[发明专利]搭载于车载系统的电磁兼容设计方法

说明书

技术领域

本发明搭载于车载系统的电磁兼容设计方法涉及一种电磁兼容设计方法，尤其是一种搭载于车载系统的终端产品的电磁兼容设计方法。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，汽车内部装备的电子设备越来越多。电路板所处的空间相对狭小，各零部件之间会相互引起电磁干扰（Electromagnetic Interference，简称EMI)。设计车载终端产品时不仅要考虑这种零部件直接产生的EMI，即车载终端产品不干扰其它设备，还要考虑来自其他设备的干扰，即车载终端对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，这就是电磁兼容包含的两方面的含义。如果电子设备之间的电磁兼容问题处理不好，则会影响汽车的安全性和可靠性。因此，在大多数汽车控制系统设计中，电磁兼容（Electromagnetic Compatibility，简称EMC）设计变得越来越重要。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题提供一种搭载于车载系统的电磁兼容设计方法，使车载终端能够承受静电放电、辐射骚扰、射频场感应的传导骚扰、瞬变和浪涌等恶劣环境中可能产生的干扰，也能保证自身的辐射杂散骚扰、传导连续骚扰都在限值范围以内，可适用于环境复杂的车辆环境中。

搭载于车载系统的电磁兼容设计方法是采取以下技术方案实现的：搭载于车载系统的电磁兼容设计方法包括电源管理模块设计、信号采集电路模块设计、线路板布局设计、滤波设计和地线处理。信号采集电路模块主要包括车辆ACC信号采集电路、CAN总线采集电路、K线采集电路等几部分；线路板布局考虑减少GPS模块、GPRS模块等的射频干扰和电源环路辐射干扰问题；滤波设计是为了消除导线上的干扰信号；地线处理包括PCB设计中设置单独的地层、信号地和电源地隔离等；电源管理模块用于给车载终端的其他模块供电，电源管理模块包括高电压保护电路、低电压保护电路、备用电池充电电路等几部分。车辆电瓶过来的电压经过高电压保护电路、低电压保护电路输入到开关稳压电源芯片，可实现输入电压40V的高电压保护和8V的低压保护功能；所述备用电池充电电路用于备用电池充电。

所述的电源管理模块设计，包括如下步骤： 

1）选用支持宽输入范围4V-60V的开关稳压电源芯片；车载终端的电源管理模块用于给其他模块供电，因为车辆上的电瓶电压一般是12V或者是24V，所以电源输入的电压值一般设计为9V-36V的宽电压范围；所述的开关稳压电源芯片可采用凌特LTC3824型开关稳压电源芯片，其输出的电压值为5V。

2）在车辆电源信号输入到开关稳压电源芯片的CAP采样输入引脚之前，增加共模电感、保险丝、瞬变电压二极管TVS、三极管、场效应管以及配备的阻容件等元器件组成高压保护电路，从而实现瞬变和浪涌的抗扰度（可承受瞬态200V的电压），电源管理模块还设有低电压保护电路，当车辆电平电压值过低时，自动切断与车辆电瓶的连接。所述的电压值过低时电压值低于8V。

3）选择实现5V到3.3V的电压转换的电源稳压芯片，所述电源稳压芯片可采用特瑞仕线性电源稳压芯片XC62FP3302PR，车载终端的GPS模块、GPRS模块、CAN模块等供电电压为3.3V。

4）增加备用电池充电电路，在车辆总闸关闭或者被恶意破坏的时候给车载终端供电，在车辆总闸打开的时候取车辆电瓶的电进行充电；所述备用电池充电电路的充电芯片可采用PT6112芯片，其他元器件包括电阻、电容、三极管、场效应管等，可实现锂电池充电过程中的过充保护、过流保护以及短路保护。

所述的信号采集电路模块包括车辆ACC信号采集电路、CAN总线采集电路、K线采集电路、RS232信号采集电路等，其设计包括如下步骤：

1）所述车辆ACC信号采集电路采用光耦实现信号隔离，防止信号被干扰。通过中央处理器的通用输入/输出接口GPIO的高低电平变化判断车辆ACC的开关状态；如果车辆上没有找到ACC-信号，则在PCBA板上的R5位置焊接0欧姆电阻实现与地之间短接；所述光耦采用TLP181型光耦。

2）所述CAN总线采集电路采用ADM3053或CTM8251AT模块，实现控制器局域网络(CAN)物理层收发，与车辆CAN总线接口对接。

3）K线采集电路采用AL9637D芯片，实现串口到K线电平的转换，方便与车辆K线对接。

4）RS232信号采集电路采用MAX3232E芯片，实现TTL串口电平到RS232电平的转换，与车辆RS232接口对接。