鐵氧體磁環(huán)在汽車電子設(shè)備電磁兼容性中的作用

隨著汽車電子控制技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車電子設(shè)備的數(shù)量大大增加，工作頻率逐漸增加，功率也逐漸增加。因此，汽車的工作環(huán)境充滿電磁波，導致電磁干擾問題日益突出，可能影響電子設(shè)備的正常運行，或損壞相應的電氣元件。因此，汽車電子設(shè)備的電磁兼容性越來越受到重視。目前，迫切需要將鐵氧體磁環(huán)的電磁改進技術(shù)廣泛應用于汽車子設(shè)備。

電磁干擾源

汽車電子設(shè)備適用于行駛環(huán)境不斷變化的車輛。環(huán)境中電磁能量組成的復雜性和可變性意味著系統(tǒng)易受各種電磁干擾源的影響。根據(jù)電磁干擾的來源分類，可分為外部電磁干擾、人體靜電干擾和內(nèi)部電磁干擾。

外部電磁干擾

車外電磁干擾是指汽車經(jīng)歷各種外部電磁環(huán)境時的干擾。這種干擾存在于特定的空間或特定的時間。如來自高壓輸電線路、高壓變電站和大功率無線電發(fā)射臺的電磁干擾，以及閃電和太陽黑子輻射的電磁干擾等。環(huán)境中其他附近的電子設(shè)備也會在工作時造成干擾，例如駕駛時相互靠近的汽車。

車身靜電干擾

車身靜電干擾與汽車和外部環(huán)境有關(guān)。由于汽車行駛時車身與空氣之間的高速摩擦，靜電在車身上的分布是不均勻的。靜電放電會在車身上形成干擾電流，同時產(chǎn)生高頻輻射，對汽車的電子設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。

輻擾

輻擾是由天線發(fā)出的。由于帶電電線電纜可視為等效天線，汽車電子設(shè)備線束的輻擾非常嚴重。根據(jù)麥克斯韋方程，典型單極天線的輻射電磁場為

對于球面坐標，I是天線電流，l是天線長度，r是天線到場點的距離，w是角頻率，e0是空氣介電常數(shù)，l是電磁波長。為了減少h和e，I和l可以減少，r可以增加。

總之，車外的電磁干擾隨著工作距離的增加而減小。只有當它自身的能量非常大時，它才能影響到遠處汽車的電子設(shè)備。多年的研究結(jié)果表明，高能電磁效應對人體健康有害。目前，已經(jīng)制定了各種相應的電磁標準來限制這種干擾，從而減少汽車電子設(shè)備的影響。

車體的靜電干擾和車內(nèi)的電磁干擾，由于干擾距離短，干擾時間長，干擾強度相對較大。由于汽車電子設(shè)備形成以電池和交流發(fā)電機為核心電源、車身為公共接地的電氣網(wǎng)絡(luò)，所有線束通過電源和地線相互傳導干擾，相鄰導線之間存在感應干擾，而非相鄰導線也因天線效應而輻射L干擾。這使得車內(nèi)干擾綜合了三種方式，干擾成分更多，干擾頻率更寬，是汽車電子設(shè)備遭受的主要電磁干擾。解決這兩種電磁干擾問題可以同時提高汽車電子設(shè)備對車外電磁干擾的抗干擾能力，從而降低設(shè)備工作異?；驌p壞的可能性。

提高電子設(shè)備電磁兼容性的措施

汽車電子設(shè)備的電磁兼容性包括兩個方面:一是電磁發(fā)射，即測量系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾的發(fā)射水平；第二個是電磁靈敏度，它衡量系統(tǒng)抵抗電磁干擾的能力，以達到預期的技術(shù)指標。根據(jù)前面的分析，要提高汽車電子設(shè)備的電磁性能，可以考慮三個方面:一是降低設(shè)備發(fā)出的電磁干擾強度；第二是抑制電磁干擾的傳播。第三是降低設(shè)備電磁敏感元件接收到的干擾強度。

鐵氧體器件制作工藝對磁性能的影響

由鐵氧體材料制成的電磁干擾濾波器電感和高頻變壓器對應力敏感。我在1988 《磁性材料與器件》第3期討論了固定材料或密封材料在制造過程中對鐵氧體磁芯性能的影響，相關(guān)數(shù)據(jù)再次顯示。

灌封后，磁滯回線也變得越來越厚越來越短，即Hc變得越來越大，Bs變得越來越小。

經(jīng)過討論和試驗，調(diào)整環(huán)氧樹脂和固化劑的配比以及填料的比例，找到更合適的灌封材料。結(jié)果如表6所示。

灌封前后的磁滯回線基本一致，滿足要求。

鐵芯固定是保證LCR振蕩電路中電感的電感值長期保持不變、振蕩頻率長期保持不變、燈亮度長期保持不變以及節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器壽命的關(guān)鍵。

目前，大多數(shù)廠家仍然使用塑料膠帶、蘸漆、夾扣等不合適、不科學的方法，不能保證磁芯線圈的電感值長期保持不變或變化不大。塑料帶受熱膨脹后不會復原，絕緣漆受熱膨脹后會與磁芯分離，因此夾具的彈力不一致。

電線包和電線框架浸有絕緣漆。磁芯之間使用熱膨脹系數(shù)類似鐵氧體材料的固化膠。只有這樣，在正確選擇材料和正確設(shè)計電磁干擾濾波器后，才能獲得預期的抗電磁干擾效果。

結(jié)論

一個完整的電路，在實現(xiàn)其主要功能的同時，還必須確保所有器件不會相互干擾。整個電路不受電網(wǎng)干擾，也不干擾電網(wǎng)和其他電子設(shè)備，具有兼容性和實用性。只有選擇電磁干擾濾波器、鐵氧體磁環(huán)、磁芯形狀和尺寸以及加工工藝，才能真正達到設(shè)計要求和應用效果。