音像新能源汽车电磁兼容设计理论与方法翟丽 著

前言

丛书序
章　绪论
1.1　概述 ......................................................................... 01
1.2　新能源汽车电磁兼容问题 ................................................. 02
1.2.1　电机驱动系统 EMC 问题 ............................................ 02
1.2.2　DC-DC 变换器系统 EMC 问题 ................................... 06
1..　无线充电系统 EMC 问题 ............................................ 09
1.2.4　整车控制器 EMC 问题 ................................................ 12
1.2.5　电池管理系统 EMC 问题 ............................................ 16
1.2.6　整车 EMC 要求 ............................................................ 18
参考文献 ......................................................................... 19
第2章　新能源汽车电磁兼容基础
2.1　概述 ....................................................................... 27
2.2　新能源汽车电磁兼容 ......................................................... 28
2.2.1　电气基本架构 .............................................................. 28
2.2.2　电磁兼容问题 .............................................................. 29
.　电磁兼容理论基础 ............................................................ 38
..1　电磁干扰源 ............................................................... 38
..2　耦合路径 .................................................................. 39
2.4　电磁兼容设计 ............................................................. 42
2.4.1　高能电气架构建模 .......................................... 43
2.4.2　电磁兼容建模和电磁兼容设计 .......................... 43
2.5　电磁干扰抑制措施 ............................................................ 45
2.5.1　EMI 抑制技术............................................................... 45
2.5.2　关键部件 EMI 抑制技术.............................................. 48
参考文献 ......................................................................... 49
第3章　电机驱动系统电磁干扰预测与抑制
3.1　概述 ......................................................................... 51
3.2　电机驱动系统 EMI 的机理 .................................................. 52
3.2.1　电机驱动系统传导发测试 ...................................... 52
3.2.2　IGBT 电磁干扰源 ......................................................... 54
3..　电磁干扰耦合路径 ...................................................... 56
3.3　电机驱动系统电磁干扰建模 ................................................ 64
3.3.1　电机驱动系统电磁干扰建模与 .......................... 64
3.3.2　电机驱动系统联合 ............................................. 91
3.4　基于测量的电驱动系统电磁发 SPICE等效电路建模 ................ 94
3.4.1　建模方法概述 .............................................................. 94
3.4.2　SPICE 等效电路建立 ................................................... 95
3.4.3　SPICE 等效电路模型验 ........................................... 98
3.4.4　系统谐振抑制方法 ...................................................... 99
3.5　EMI 电源滤波器 ............................................................113
3.5.1　高压输入端口滤波器设计 .........................................114
3.5.2　基于谐振点抑制的滤波电路设计方法 .................... 122
3.5.3　电机控制器高压直流电源 EMI 滤波器设计............ 130
3.5.4　空心电感高压直流电源 EMI 滤波器设计................ 139
3.6　电磁干扰测试 ............................................................... 147
3.6.1　电磁干扰测试平台 ................................................... 147
3.6.2　传导发（电压法） ................................................ 148
3.6.3　传导发（电流探头法） ........................................ 150
3.6.4　低压电源线对高压电源线的耦合 ............................ 154
3.6.5　传导 EMI 抑制............................................................ 155
3.6.6　电机驱动系统直流和交流电源线电压和电流 ........ 158
3.6.7　转速和转矩对传导骚扰电压和电流的影响 ............ 160
3.6.8　电磁辐试验 ............................................................ 163
3.6.9　传导骚扰电压差共模分离测试 ................................ 166
参考文献 .......................................................................170

第4章　DC-DC变换器电磁干扰预测与抑制
4.1　概述....................................................................... 170
4.2　DC-DC 变换器传导发测试 ......................................... 171
4.2.1　隔离型全桥高低压 DC-DC 变换器的结构 .............. 171
4.2.2　传导电磁发的测试布置 ........................................ 171
4.3　DC-DC 变换器 EMI 的预测 ........................................... 173
4.3.1　干扰源 ................................................................... 173
4.3.2　DC-DC 变换器系统传导发高频等效电路 ........... 174
4.3.3　电磁干扰耦合路径 .................................................... 177
4.3.4　传导 EMI 预测.................................................... 182
4.4　高压电源 EMI 滤波器 ........................................................ 183
4.4.1　高压输入端口 EMI 滤波器设计................................ 183
4.4.2　基于谐振点抑制的滤波电路设计 ............................ 188
4.5　辐发 .................................................................. 191
4.5.1　理论分析 ................................................................ 191
4.5.2　辐发测量 ............................................................ 192
参考文献 ....................................................................... 194

第5章　无线充电系统电磁安全与电磁兼容
5.1　概述........................................................................ 197
5.2　无线充电系统的结构........................................................ 197
5.2.1　系统结构 ................................................................ 197
5.2.2　系统建模 ................................................................ 198
5..　系统能 ............................................................ 202
5.3　无线充电的工作原理 .......................................................... 203
5.3.1　传输功率 ................................................................ 204
5.3.2　效率 ..................................................................... 207
5.3.3　偏移特 .............................................................. 208
5.3.4　偏移对效率的影响 .....................................................211
5.4　磁场分布 .................................................................... 218
5.4.1　整车模型 ................................................................ 218
5.4.2　磁场测试点分布 ........................................................ 219
5.4.3　偏移时的耦合线圈互感 ............................................ 220
5.4.4　磁场分布分析 ............................................................ 221
5.4.5　磁感应强度测量 ........................................................ 224
5.5　电源线传导电磁干扰建模与抑制 ...................................... 227
5.5.1　干扰源 ................................................................... 227
5.5.2　电磁干扰机理 ............................................................ 229
5.5.3　传导骚扰预测 ............................................................ 5
5.5.4　EMI 滤波器.................................................................
5.5.5　传导骚扰电压测量 .................................................... 242
5.6　公共电网电源线谐波 .......................................................... 245
5.6.1　谐波分析 ................................................................ 246
5.6.2　传统整流滤波升压电路系统的谐波 ........................ 246
5.6.3　采用 PFC 电路系统的谐波........................................ 250
5.6.4　系统谐波抑制方法 .................................................... 254
5.7　无线充电系统次级侧电路电磁辐 .................................. 256
5.7.1　辐发系统建模 .................................................... 256
5.7.2　次级侧充电电缆辐发 ........................................ 257
5.7.3　辐 EMI 抑制............................................................ 259
参考文献 ....................................................................... 262

第6章　整车控制器信号完整与电磁兼容
6.1　概述........................................................................ 264
6.2　整车控制器的功能与结构 .................................................. 264
6.3　整车控制器硬件电磁兼容设计 ...................................... 265
6.3.1　电源线电磁抗扰度 .................................................... 265
6.3.2　PCB 电源完整 ....................................................... 268
6.3.3　信号完整 ............................................................... 269
6.4　电源分配网络等效电路 ...................................................... 275
6.4.1　芯片电源分配网络等效电路 .................................... 275
6.4.2　以太网芯片电源分配网络集总参数模型 ................ 282
6.5　PCB 去耦电容优化方法 ................................................... 283
6.5.1　整车控制器 PCB 电源分配网络阻抗 ....................... 283
6.5.2　PDN 去耦电容优化 .................................................... 290
6.5.3　频域阻抗验 ............................................................ 297
6.6　PCB 信号完整建模与分析 ........................................... 299
6.6.1　车载以太网信号与 CAN 总线信号频谱 ................... 299
6.6.2　反建模与 ........................................................ 300
6.6.3　串扰建模与 ........................................................ 308
6.7　PCB 电磁辐............................................................... 317
6.7.1　电磁辐机理 ............................................................ 317
6.7.2　PCB 电磁辐分析 .................................................... 318
6.8　以太网整车控制器电源线传导 EMI 抑制 ........................ 320
参考文献 ....................................................................... 322

第7章　电池管理系统电磁兼容
7.1　概述 ....................................................................... 325
7.2　BMS 的功能与结构 ........................................................... 326
7.3　PCB 电源分配网络去耦电容 ............................................ 327
7.3.1　去耦电容优化设计方法 ............................................ 327
7.3.2　去耦电容布置 ............................................................ 331
7.3.3　电源平面谐振分析 .................................................... 332
7.4　时钟信号 .................................................................. 333
7.4.1　电磁干扰机理 ............................................................ 334
7.4.2　近场扫描预测 ............................................................ 337
7.4.3　时钟干扰信号抑制 .................................................... 340
7.4.4　BMS 电磁辐发试验 ............................................ 342
7.5　DC-DC 芯片开关噪声 ..................................................... 343
7.5.1　开关噪声产生机理 .................................................... 343
7.5.2　电磁干扰建模预测 .................................................... 346
7.5.3　DC-DC 干扰抑制方法 ............................................... 347
7.6　CAN 总线抗干扰分析 ....................................................... 349
7.6.1　CAN 总线电路电磁干扰 ............................................ 349
7.6.2　CAN 总线抗干扰电路设计 ........................................ 350
7.7　PCB 电磁辐 ............................................................ 353
参考文献 ...................................................................... 355
第8章　整车电磁辐测量、诊断与抑制
8.1　概述 ....................................................................... 358
8.2　乘用车整车电磁辐 .......................................................... 359
8.2.1　整车辐发测试 .................................................... 359
8.2.2 整车辐发抑制 ................................................... 362
8.3　商用车整车电磁辐 .......................................................... 364
8.3.1　整车电磁辐测试 .................................................... 364
8.3.2　电磁干扰源诊断 ........................................................ 366
8.3.3　整车辐电磁干扰抑制 ............................................ 370
8.4　整车电磁干扰诊断方法 ...................................................... 373
8.5　实车 EMI 测量 .............................................................. 381
8.5.1　电磁干扰频域特 ................................................... 381
8.5.2　电磁干扰时域特 ................................................... 389
参考文献 ....................................................................... 391