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關(guān)于汽車電磁兼容性分析軟件

發(fā)布時間:2013-03-24 責(zé)任編輯:Lynnjiao

【導(dǎo)讀】本文對市場上現(xiàn)有的電磁兼容性分析軟件進行了介紹,闡述了不同算法的特點。結(jié)合汽車電磁兼容性分析實例得出不同軟件和算法的仿真結(jié)果均與實際測試結(jié)果相吻合,均可用于汽車早期的電磁兼容性分析,不同算法的求解速度差異較大。

隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,新技術(shù)越來越多的應(yīng)用到汽車領(lǐng)域,因此各個電子裝置和電子控制系統(tǒng)必須相互適應(yīng),這就是電磁兼容性(EMC)要求。為了保證汽車可靠性,設(shè)計師必須在早期設(shè)計階段分析電磁兼容性問題。目前市場上推出了一些電磁兼容性分析軟件,可以幫助工程師完成汽車的電磁兼容性設(shè)計。

按軟件的適用性劃分,市場上推出的電磁兼容性分析軟件可以分為兩大類:板級電磁兼容分析軟件和系統(tǒng)級電磁兼容分析軟件。

汽車電子屬于系統(tǒng)級電磁兼容性分析,適用的軟件有:EMC studio,HFSS,F(xiàn)EKO,EMC2000,F(xiàn)LO/EMC,PAM-CEM。

汽車電子的電磁兼容性分析是指在進行汽車電氣線路整體設(shè)計時根據(jù)車輛具體的技術(shù)參數(shù)和車輛的實際適用環(huán)境,從分析各種干擾源的特性和技術(shù)參數(shù)人手,確定干擾的路徑和耦合方式,然后采取各種措施抑制干擾,消除干擾的耦合,增強被干擾對象的抗干擾能力,從而使汽車電子產(chǎn)品及設(shè)備正常工作。汽車中的EMC在大多數(shù)情況下主要取決于:金屬車體、連接電纜、電子控制單元(ECU)和電子元器件、天線。

通過精確的模擬以上所列的要點和選用合適的計算方法,就可能對EMC做出準確的預(yù)測。

計算汽車部件的必需工具

計算汽車部件的必需工具為:(1)計算3D電磁場的程序:求解Maxwell方程組、考慮車身結(jié)構(gòu)/測試裝置;(2)傳輸線計算程序:傳輸線方程式解決方案、要考慮到外部場影響到系統(tǒng)內(nèi)部;(3)電路計算程序:電路方程式的計算、考慮到復(fù)雜負載的影響。

計算方法比較

(1)電磁場計算程序MOM的優(yōu)勢為:場的散射考慮到真實的三維幾何結(jié)構(gòu);局限性為:不能夠用于計算定制的電纜包、不可能考慮到具有非線性端結(jié)裝置的復(fù)雜電流、很難處理絕緣的和磁性材料;精度依賴于網(wǎng)格的質(zhì)量。

(2)傳輸線計算程序MTL優(yōu)勢為:頻率依賴于考慮的電纜參數(shù)、獨立的3個成分:源,電纜和負載、計算速度高;局限性為:傳輸線計算不可以考慮到任何的三維幾何結(jié)構(gòu),只是接近真實的三維情況;精度依賴于LC參數(shù)的計算和沿著金屬線方向縱向分割精度。

(3)電路計算程序(SPICE)優(yōu)勢為:復(fù)雜電路、時域計算、簡單的非線性描述;缺陷為:程序不能夠指導(dǎo)EMC問題、限于電磁場的困境、大系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題;精度:用精確模型的時候精度很高、精確的模型非常少。

(4)混合方法

不同方法的結(jié)合:集中優(yōu)勢,丟棄缺陷。

①3D EM程序+傳輸線計算程序

在沒有金屬線的時候直接用三維電磁求解器計算電磁場、場使用傳輸線激勵源。

②傳輸線計算程序+電路計算程序

傳輸線系統(tǒng)細分為小段、每一個線段是一個帶有集總參數(shù)的電流模型。
在這樣的方法之下,負載裝置(包括非線性的)可以用電路分析工具(SPICE)。

建立模型

建立正確的模型是求解汽車電磁兼容性問題的關(guān)鍵。為了準確計算輻射、傳導(dǎo)發(fā)射和抗干擾問題必須將車身,連接電纜已經(jīng)端接的情況詳細定義。首先導(dǎo)入車身文件,軟件通常會自動劃分網(wǎng)格。然后定義連接電纜、天線結(jié)構(gòu)、設(shè)備等。定義設(shè)備可以使用原理圖或者SPICE文件,如圖所示模型。

模型圖
圖題:模型圖

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