5 conseils pour la conception de circuits automobiles afin de vaincre les EMI

Les produits électriques sont nés avec les EMI (interférences électromagnétiques). Les produits électroniques multifonctions répondent aux différentes attentes des gens, ce qui conduit également à la génération d'une série de problèmes d'IEM qui menacent directement la santé et la sécurité environnementale des personnes. L'effet des EMI sur l'automobile est si important qu'il influence les performances des appareils radio externes et crée dans une certaine mesure des interférences avec les appareils électroniques à l'intérieur des véhicules. Par conséquent, il est absolument nécessaire pour nous de comprendre les EMI et de nous concentrer sur quelques conseils pour la conception de circuits automobiles à titre préventif.

Analyse des EMI dans les circuits automobiles

Le problème EMI se produit généralement dans les produits électroniques. On le voit partout dans les produits électroniques, entre les appareils électroniques, les composants et les systèmes. Les EMI résultent de tant de raisons parmi lesquelles il n'y a qu'un noyau, c'est-à-dire les interférences de décharge électrostatique (ESD). Les éléments conduisant les circuits électroniques à être interférés par l'électricité statique se présentent sous deux aspects :des paramètres de distribution déraisonnablement conçus dans le circuit électronique et des éléments environnementaux qui réduisent la stabilité des circuits, provoquant finalement des interférences.

La tenue aux EMI par l'automobile provient principalement des appareils électriques des voitures. Ses modes de transmission contiennent la conduction et le rayonnement tandis que les sources d'interférence comprennent les interférences du réseau de circuits, les interférences de décharge électrostatique et les interférences de rayonnement électromagnétique, etc.

• Les interférences du réseau de circuits proviennent principalement des appareils électriques à l'intérieur des véhicules. Ces appareils créent des signaux d'impulsion d'interférence qui sont ensuite transmis dans un mode d'ondes électromagnétiques autour du réseau, empêchant l'équipement de réception radio ambiant de fonctionner normalement.
• L'interférence de rayonnement électromagnétique fait référence à l'interférence résultant d'un changement soudain (impulsion) qui est causé lorsque le circuit est mis sous tension ou hors tension. Cela se produit particulièrement pour les porteurs inductifs et capacitifs lorsqu'une tension soudainement élevée est générée au moment transitoire de la mise sous tension et hors tension, ce qui entraîne également une fréquence de rayonnement élevée. Ce type d'interférence affecte non seulement le dispositif de réception de rayonnement embarqué, mais endommage également les appareils électriques automobiles à différents degrés.

Tous les types d'unités de commande électroniques appliquées par les véhicules ne fonctionnent normalement que si une alimentation électrique stable est fournie. Dès qu'une fluctuation de tension se produit dans le système d'alimentation, les modules électroniques ne pourront pas fonctionner dans un état normal.

Conseils pour la conception de circuits automobiles

Conseils dans la conception de circuits automobilesPour empêcher les véhicules de souffrir d'anomalies dues aux EMI, certaines mesures préventives doivent être prises afin d'interdire ou de réduire les EMI afin que les automobiles et les appareils électroniques automobiles soient capables de fonctionner correctement.

Conseil 1 :les interférences de conduction électromagnétique doivent être réduites.

Les mesures détaillées dans la conception de circuits automobiles peuvent être résumées comme suit :

• La surface effective de chaque boucle de circuit doit être minimisée.
• En ce qui concerne les EMI résultant de l'inductance de fuite sur le transformateur, un blindage magnétique doit être mis en place sur le transformateur. De plus, la surface effective de chaque boucle doit être minimisée.
• Pour les circuits souffrant d'EMI graves, des lignes doubles peuvent être appliquées pour transmettre les signaux afin de réduire les EMI.

Conseil 2 :les interférences avec le réseau de circuits automobiles doivent être interdites.

• Les fils reliant les appareils électriques automobiles doivent être raccourcis et ne doivent PAS être parallèles ou proches les uns des autres.
• Le routage rationnel des fils joue un rôle essentiel dans l'interdiction des interférences du réseau de circuits.
• La capacité de filtrage de puissance doit être augmentée avec Circuit de découplage RC ajouté pour réduire le couplage du circuit.

Astuce 3 :les interférences de rayonnement électromagnétique automobile doivent être interdites.

• Une protection du réseau R-C-D doit être mise en œuvre.
• Des mesures efficaces d'interdiction des transitoires doivent être prises à la source d'interférence, ce qui non seulement réduit le rayonnement électromagnétique de la charge capacitive, mais protège et contrôle les points de contact de la charge capacitive.
• Métal le bouclier doit être appliqué.

Toute interférence sur le terrain peut être interdite dans les méthodes de blindage.

• Dans la fréquence de réception des communications mobiles, l'aluminium est généralement choisi pour le blindage électromagnétique. En raison de l'effet de peau à haute fréquence, le bouclier électromagnétique n'a pas besoin d'être trop épais.
• Un moteur sans contact ou un système d'allumage sans distributeur peut être appliqué pour éliminer la source d'interférence et réduire le rayonnement électromagnétique.

Astuce 4 :Le blindage doit être entrepris.

Le blindage participe efficacement à l'arrêt des perturbations électromagnétiques. Habituellement, les matériaux à haute conductivité sont sélectionnés comme bouclier. Il a été démontré que l'excellente performance du blindage de champ haute fréquence dépend de matériaux à haute conductivité tels que l'acier ou l'aluminium, tandis que celle du blindage de champ basse fréquence dépend de matériaux à haute magnétoconductivité tels que l'acier magnétique, le fer et l'alliage de béryllium. Les appareils ayant tendance à générer des étincelles ou des arcs électriques doivent être protégés par un blindage métallique afin que l'effet négatif de la compatibilité électromagnétique (CEM) puisse être éliminé.

Astuce 5 :Le filtrage est également une méthode efficace pour contrôler les EMI.

Le filtre est considéré comme la méthode la plus couramment utilisée pour vaincre les EMI et il est capable de résister aux EMI qui pénètrent directement par le chemin du circuit. Il est résumé que l'augmentation de l'amplitude du signal est une méthode cruciale d'anti-EMI. En ce qui concerne les signaux de capteur faibles, le circuit peut être amplifié avec une amplitude augmentée, ce qui réduira considérablement les EMI.

Les EMI sur les circuits automobiles ont de nombreux effets néfastes sur les composants électroniques automobiles. Cela réduit non seulement la durée de vie de l'automobile, mais détruit également la sécurité de conduite des personnes. En conséquence, de nombreuses mesures préventives peuvent être prises pour minimiser l'influence des EMI sur les composants électroniques du véhicule tout en garantissant la sécurité et la fiabilité du fonctionnement automobile.

Cet article a été écrit par Dora Yang, rédactrice en chef de PCBCart. Article initialement publié sur Elektronik Industrie Magazine, Numéro 11, 2017, Page 74-76.

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