车载骚扰源主要是车上各种电子电气系统产生的骚扰。车载骚扰源产生的干扰电磁波分为传导干扰和辐射干扰两种。传导干扰电磁波,是通过汽车线缆来直接输入无线电设备和电子设备内部的,而辐射干扰电磁波则是在空间传播,通过天线(如点火高压线就相当于天线)输入无线电设备内部。车载骚扰源产生的干扰电磁波具有脉冲特性且频带较宽,其频率一般在0.5~1000MHz之间。人们关注的频率范围是150kHz~1000MHz。军用车辆范围会更高。当从发生源临近的地方移开时,干扰电磁波先以距离值的3次方的速率衰减,稍远些时,以距离值的2次方的速率衰减,最后随距离越来越远而线性衰减。下面介绍几种典型的车载骚扰源。
1.点火装置
在车辆、船舶等的内燃机驱动设备内,装有火花点火装置。当所储存的电荷通过火花塞进行火花放电时,放电电流的峰值约200A,放电时间在微秒以内,峰值电压高达10kV以上。因此,点火装置是最强的瞬态骚扰源之一,它所产生的前沿很陡的骚扰脉冲在10~100MHz以上的频率范围内,因此对周围的空间形成很强的电磁辐射。在汽车发动机点火时,初、次级点火线圈瞬变电压极高,对车载电子装置产生很强的传导干扰。
汽车电气系统中含有电感、电容和电阻的闭合回路,在外加电源的作用下,在某些工作频率上会形成振荡回路,闭合回路中的电流可以产生传导干扰。下面以开关电源为例进行介绍。
图3-7所示是一个开关电源电路的几个主要部分,图中,C1、C2、C3和C4是各主要部分的机壳(搭铁)的电容;C5、C6是滤波电容;R1、R2和R3是对地或机壳的电阻;i1、i2、i3和i4是开关电源电路中几个主要部分的回路电流,i1是交流输入回路电流,i2是整流回路电流,i3是开关回路电流,i4是输出整流回路电流。在这4个电流中,i3的作用是最主要的,因为它受开关管VT控制,其他电流全部都因它的变化而发生变化。i1、i2、i3、i4产生差模干扰,并形成小环发射天线,向空间辐射骚扰信号。
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图3-7 开关电源电路
另外,还有4个回路电流i5、i6、i7和i8,其中i7的骚扰辐射最为严重,因为变压器一次绕组产生的反电动势一端正好通过C3与大地相连,另一端经过其他3个回路与交流输入回路相连。这里特别指出,凡是经过电容与大地相连回路的电流都是属于共模信号干扰电流,因此,i5、i6、i7和i8全部都属于共模信号干扰电流。
汽车电路系统由蓄电池和交流发电机作为核心电源,车体作为共用搭铁,各个电气装置与其并联。相连的线束造成装置间彼此传导骚扰;相邻的导线间会有感应骚扰;因为天线效应,不相邻导体间又存在着辐射干扰。因而电磁骚扰综合着3种途径,覆盖较宽的干扰频率。电路负载较大时会产生严重的交流电压的波形畸变,并产生多次谐波,会干扰其他用电设备的正常工作。整流及滤波电容器的容性负载,因供电电流呈强脉冲状态而引起电磁骚扰问题。
4.其他骚扰
除了以上电气设备产生骚扰电磁波外,传统汽车上起动机、闪光灯、触点式电磁振动电喇叭、刮水器、仪表板、空调系统起动器、燃油泵等也都会产生较小的传导骚扰和辐射骚扰。电动机电刷换向火花产生电磁辐射,起动机电磁开关和各种开关工作时放电骚扰。触点式电磁振动电喇叭、刮水器、仪表板、空调系统起动器、燃油泵、闪光灯等感性负载会引起瞬态骚扰。
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