如何解决汽车电磁干扰问题？

摘要： 汽车电磁干扰（EMI）是影响车辆性能和安全性的重要因素，随着电动汽车的普及，这一问题变得尤为突出，因为电动汽车使用的大功率电子设备更容易产生高功率、低频率的电磁干扰，下面将详细探讨...

汽车电磁干扰（EMI）是影响车辆性能和安全性的重要因素，随着电动汽车的普及，这一问题变得尤为突出，因为电动汽车使用的大功率电子设备更容易产生高功率、低频率的电磁干扰，下面将详细探讨汽车电磁干扰的解决方案：

一、电磁干扰的来源

1、电源转换器：作为电力系统中的主要EMI源，快速转换器件如IGBT和碳化硅（SiC）MOSFET在高频下工作，容易产生电磁干扰。

2、电动机：在高功率水平下运行，产生电磁辐射，并通过阻抗为电磁干扰提供路径。

3、车载电池及其连接电路：电流成为电场和磁场发射源，为电磁干扰创造路径。

4、电缆：屏蔽和非屏蔽电缆在子系统之间承载高频电流并产生更强的磁场，由于布线空间有限，导致它们之间产生电磁干扰。

5、车载电池充电系统和无线充电设施：这是主要的外部电磁干扰产生来源，与无线充电器连接会产生强大的磁场，以将电力传输到电动汽车中，而这易产生电磁干扰。

二、解决电磁干扰的方法

1、使用宽带隙半导体：如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN），这些材料具备良好的功率和效率，但更高的转换频率也会造成电磁干扰，基于SiC的器件可搭载较小尺寸的无源EMI滤波器，但产生的电磁干扰往往集中在高频范围内，故而高频无源器件的非理想行为可能使滤波器设计成为一项挑战。

2、滤波电容器：可以有效地解决汽车电子中的传导干扰问题，通过在电路中引入滤波电容器，可以抑制共模电压和噪声等无用信号，从而提取并放大微弱的真实信号。

3、屏蔽技术：对于点火系统等强干扰源，采用屏蔽点火线的方式可以有效改善电磁干扰，对微处理器（单片机）增加屏蔽罩或将屏蔽罩妥善接地，也能减轻干扰。

4、优化接地技术：良好的接地层将为旁路电容器等组件提供低阻抗路径，设计人员可以使嘈杂的开关节点或振荡器尽可能远离PCB上的敏感节点。

5、改进线束设计：通过屏蔽源设备及其线束，最小化EMI影响，添加改进的滤波器，可以将较长线束中的传导和辐射EMI降至最低。

6、使用铁氧体磁珠和薄膜电容器：片状铁氧体磁珠即使在人口最密集的PCB中也能提供EMI保护，EMI抑制薄膜电容器符合AECQ200标准，可用作汽车电源逆变器的EMC滤波器。

汽车电磁干扰是一个复杂且多方面的问题，需要从源头控制、传播途径阻断和敏感设备保护等多个角度进行综合治理，通过上述方法的综合应用，可以显著降低汽车电磁干扰的影响，提高车辆的安全性和可靠性。