小,因此阻抗很小,适合于电源噪声解耦。

5.其他方法

选用集成度高的元器件能够减少电路板上元器件的数目,使电路板的布局简单,因而可以大大降低故障率和受干扰的概率。元器件的降额使用。降额设计就是使元件在低于其额定应力下工作,而影响系统运行可靠。陛的应力有:电应力(电压、电流、功率和频率等)、温度、机械应力,当工作应力高于额定应力时,元器件的失效率就提高。合理的降额是提高元器件和零部件可靠性的有效方法。


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