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汽车点火系统的电磁骚扰抑制方法研究

作　者: 刘庆升
导　师: 汪泉弟
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 汽车点火系统电磁骚扰光电隔离 EMI滤波器屏蔽
分类号: U463.64
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

汽车点火系统是汽车中最强的电磁干扰源,对其电磁兼容性进行研究具有极为重要的理论意义和工程价值。本论文在国家自然科学基金项目(No.50877081)《汽车电磁兼容预测与电磁干扰抑制关键技术研究》与长安汽车合作的产学研项目《汽车点火系统电磁骚扰抑制措施研究》的支持下,在研究汽车点火系统骚扰机理过程中有了新的认识,针对研究对象的特点,搭建了点火系统模拟试验平台。分别对光电隔离电路,混合滤波电路,金属屏蔽等常用电磁骚扰抑制方法在点火系统中应用的效果进行验证,研究结论不仅可以指导对点火系统电磁兼的整改,还可为整车车电磁兼容设计提供参考。论文提出汽车点火系统电磁骚扰主要是通过电源线对空间和其他设备造成辐射和传导干扰,而非点火火花直接对外产生干扰。设计并制作的点火控制器解决了点火系统平台实验时,点火信号源自身辐射骚扰影响测试的准确性;分析了光电耦合技术隔离电磁传导骚扰的原理,提出采用光电隔离电路来消除点火系统产生的传导电磁骚扰对汽车ECU的干扰。建立了光电隔离电路的数学模型,设计了实验电路,从实验与仿真两方面证明了光电隔离技术的有效性;结合EMI铁氧体滤波特性,分析了EMI滤波器各常用组件的优缺点,根据汽车点火系统电磁骚扰的特点,选用适合汽车点火系统的组件与型号,设计出以铁氧体共模扼流圈与聚酯薄膜电容组成EMI混合滤波器,经GB14023检测,证明了该滤波器的有效性;设计并实施了金属屏蔽盒实验、法拉第屏蔽实验、整车点火系统导线的屏蔽实验。用屏蔽理论分析了这几种屏蔽方法。指出了哪些可在汽车点火系统中应用和应注意的问题,哪些屏蔽方法是不适合汽车点火系统。本论文的研究工作对指导汽车电磁兼容设计与电磁干扰抑制具有一定的参考价值。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 问题的提出及研究意义  8-12
    1.1.1 汽车电磁兼容的基本概念  8
    1.1.2 汽车电磁兼容技术的内涵  8-10
    1.1.3 汽车电磁干扰的耦合路径  10-11
    1.1.4 汽车电磁兼容研究的意义  11-12
  1.2 汽车电磁兼容的国内外研究现状  12-13
    1.2.1 国外汽车电磁兼容的研究状况  12
    1.2.2 国内汽车电磁兼容的研究状况  12-13
  1.3 论文的主要研究工作  13-14
2 汽车点火系统电磁干扰的形成机理  14-22
  2.1 点火系统工作原理  14-15
  2.2 点火系统电磁骚扰的形成机理  15-21
    2.2.1 点火系统传导电磁骚扰的形成机理  16-19
    2.2.2 点火系统辐射电磁骚扰的形成机理  19-21
  2.3 本章小结  21-22
3 汽车点火系统实验平台的搭建与实验方法  22-31
  3.1 点火系统平台实验测试硬件  22-23
  3.2 测试系统工作原理与测试方法  23-26
    3.2.1 点火系统平台实验工作原理  23
    3.2.2 汽车点火系统传导电磁骚扰测试方法  23-25
    3.2.3 汽车点火系统辐射电磁骚扰测试方法  25-26
   3.3 实验器件的研制  26-30
    3.3.1 点火控制器研制的原因  26
    3.3.2 点火控制器工作原理及电路  26-27
    3.3.3 点火控制器实验效果与优点  27-30
  3.4 本章小结  30-31
4 光电隔离技术用于抑制汽车点火系统电磁骚扰  31-40
  4.1 光电隔离技术应用于汽车点火系统的原因  31
  4.2 光电隔离技术原理  31-33
  4.3 光电隔离技术仿真分析  33-37
    4.3.1 仿真平台的可行性分析  33-35
    4.3.2 光电耦合电路的模型建立  35-36
    4.3.3 对光电隔离电路抑制效果的仿真  36-37
  4.4 光电隔离技术实验验证  37-39
  4.5 光电隔离技术在汽车电磁兼容上应用前景和可能的缺陷  39
  4.6 本章小结  39-40
5 铁氧体滤波技术抑制电源线上电磁骚扰的研究  40-56
  5.1 铁氧体滤波原理  40-42
  5.2 点火系统电源线EMI 滤波器的设计  42-51
    5.2.1 滤波器组件的选择  43-46
    5.2.2 汽车点火系统电源线滤波器设计  46-51
  5.3 实验结果分析  51-54
  5.4 滤波器的安装  54-55
  5.5 本章小结  55-56
6 屏蔽技术应用于点火系统辐射骚扰抑制的讨论  56-64
  6.1 电磁屏蔽概念  56-58
    6.1.1 屏蔽效能  56-58
  6.2 屏蔽实验方案与结果分析  58-63
    6.2.1 金属盒屏蔽实验  58-60
    6.2.2 法拉第屏蔽实验  60-62
    6.2.3 汽车点火系统导线屏蔽整车实验  62-63
  6.3 本章小结  63-64
7 论文总结  64-66
  7.1 论文的主要工作及成果  64-65
  7.2 需进一步研究的问题  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  70

汽车点火系统的电磁骚扰抑制方法研究

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