所有机动车辆的电气系统都依靠单一的车载电源网络供电。然而通到各个单独系统的导线和线束常常包扎成一根线束,因而反馈脉冲就能轻而易举地从一个系统传入相邻系统的输入和输出接口。各种电气部件接通和断开时,如雨刮电机和洗涤泵,产生的干扰会以信号脉冲的形式传播,即电流和电压的突然急剧跳变。这些脉冲进而通过公共的导体,如电源,传到相邻系统的输入和输出口(电流耦合),或由电磁辐射通过电容和电感耦合来传播。流经同一导电路径的两个不同电路的电流,通过车体接地,都会因公共导线的电阻而在其上产生压降。干扰源U1产生的电压,在信号电路2内会形成一个附加信号电压,此信号将使传感器信号的输出产生错误。一个补救的办法就是把各电路分开。
2.3雨刮和洗涤系统电源分配的设计
由于雨刮和洗涤系统特殊的工作特性,它们都是感性负载,在接通和断开时,产生的干扰会以信号脉冲的形式传播,即电流和电压的突然急剧跳变。考虑到在电源分配设计时应该将关键用电器和一般的提高方便性的用电器分开,并将“噪音”信号从“干净”的信号分离开。所以对于雨刮和洗涤系统,不应该和其它系统,如车身控制模块,传感器信号采集回路等共用电源和地。在进行电源分配和接地点设计时应该注意这个问题。
另外,由于雨刮和洗涤同属-个系统,在洗涤功能开启时雨刮电机需要联动工作,所以两者可以共用一个保险。雨刮洗涤系统电源分配示意图如图11所示。
3 整车脉冲干扰问题分析
3.1雨刮洗涤系统脉冲干扰现象
由于众多线束和导线包扎成一根线束,所以每根导线都可以成为电感性和电容性的耦合干扰。电容耦合使变化的周期信号(如脉冲电压和正弦交流电压)在相邻电路内产生干扰和交调失真,甚至不存在直接物理连接的情况下仍然如此。容性干扰电压的电平正比于一些因素,如相邻电路的靠近程度和脉冲电压的上升速率等。电感耦合是指在一导体内以变动周期循环的电流,能在相邻的电路中感应出电压脉冲,这些电压脉冲将在二次电路内产生电流。决定耦合敏感度的一个主要因素是信号上升和”下降的时间;还有一个重要因素,就是有效互感。它由导线粗细和布线的情况等因素决定。最终脉冲电压还可能成为寄生信号出现在相邻系统的输入端和控制输出端。从前面的测试分析知道,雨刮电机和洗涤泵都是感性负载,在工作和断开的瞬间会产生电压的下降,在开始工作的瞬间,会产生尖峰脉冲。这些都是在进行雨刮洗涤系统和与其相关的系统设计电源分配时应该考虑到的因素。
3.2如何避免雨刮洗涤系统脉冲干扰
要避免雨刮洗涤系统脉冲干扰问题对与其相关的其它系统的影响,如车身控制模块,传感器信号采集回路等,应该从降低干扰源的脉冲强度、提高敏感系统的抗干扰能力以及优化线束布线等方面进行控制。
3.2.1雨刮电机
图12是一款雨刮电机内部原理图,由图12可以看出,在雨刮电机内部原理设计时,需要分别在高速和低速工作回路中串联电感来减缓回路中的电流变化,进而降低雨刮电机的浪涌电流通过电流耦合对其它系统的干扰;以及分别在高速和低速工作回路中并联电容来减小回路中的脉冲电压的变化。从而达到降低对外的传导发射等级。
3.2.2控制模块的防反向脉冲保护
此处以车身控制模块的防反向脉冲保护设计为例,介绍如何提高敏感系统的抗干扰能力。