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，以滿足主要的電磁兼容性標準的要求。同時，越來越高的集成度也讓汽車電氣設(shè)計師們急需系統(tǒng)芯片專用集成電路和專用標準產(chǎn)品解決方案，它們可以替換多個分立元件。本文探討汽車電氣設(shè)計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、動力傳動、發(fā)動機管理、穩(wěn)定和控制應用等研制出越來越復雜的解決方案，促使現(xiàn)代汽車中的電模塊以持續(xù)強勁的勢頭不斷發(fā)展，先進的電子模塊也得到越來越普遍的應用。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，就必須重視對電磁兼容性的研究和設(shè)計。

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)計者越來越嚴峻的挑戰(zhàn)。其中三個主要問題是：

a如何將電磁敏感度降到*低，以使設(shè)計的電子模塊不受手機、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如何保護電子模塊能適應特殊的汽車工況，包括電源系統(tǒng)的瞬變、開關(guān)大功率電器及起動電機等的干擾。

c如何盡量減少可對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)備在汽車上的應用，這些問題也變得越來越富挑戰(zhàn)性。此外，電磁干擾對電子模塊對許多線性度差和零點偏移大的低功率廉價的傳感器的信號采集的影響將是災難性的。

2．預兼容必測試

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)計的關(guān)鍵要素。兼容性測試已在汽車制造商、他們的供應商和各立法機構(gòu)間標準化。設(shè)計過程中電磁兼容性問題發(fā)現(xiàn)越遲，就越難識別其根本原因，解決方案也可能將更為有限和昂貴。因此，從集成電路設(shè)計和印刷電路板布局到模塊安裝和*終的汽車布局設(shè)計，電磁兼容性在設(shè)計流程的各個階段均需認真對待。為了簡化這**程，在模塊和集成電路設(shè)計階段考慮電磁兼容性問題的預兼容性測試，已經(jīng)或正在標準化。

對于電子模塊來說，有三種主要的電磁兼容性標準：

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

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

瞬態(tài)標準——ISO 7637：道路車輛的傳導和耦合造成的電氣干擾。

3．電磁兼容性設(shè)計

汽車電子模塊設(shè)計時應用采用多種技術(shù)來確保滿足電磁兼容性的要求，現(xiàn)針對電源線、地線和軟件等設(shè)計淺析如下。

3.1電源線設(shè)計

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，這樣有助于增強抗噪聲的能力。

3.2地線設(shè)計

在電子模塊設(shè)計中，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、機殼地（屏蔽地）、數(shù)字地（邏輯地）和模擬地等。在地線設(shè)計中應注意以下幾點。

3.2.1正確選擇單點接地與多點接地

在低頻電路中，信號的工作頻率小于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)流對干擾影響較大，因而應采用一點接地的方式。當信號工作頻率大于10MHZ時，地線阻抗變得很大，此時應盡量降低地線阻抗，應采用就近多點接地。當工作頻率在1~10MHZ時，如果采用一點接地，其地線長度不應超過波長的1/20，否則應采用多點接地法。

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，應使它們盡量與電源端地線相連。低頻電路的地應盡量采用單點并聯(lián)接地，實際布線有困難時可部分串聯(lián)后再接地，地線應短而粗。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接地線應盡量加粗

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

3.2.4接地線構(gòu)成閉環(huán)路

設(shè)計只由數(shù)字電路組成的印刷電路板的地線系統(tǒng)時，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，因受接地線粗細的限制，會在地線上產(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

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

3.4熱設(shè)計

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小于2cm，必要時如安裝在發(fā)動機上電子控制模塊，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)品在汽車上的應用程度同汽車技術(shù)發(fā)達國家汽車的差距正在逐漸減小。隨著我國國民經(jīng)濟的為斷發(fā)展，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進的電子、通訊設(shè)備正在逐漸應用到汽車上。為提高設(shè)計效率，應對汽車電磁兼容性的問題給予足夠的重視。