背景 說到電磁兼容，很多人第一反應(yīng)肯定是電磁炮或者磁懸浮列車。其實電磁場的理論不僅在民用電子產(chǎn)品，軍事上，尤其是航空航天的領(lǐng)域升是絕對的核心內(nèi)容。下面舉幾個例子讓大家看看什么是電磁兼容。 1982年，英阿馬島戰(zhàn)爭，英國某著名驅(qū)逐艦由于受到飛魚導(dǎo)彈的攻擊而沉沒。其實當(dāng)時英艦上已經(jīng)裝載了反導(dǎo)彈偵查系統(tǒng)，本來阿根廷進(jìn)口的飛魚就是法國的減裝版本，抗電磁干擾能力極差。 可惜當(dāng)時那位倒霉艦長正在使用無線電通訊系統(tǒng)與英國本部聯(lián)系，這個無線電系統(tǒng)在工作時會需要關(guān)閉反導(dǎo)系統(tǒng)，因為反導(dǎo)系統(tǒng)工作時產(chǎn)生的電磁場會嚴(yán)重干擾艦上的無線電通訊。所以很不巧的事情發(fā)生了，老舊的飛魚暢通無阻的擊中了謝菲爾德。 概述 隨著人們對電動汽車性能、安全、舒適性等各方面要求的不斷提高，電動汽車上各種電子設(shè)備的功率越來越大，系統(tǒng)靈敏度越來越高，接受微弱信號的能力越來越強(qiáng)，電子產(chǎn)品所使用的的頻帶也越來越寬。因此，電子設(shè)備之間的相互影響也越來越大。 其中，作為電動汽車核心的具有大功率、大電流的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)對其他電氣電子設(shè)備的干擾影響尤為嚴(yán)重。 目前，針對大功率、大電流的車用電氣系統(tǒng)EMC標(biāo)準(zhǔn)還未出臺，而隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展以及相關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，迫切需要研究電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的EMI機(jī)理、試驗測試方法、預(yù)測分析方法以及EMI抑制技術(shù)等，這對提高電動汽車整車EMC性能、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、節(jié)約成本等具有重要的理論意義和工程實用價值。 電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng) 電動汽車借助蓄電池或超級電容提供能量，利用電力電子裝置DC/AC（或DC/DC）進(jìn)行能量變換提供給交流電機(jī)（或直流電機(jī)）負(fù)載進(jìn)行驅(qū)動。 下圖以交流電機(jī)為例的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖和示意圖：蓄電池（或超級電容器）、主電路、控制電路、電機(jī)共同構(gòu)成了整個驅(qū)動系統(tǒng)，粗實線表示的是大功率、大電流線纜。 （a）電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 從圖（a）中可以看出整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，既包括300V左右的高壓設(shè)備和線纜，又包括5V左右的微控制器電路。 數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor, DSP）控制電路由12V蓄電池通過小功率的DC/DC變換模塊供電，并發(fā)出驅(qū)動信號（通常是10V左右的PWM信號）驅(qū)動主電路的絕緣柵門極晶體管（Insulated Gate Bipolar Translator, IGBT）模塊實現(xiàn)點(diǎn)擊供電或調(diào)速。 蓄電池提供的直流電通過逆變電路中IGBT模塊快速通斷而轉(zhuǎn)換以供交流電機(jī)正常工作的交流電，如圖（b）所示。 （b）電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)示意圖 電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)EMC環(huán)境 由于電動汽車電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的高電壓、大電流以及復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，使其電磁干擾能量較大、頻帶較寬且傳播耦合路徑呈現(xiàn)多樣性，這增加了電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)EMC研究的難度。 但就EMI的基本性質(zhì)而言，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)EMI與其他電子設(shè)備或系統(tǒng)的EMI一樣，都是由電磁干擾源、傳播路徑（或耦合通道）和受擾體（敏感體）3個基本要素組成，如圖所示。 因此只需要切斷三要素中的任何一個環(huán)節(jié)，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的EMI問題都能得以解決。 電磁干擾源 從上圖的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與示意圖可以看出，整個電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的電磁環(huán)境非常復(fù)雜，其中，控制電路上的時鐘信號、數(shù)字信號、驅(qū)動信號是DSP上的主要干擾源，但相對于主電路以及電機(jī)等大功率、大電流設(shè)備，其抗干擾能力較弱；由于主電路（逆變電路、電纜）和電機(jī)存在大量的雜散電感和電容，在驅(qū)動電路作用下，開關(guān)器件開通和關(guān)斷必然會導(dǎo)致電壓和電流在短時間內(nèi)發(fā)生瞬變（IGBT最快能到上百納秒），形成高的du/dt和di/dt，對整個系統(tǒng)造成很強(qiáng)的電磁干擾，是系統(tǒng)的主要電磁干擾源。 傳播途徑 電磁干擾以傳導(dǎo)和輻射的方式進(jìn)行傳播，相應(yīng)的傳播途徑也不同。 傳導(dǎo)電磁干擾傳播，是指通過導(dǎo)線或其他元器件（如電容、電感等），以電壓或電流的形式，將電磁噪聲的能量在電路中傳送。 輻射電磁干擾傳播，則是指輻射干擾源在空間以電磁波的形式傳播。 在電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)EMI作用下，根據(jù)傳導(dǎo)干擾方式的不同，把EMI分為共振（Common Mode）干擾和差模（Differential Mode,DM）干擾兩種形式。 電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)差模干擾傳播示意圖 他們產(chǎn)生的內(nèi)部機(jī)理有所不同，共模干擾源產(chǎn)生的主要原因是電路中的高du/dt對寄生電容進(jìn)行放電，產(chǎn)生的高頻共模電流通過相線、寄生電容和地構(gòu)成流通回路；差模干擾是指相線之間的干擾，由逆變器工作時產(chǎn)生的脈動電流di/dt引起，直接通過相線與電源形成干擾回路，差模干擾和共模干擾傳播途徑如圖所示。 當(dāng)電路中的干擾在30MHz以上時，干擾源就會以電磁波的形式在空間傳播至受擾設(shè)備。 電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)共模干擾傳播示意圖 電磁干擾三要素 說了那么多例子，我們從原理上講一下電磁兼容，什么是電磁兼容？ 汽車零部件對應(yīng)的電磁兼容測試國際標(biāo)準(zhǔn)： 電波暗室與屏蔽室的原理 半電波暗室（主要用來進(jìn)行輻射發(fā)射與輻射抗擾度測試）： 屏蔽室（主要用來進(jìn)行大電流注入，帶狀線等測試）： 測試方法