CH16-汽车电子设备的可靠性ppt课件.ppt

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1、汽车电子设备的可靠性《汽车电器与电子技术》讲义机械学院刘伦洪8/8/20211主要内容可靠性概述汽车电子设备的电磁兼容测试设备与途径8/8/20212汽车电子设备的特殊运行环境与要求恶劣的电磁环境振动与冲击粉尘高湿度，涉水高温、低温、温变与散热有害及腐蚀性气体误操作与误接线8/8/20213汽车电磁环境移动的电磁干扰接收平台无法正常接大地功率电器的频繁启停火花点火单线制，负极搭铁，车身共地8/8/20214可靠性要求高法规对汽车电子设备的电磁兼容限制：不发射干扰——干扰限值对干扰不敏感——免疫生命安全生产安全8/8/20215法规电磁兼容

2、国家标准GB/T17619-1998：机动车电子电器组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法。对电磁骚扰免疫力作出规定。GB14023-2000(代替GB14023-1992)：车辆、机动船和由火花点火发动机驱动的装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法。对电磁辐射特牲进行了规定。GB/T18387-2001：电动车辆的电磁辐射的限值和测量方法宽带9KHz~30MHz。对电动车的电磁辐射作出了规定。GB18655-2002。用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法。其他法规8/8/202168/8/20217故障现象系统重启误动作操作失灵

3、数据丢失周期性故障间歇性故障8/8/20218故障原因电路设计缺陷软件设计缺陷：错误代码、容错生产工艺缺陷：虚焊、接触不良器件不合格或损坏错误操作：反接电噪声其他：电源VCC不稳定、不符合要求的解耦电路、时序混乱8/8/20219汽车电子设备的电磁兼容电子元件的等效模型电噪声类型对策1：电流环（CurrentLoop）对策2：屏蔽对策3：接地对策4：电源分配与解耦对策5：容错设计对策6：ESD汽车电磁环境车载电子设备的主要干扰源8/8/202110导线电阻电容电感单片机其他IC二极管三极管瞬态抑制器电子元件的等效模型8/8/202111电

4、噪声类型电噪声又称电磁干扰(EMI)，类型有很多种，汽车环境常见的有：辐射噪声传导噪声静电放电ESD地线噪声8/8/202112辐射噪声电磁脉冲EMP和射频干扰RFI。任何能产生电弧或电火花的地方就会向外辐射电磁脉冲(EMP)的射频干扰(RFI)(此处应补充三种图片：磁铁（磁场）、高压线（电场）、发射塔（电磁波），以明示3种常见辐射干扰)作者：2007年11月8/8/202113辐射噪声雷电电火花电磁波8/8/202114传导噪声——电源线上的瞬变噪声线圈L代表电源与负载R1和R2之间导线电感。负载开关时，感应电势v=L(di/dt)试图

5、维持原有的电流。这就叫做“冲激电势(InductiveKick)”。“冲激电势”是线路上瞬变噪声的主要原因。V8/8/202115静电放电ESD人体上累积的静电电压可达35KV。静电放电时的电流脉冲的上升时间极短—典型值是4A/ns。图a是所观察到的静电放电的波形。5cm的直导线的电感约为50nH。根据公式V=L/(di/dt)，该导线上产生4A/nS的di/dt只需200V的静电电压。8/8/202116地线噪声地线中的电流也是一种噪声。例如电源线中的50HZ电流、RF射频干扰、共享电流返回通路信号线之间的串扰等等。地线噪声也称做“接地

6、环路”问题。“接地环路”简介：源如图所示，真实大地上不同地点的电位并不相同。如果导线的两端在不同位置接大地，两点间的电位差就会导致导线的有电流流过(可达几A)。如果把这条导线看成是环路的一部分，图中的电压源代表两地之间的电位差，这就是经典的“接地环路”。推而广之，该名词也用于描述地线中不希望出现的(经常是没有预料到)的电流。VCKT1=5VVCKT2=?如果传输模拟信号，导致测量不准！如果传输数字信号，导致数据错误！如何解决？8/8/202117对策1：电流环（CurrentLoop）电流从电源正极出发经过负载流回负极所经过的路线是一个环

7、路，简称“电流环”。8/8/202118“电流环”与干扰源电流环的形状决定了它：如何向外辐射EMI；如何受到外来EMI的干扰；如何屏蔽干扰。任何电流的流动都会向外辐射电场/磁场，即向外发射干扰。若有两条平行的导线：其中流过的电流分别是+i和-i，在导线的附近，某个给定点到两条导线的距离明显的不同，则两条导线产生的磁场强度在该点不为0；对于相对较远距离的点，该点到两条导线的距离可以认为相等时，两条导线所产生的磁场将相互抵消。结论：维持输出与返回通路尽可能靠近就是减小它们干扰其他信号的最重要方法。X●●X8/8/202119“电流环”与抵御干

8、扰其次，由于从电流环A到电流环B的互感等于从电流环B到电流环A的互感。可以得出结论：一个电路如果不向外辐射干扰的话，它同时将不受到外界的干扰。8/8/202120“电流环”的启示与结论因此，从