現(xiàn)代汽車電磁兼容理論與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

前言

　　科技的發(fā)展使得各種行業(yè)都必須大量采用電子或電氣設(shè)備，需要數(shù)種設(shè)備相互配合使用，導(dǎo)致設(shè)備電路問(wèn)互相干擾的問(wèn)題，從而電磁兼容學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生。對(duì)于汽車行業(yè)來(lái)說(shuō)，一方面由于車載設(shè)備電氣化的程度不斷提高，另一方面由于外界電磁環(huán)境的日趨復(fù)雜化，同時(shí)由于環(huán)境的要求，汽車電控系統(tǒng)對(duì)于外界的干擾應(yīng)控制在一定限值范圍內(nèi)，因此電磁兼容越來(lái)越成為困擾行業(yè)人員的問(wèn)題。如今，隨著新能源在汽車工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，以清潔能源汽車為代表的現(xiàn)代汽車的電磁兼容問(wèn)題已經(jīng)成為各國(guó)研究人員的主要研究課題。　　清潔能源汽車是對(duì)環(huán)保經(jīng)濟(jì)型汽車的統(tǒng)稱。與傳統(tǒng)燃油車輛相比，它具有耗能低、排放少等典型特征。按照所使用燃料的驅(qū)動(dòng)方式不同，清潔能源汽車可分為混合動(dòng)力（HEV），燃料電池（FCV）及純電動(dòng)等新能源汽車。清潔能源汽車在給汽車行業(yè)帶來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)的同時(shí)，隨之而來(lái)的還有汽車中日趨復(fù)雜的電磁環(huán)境。新能源汽車中采用了大量的大功率電力電子器件，動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電機(jī)、大功率DC／DC轉(zhuǎn)化器以及高壓動(dòng)力電纜都使汽車的電磁噪聲發(fā)射水平大幅度增加。因此，限制電磁干擾水平，以保護(hù)車內(nèi)及車外電磁敏感設(shè)備顯得更為重要。與此同時(shí)電磁環(huán)境日趨惡化，如何提高車內(nèi)電磁敏感設(shè)備的電磁抗擾度顯得尤為重要?！　”緯?shū)在講解基本理論（原理）的同時(shí)，更加注重講解解決實(shí)際問(wèn)題的方法。目前關(guān)于電磁兼容理論方面的圖書(shū)較多，但針對(duì)汽車電磁兼容方面的書(shū)幾乎沒(méi)有。本書(shū)的一個(gè)重要特色是理論聯(lián)系實(shí)際，重視實(shí)用技術(shù)講解。書(shū)中有較大篇幅講述與汽車相關(guān)的各種測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)（各大汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比）及相應(yīng)的試驗(yàn)手段、設(shè)備、場(chǎng)地布置等。書(shū)中很多資料均為科研一手資料，具有較高的參考價(jià)值。

內(nèi)容概要

　　現(xiàn)代汽車電磁兼容技術(shù)的理念、設(shè)計(jì)、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)手段和方法。內(nèi)容包括電磁兼容預(yù)備（基礎(chǔ)）知識(shí)（電磁場(chǎng)與電磁波）、現(xiàn)代汽車主要電磁干擾源分析、汽車主要干擾傳播途徑、汽車電磁兼容理論設(shè)計(jì)方法、汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)、汽車電磁兼容測(cè)試試驗(yàn)等。　　《現(xiàn)代汽車電磁兼容理論與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》理論結(jié)合實(shí)際，深入淺出，實(shí)用性較強(qiáng)，可作為高等院校相關(guān)專業(yè)電磁兼容課程本科生、研究生教材，也可供EMC測(cè)試工程師、設(shè)計(jì)工程師參考。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論1．1 現(xiàn)代汽車電磁兼容問(wèn)題及研究意義1．1．1 電磁兼容定義及三要素1．1．2 現(xiàn)代汽車電磁兼容問(wèn)題1．1．3 汽車電磁兼容性問(wèn)題研究意義1．2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究1．2．1 國(guó)外研究歷史及現(xiàn)狀1．2．2 國(guó)內(nèi)研究歷史及現(xiàn)狀第1篇 電磁兼容預(yù)備(基礎(chǔ))知識(shí)第2章 電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)2．1 矢量分析2．1．1 矢量和標(biāo)量2．1．2 矢量運(yùn)算2．1．3 矢量場(chǎng)的通量和散度2．1．4 矢量場(chǎng)的環(huán)量和旋度2．2 電磁場(chǎng)的基本定律2．2．1 靜電場(chǎng)的基本定律2．2．2 靜磁場(chǎng)的基本定律2．2．3 時(shí)變電磁場(chǎng)的基本定律2．3 麥克斯韋方程組及邊界條件2．3．1 麥克斯韋方程組2．3．2 電流連續(xù)性原理2．3．3 物質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系2．3．4 邊界條件2．4 坡印廷定理2．5 均勻平面波2．5．1 一般波動(dòng)方程2．5．2 無(wú)耗媒質(zhì)中的均勻平面電磁波2．5．3 有耗媒質(zhì)中的均勻平面電磁波第3章 傳輸線3．1 均勻傳輸線的分析3．1．1 均勻傳輸線等效及傳輸線方程的解3．1．2 傳輸線方程解的分析3．2 傳輸特性參數(shù)3．2．1 傳播常數(shù)3．2．2 相速度3．2．3 特性阻抗3．3 傳輸線的輸入阻抗與反射系數(shù)3．3．1 輸入阻抗3．3．2 反射系數(shù)3．3．3 反射系數(shù)與輸入阻抗的關(guān)系3．3．4 反射系數(shù)與負(fù)載阻抗的關(guān)系3．4 傳輸線的匹配3．4．1 傳輸線的三種匹配狀態(tài)3．4．2 阻抗匹配的方法3．5 傳輸線的效率、功率和損耗3．5．1 傳輸效率3．5．2 傳輸功率3．5．3 傳輸線損耗第4章 天線4．1 基本振子的輻射4．1．1 電基本振子4．1．2 電基本振子輻射的電磁場(chǎng)4．1．3 磁基本振子4．2 天線的電參數(shù)4．2．1 輻射方向圖4．2．2 輻射效率4．2．3 增益系數(shù)4．2．4 輸入阻抗4．2．5 有效長(zhǎng)度4．2．6 極化特性4．2．7 頻帶寬度4．3 對(duì)稱振子天線第2篇 現(xiàn)代汽車電磁兼容理論及設(shè)計(jì)方法第5章 現(xiàn)代汽車主要電磁干擾源分析5．1 汽車電磁環(huán)境分析5．1．1 自然干擾源5．1．2 人為干擾源5．1．3 車載干擾源5．2 汽車電氣電子設(shè)備介紹及干擾分析5．2．1 電源系統(tǒng)5．2．2 啟動(dòng)系統(tǒng)5．2．3 點(diǎn)火系統(tǒng)5．2．4 照明及燈光信號(hào)系統(tǒng)5．2．5 儀表系統(tǒng)5．2．6 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)5．2．7 其他電器電子系統(tǒng)5．3 現(xiàn)代汽車車載電磁干擾源分析5．3．1 感性負(fù)載瞬變干擾源5．3．2 觸點(diǎn)放電干擾源5．3．3 靜電放電干擾源5．3．4 電磁耦合干擾源5．3．5 印制電路板PCB的電磁輻射5．3．6 供電系統(tǒng)電磁干擾源5．3．7 點(diǎn)火系統(tǒng)電磁干擾源5．3．8 CAN總線電磁干擾分析5．4 新能源汽車主要干擾源5．4．1 新能源汽車動(dòng)力總成控制器5．4．2 DC／DC變換器系統(tǒng)干擾源分析5．4．3 電機(jī)產(chǎn)生的電磁干擾5．5 本章小結(jié)第6章 現(xiàn)代汽車主要干擾傳播途徑6．1 傳導(dǎo)耦合6．1．1 直接傳導(dǎo)耦合6．1．2 公共阻抗耦合6．2 輻射耦合6．2．1 天線對(duì)天線耦合6．2．2 場(chǎng)對(duì)線耦合6．2．3 線對(duì)線耦合6．2．4 近場(chǎng)耦合和遠(yuǎn)場(chǎng)耦合6．2．5 共模和差模6．3 新能源汽車動(dòng)力總成控制器耦合途徑分析6．3．1 直接耦合6．3．2 漏電耦合6．3．3 電容耦合6．3．4 電感耦合6．3．5 輻射耦合6．4 本章小結(jié)第7章 汽車電磁兼容設(shè)計(jì)方法7．1 接地設(shè)計(jì)7．2 屏蔽設(shè)計(jì)7．2．1 電磁屏蔽7．2．2 電磁波吸收設(shè)計(jì)7．2．3 屏蔽材料與吸波材料的比較7．3 濾波設(shè)計(jì)7．3．1 常用濾波元件7．3．2 濾波器7．3．3 多級(jí)濾波器分析7．3．4 濾波器的布局7．3．5 濾波器應(yīng)用舉例7．4 瞬態(tài)噪聲抑制7．5 PCB兼容設(shè)計(jì)7．5．1 PCB板中的電磁兼容問(wèn)題7．5．2 線路板跡線的阻抗7．5．3 PCB輻射的抑制7．5．4 集成電路芯片及其電磁兼容設(shè)計(jì)7．5．5 PCB板中開(kāi)關(guān)電源的電磁兼容設(shè)計(jì)7．5．6 IC封裝特征在電磁干擾控制中的作用7．5．7 PCB多層板的設(shè)計(jì)7．5．8 PCB布線原則7．5．9 PCB去耦與旁路設(shè)計(jì)7．5．10 PCB與外部裝置互連7．6 動(dòng)力總成控制器的電磁兼容設(shè)計(jì)方法7．7 本章小結(jié)第3篇 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試和試驗(yàn)第8章 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)第9章 試驗(yàn)設(shè)備和仿真工具參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第3章　傳輸線　　串?dāng)_和耦合一直是電磁兼容設(shè)計(jì)中重要的問(wèn)題，要對(duì)其進(jìn)行分析，就必須對(duì)傳輸線的知識(shí)有所了解。兩個(gè)或多個(gè)距離較近的平行導(dǎo)體系統(tǒng)即構(gòu)成傳輸線，在電磁兼容領(lǐng)域比較關(guān)心的是均勻傳輸線的問(wèn)題，均勻傳輸線方程及其解提供了對(duì)電壓和電流定性分析和定量計(jì)算的有力工具，而阻抗匹配問(wèn)題往往在解決電磁兼容問(wèn)題中起著至關(guān)重要的作用，功率和損耗問(wèn)題在提高產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力方面的作用不容忽視?！　?.1　均勻傳輸線的分析　　3.1.1　均勻傳輸線等效及傳輸線方程的解　　均勻傳輸線，又稱為規(guī)則導(dǎo)波系統(tǒng)，指的是截面尺寸、形狀、媒質(zhì)分布、材料及邊界條件均不變的導(dǎo)波系統(tǒng)。它可以用兩根平行導(dǎo)線來(lái)表示，如圖所示。當(dāng)高頻電流通過(guò)傳輸線時(shí)，導(dǎo)線將產(chǎn)生熱耗，這表明導(dǎo)線具有分布電阻；由于導(dǎo)線間絕緣不完善而存在漏電流，這表明沿線各處有分布電導(dǎo)；電流通過(guò)導(dǎo)線，在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，即導(dǎo)線存在分布電感；兩導(dǎo)線間存在電壓，其問(wèn)有電場(chǎng)，則導(dǎo)線問(wèn)存在分布電容。這四個(gè)分布元件可分別用單位長(zhǎng)分布電阻R單位長(zhǎng)分布漏電導(dǎo)G單位長(zhǎng)分布電感L和單位長(zhǎng)分布電容c來(lái)描述，以上參數(shù)可通過(guò)靜態(tài)場(chǎng)的分析方法得到，其等效電路如圖所示。

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