現(xiàn)代汽車電磁兼容理論與設計基礎(chǔ)

前言

　　科技的發(fā)展使得各種行業(yè)都必須大量采用電子或電氣設備，需要數(shù)種設備相互配合使用，導致設備電路問互相干擾的問題，從而電磁兼容學科應運而生。對于汽車行業(yè)來說，一方面由于車載設備電氣化的程度不斷提高，另一方面由于外界電磁環(huán)境的日趨復雜化，同時由于環(huán)境的要求，汽車電控系統(tǒng)對于外界的干擾應控制在一定限值范圍內(nèi)，因此電磁兼容越來越成為困擾行業(yè)人員的問題。如今，隨著新能源在汽車工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應用，以清潔能源汽車為代表的現(xiàn)代汽車的電磁兼容問題已經(jīng)成為各國研究人員的主要研究課題?！　∏鍧嵞茉雌囀菍Νh(huán)保經(jīng)濟型汽車的統(tǒng)稱。與傳統(tǒng)燃油車輛相比，它具有耗能低、排放少等典型特征。按照所使用燃料的驅(qū)動方式不同，清潔能源汽車可分為混合動力（HEV），燃料電池（FCV）及純電動等新能源汽車。清潔能源汽車在給汽車行業(yè)帶來新的增長點的同時，隨之而來的還有汽車中日趨復雜的電磁環(huán)境。新能源汽車中采用了大量的大功率電力電子器件，動力驅(qū)動電機、大功率DC／DC轉(zhuǎn)化器以及高壓動力電纜都使汽車的電磁噪聲發(fā)射水平大幅度增加。因此，限制電磁干擾水平，以保護車內(nèi)及車外電磁敏感設備顯得更為重要。與此同時電磁環(huán)境日趨惡化，如何提高車內(nèi)電磁敏感設備的電磁抗擾度顯得尤為重要?！　”緯谥v解基本理論（原理）的同時，更加注重講解解決實際問題的方法。目前關(guān)于電磁兼容理論方面的圖書較多，但針對汽車電磁兼容方面的書幾乎沒有。本書的一個重要特色是理論聯(lián)系實際，重視實用技術(shù)講解。書中有較大篇幅講述與汽車相關(guān)的各種測試標準（各大汽車企業(yè)標準的對比）及相應的試驗手段、設備、場地布置等。書中很多資料均為科研一手資料，具有較高的參考價值。

內(nèi)容概要

　　現(xiàn)代汽車電磁兼容技術(shù)的理念、設計、測試標準、試驗手段和方法。內(nèi)容包括電磁兼容預備（基礎(chǔ)）知識（電磁場與電磁波）、現(xiàn)代汽車主要電磁干擾源分析、汽車主要干擾傳播途徑、汽車電磁兼容理論設計方法、汽車電磁兼容標準、汽車電磁兼容測試試驗等?！　　冬F(xiàn)代汽車電磁兼容理論與設計基礎(chǔ)》理論結(jié)合實際，深入淺出，實用性較強，可作為高等院校相關(guān)專業(yè)電磁兼容課程本科生、研究生教材，也可供EMC測試工程師、設計工程師參考。

書籍目錄

第1章 緒論1．1 現(xiàn)代汽車電磁兼容問題及研究意義1．1．1 電磁兼容定義及三要素1．1．2 現(xiàn)代汽車電磁兼容問題1．1．3 汽車電磁兼容性問題研究意義1．2 國內(nèi)外相關(guān)研究1．2．1 國外研究歷史及現(xiàn)狀1．2．2 國內(nèi)研究歷史及現(xiàn)狀第1篇 電磁兼容預備(基礎(chǔ))知識第2章 電磁場理論基礎(chǔ)2．1 矢量分析2．1．1 矢量和標量2．1．2 矢量運算2．1．3 矢量場的通量和散度2．1．4 矢量場的環(huán)量和旋度2．2 電磁場的基本定律2．2．1 靜電場的基本定律2．2．2 靜磁場的基本定律2．2．3 時變電磁場的基本定律2．3 麥克斯韋方程組及邊界條件2．3．1 麥克斯韋方程組2．3．2 電流連續(xù)性原理2．3．3 物質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系2．3．4 邊界條件2．4 坡印廷定理2．5 均勻平面波2．5．1 一般波動方程2．5．2 無耗媒質(zhì)中的均勻平面電磁波2．5．3 有耗媒質(zhì)中的均勻平面電磁波第3章 傳輸線3．1 均勻傳輸線的分析3．1．1 均勻傳輸線等效及傳輸線方程的解3．1．2 傳輸線方程解的分析3．2 傳輸特性參數(shù)3．2．1 傳播常數(shù)3．2．2 相速度3．2．3 特性阻抗3．3 傳輸線的輸入阻抗與反射系數(shù)3．3．1 輸入阻抗3．3．2 反射系數(shù)3．3．3 反射系數(shù)與輸入阻抗的關(guān)系3．3．4 反射系數(shù)與負載阻抗的關(guān)系3．4 傳輸線的匹配3．4．1 傳輸線的三種匹配狀態(tài)3．4．2 阻抗匹配的方法3．5 傳輸線的效率、功率和損耗3．5．1 傳輸效率3．5．2 傳輸功率3．5．3 傳輸線損耗第4章 天線4．1 基本振子的輻射4．1．1 電基本振子4．1．2 電基本振子輻射的電磁場4．1．3 磁基本振子4．2 天線的電參數(shù)4．2．1 輻射方向圖4．2．2 輻射效率4．2．3 增益系數(shù)4．2．4 輸入阻抗4．2．5 有效長度4．2．6 極化特性4．2．7 頻帶寬度4．3 對稱振子天線第2篇 現(xiàn)代汽車電磁兼容理論及設計方法第5章 現(xiàn)代汽車主要電磁干擾源分析5．1 汽車電磁環(huán)境分析5．1．1 自然干擾源5．1．2 人為干擾源5．1．3 車載干擾源5．2 汽車電氣電子設備介紹及干擾分析5．2．1 電源系統(tǒng)5．2．2 啟動系統(tǒng)5．2．3 點火系統(tǒng)5．2．4 照明及燈光信號系統(tǒng)5．2．5 儀表系統(tǒng)5．2．6 發(fā)動機電子控制系統(tǒng)5．2．7 其他電器電子系統(tǒng)5．3 現(xiàn)代汽車車載電磁干擾源分析5．3．1 感性負載瞬變干擾源5．3．2 觸點放電干擾源5．3．3 靜電放電干擾源5．3．4 電磁耦合干擾源5．3．5 印制電路板PCB的電磁輻射5．3．6 供電系統(tǒng)電磁干擾源5．3．7 點火系統(tǒng)電磁干擾源5．3．8 CAN總線電磁干擾分析5．4 新能源汽車主要干擾源5．4．1 新能源汽車動力總成控制器5．4．2 DC／DC變換器系統(tǒng)干擾源分析5．4．3 電機產(chǎn)生的電磁干擾5．5 本章小結(jié)第6章 現(xiàn)代汽車主要干擾傳播途徑6．1 傳導耦合6．1．1 直接傳導耦合6．1．2 公共阻抗耦合6．2 輻射耦合6．2．1 天線對天線耦合6．2．2 場對線耦合6．2．3 線對線耦合6．2．4 近場耦合和遠場耦合6．2．5 共模和差模6．3 新能源汽車動力總成控制器耦合途徑分析6．3．1 直接耦合6．3．2 漏電耦合6．3．3 電容耦合6．3．4 電感耦合6．3．5 輻射耦合6．4 本章小結(jié)第7章 汽車電磁兼容設計方法7．1 接地設計7．2 屏蔽設計7．2．1 電磁屏蔽7．2．2 電磁波吸收設計7．2．3 屏蔽材料與吸波材料的比較7．3 濾波設計7．3．1 常用濾波元件7．3．2 濾波器7．3．3 多級濾波器分析7．3．4 濾波器的布局7．3．5 濾波器應用舉例7．4 瞬態(tài)噪聲抑制7．5 PCB兼容設計7．5．1 PCB板中的電磁兼容問題7．5．2 線路板跡線的阻抗7．5．3 PCB輻射的抑制7．5．4 集成電路芯片及其電磁兼容設計7．5．5 PCB板中開關(guān)電源的電磁兼容設計7．5．6 IC封裝特征在電磁干擾控制中的作用7．5．7 PCB多層板的設計7．5．8 PCB布線原則7．5．9 PCB去耦與旁路設計7．5．10 PCB與外部裝置互連7．6 動力總成控制器的電磁兼容設計方法7．7 本章小結(jié)第3篇 電磁兼容標準、測試和試驗第8章 電磁兼容標準第9章 試驗設備和仿真工具參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第3章　傳輸線　　串擾和耦合一直是電磁兼容設計中重要的問題，要對其進行分析，就必須對傳輸線的知識有所了解。兩個或多個距離較近的平行導體系統(tǒng)即構(gòu)成傳輸線，在電磁兼容領(lǐng)域比較關(guān)心的是均勻傳輸線的問題，均勻傳輸線方程及其解提供了對電壓和電流定性分析和定量計算的有力工具，而阻抗匹配問題往往在解決電磁兼容問題中起著至關(guān)重要的作用，功率和損耗問題在提高產(chǎn)品質(zhì)量和競爭力方面的作用不容忽視?！　?.1　均勻傳輸線的分析　　3.1.1　均勻傳輸線等效及傳輸線方程的解　　均勻傳輸線，又稱為規(guī)則導波系統(tǒng)，指的是截面尺寸、形狀、媒質(zhì)分布、材料及邊界條件均不變的導波系統(tǒng)。它可以用兩根平行導線來表示，如圖所示。當高頻電流通過傳輸線時，導線將產(chǎn)生熱耗，這表明導線具有分布電阻；由于導線間絕緣不完善而存在漏電流，這表明沿線各處有分布電導；電流通過導線，在周圍產(chǎn)生磁場，即導線存在分布電感；兩導線間存在電壓，其問有電場，則導線問存在分布電容。這四個分布元件可分別用單位長分布電阻R單位長分布漏電導G單位長分布電感L和單位長分布電容c來描述，以上參數(shù)可通過靜態(tài)場的分析方法得到，其等效電路如圖所示。

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