【经验】以汽车仪表盘EMC问题的剖析为例，给广大工程师提供一种解决方案

时间： 2023-07-14 来源：韬略科技

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一、汽车仪表盘的作用

汽车仪表盘主要包括燃油指示灯、清洗液指示灯、电子油门指示灯、前后雾灯指示灯及报警灯，可以随时监控汽车状态。汽车仪表盘是反映车辆各系统工作状况的装置，一般汽车的常规仪表有车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。汽车仪表是驾驶员与汽车进行信息交流的重要接口，随着汽车电子技术的发展，汽车行驶状况和各机构、零部件的信息量显著增加，驾驶员在驾驶车辆时，必须更多、更及时了解汽车和发动机的各种参数是否正常，以便及时采取措施，防止发生事故。

二、主要的EMC问题

1、电源端传导发射

2、ARM主时钟频率点

3、LCD屏驱动时钟

4、接口端静电防护

5、电源端口7637测试异常

6、CAN线EMC处理

三、仪表盘主流方案

仪表盘框架图:

四仪表盘输入/输出量

输入量:（通过CAN总线接受外部信号）

1、水温/油量等模拟信号通过A/D转化送给MCU

2、电动机转速/车速为脉冲信号输入到MCU

输出量:

1、步进电机驱动四路指针显示

2、LCD驱动显示

3、I/O实现报警灯控制

电源端传导抑制发射:抑制方案(大电流共模滤波器 )

原理是流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,对共模电流起到抑制作用,而当两线圈流过差模电流时,磁环中的磁通相互抵消,几乎没有电感量,所以差模电流可以无衰减地通过。因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响。

大电流共模电感与传统共模电感的阻抗特性对比图如下：

五、应用电路

测试效果对比图:

六、时钟频率尖峰抑制

展频原理:

通过对尖峰时钟进行调制处理，使其从一个窄带时钟变为一个具有边带的频谱，将尖峰能量分散到展频区域的多个频率段，从而达到降低尖峰能量，抑制EMI的效果。

七、展频IC应用电路

测试效果对比图:

八、共模滤波器抑制效果图

九、ISO7637脉冲5a的模拟波形

对于FAE现场应用工程师而言，ISO7637测试、ISO7637-2测试、ISO7637-2 3A/3B、ISO7637-2 5A/5B测试是他们的家常便饭。要知道，ISO7637测试是汽车电子必经之路，相关部门制定的ISO7637抛负载测试试验必要存在它的合理性。众所周知，为了充分保障汽车的安全性和使用寿命，汽车内部很多元器件的地方都要通过ISO7637-2 5A/5B抛负载电压冲击测试，比如倒车系统、车载导航、点火开关、电子调节器、显示仪表、安全气囊等。

十、电源端ISO7637防护

十一、静电防护

防护电路：

1、检测电路

2、复位引脚

3、CAN线接口

十二、CAN线EMI抑制

CAN线的优点：

具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点
采用双线串行通信方式，检错能力强，可在高噪声干扰环境中工作
具有优先权和仲裁功能，多个控制模块通过CAN 控制器挂到CAN-bus 上，形成多主机局部网络
可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文
可靠的错误处理和检错机制
发送的信息遭到破坏后，可自动重发
节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能
报文不包含源地址或目标地址，仅用标志符来指示功能信息、优先级信息

十三、共模在CAN线上BCI的实验对比

十四、总结

针对不同的测试标准和应用场景，要选择合适的元器件，以此达到事半功倍的效果，特别是针对EMC问题，有专器专用的说法，本文通过对仪表盘的问题剖析，给广大工程师提供了多一种解决方案，希望对大家有所帮助。

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