敖卓強

摘 要：目前汽車LED車燈在為汽車制造行業(yè)中得到廣泛應用，同時也面臨著新的挑戰(zhàn)。隨著汽車工業(yè)朝著智能化、電動化、共享化以及網聯(lián)化的方向發(fā)展，汽車制造中所采用的電子設備也在不斷增加，其在正常運轉時會形成強烈的電磁干擾，對其他電子設備的正常工作造成不利影響，甚至導致部分設備出現(xiàn)失靈的狀況，使行車風險大幅度增加。其中對汽車LED車燈驅動所造成的電磁干擾問題受到廣泛關注。本文就目前汽車電子設備的EMC標準規(guī)范，以及車燈LED驅動電磁干擾的形成機理及抑制措施進行分析和探討。

關鍵詞：汽車LED車燈;電磁干擾;抑制措施

0 引言

目前汽車行業(yè)的快速發(fā)展，極大地提高了汽車燈具在汽車安全領域中所占據(jù)的地位，特別是在夜間行車時，車燈的使用效果越來越受到廣泛關注，其質量好壞直接影響著駕駛人員、行人以及來往車輛的安全。隨著LED照明技術發(fā)展，其生產成本在不斷降低，并具有燈泡體積小、使用壽命長、響應時間快、能耗低、造型設計靈活等優(yōu)勢，在汽車生產中得到廣泛應用，并成為汽車照明的首選。因此對汽車LED車燈驅動所造成的電磁干擾問題加強研究勢在必行。

1 汽車EMC標準規(guī)范概述

目前汽車電子零部件產品的電磁兼容標準及種類較多，就我國而言，汽車EMC標準主要是依據(jù)等同或者對國際及其他地區(qū)的標準進行部分修改，針對車輛內部零部件的無線電干擾特性等制定的相關標準，其中通過加強LED車燈設計，使電磁干擾問題得以有效解決，確保其符合相關EMC標準[1]。另外各標準體系之間應進行相互參考、相互對應以及相互補充，同時也并非完全等同，并且在測試要求及測試方法方面也存在一定的差異性，因此通常整車生產廠家需要根據(jù)國際通用標準，制定比通用標準更嚴格的自身EMC標準。

2 車燈LED驅動電磁干擾形成機理及相關抑制措施

電磁干擾三要素為干擾源、傳輸路徑和敏感設備，通常來說，電磁干擾現(xiàn)象的發(fā)生，離不開任何一個因素，電磁干擾現(xiàn)象都不會發(fā)生。對于LED驅動設計來說，要滿足汽車行業(yè)的電磁兼容標準，需要從干擾源和傳輸路徑兩方面去解決。

LED驅動主要因開關管MOS、驅動芯片IC、PCB走線高速信號輻射以及輸出二極管的反向恢復等導致干擾現(xiàn)象出現(xiàn)。在LED開關控制驅動器中，在驅動IC輸出驅動信號作用下，開關MOS管以1MHz左右的頻率進行高速接通或中斷，并驅動IC以100kHz左右進行電壓調整，在整個驅動電路回路中會產生高速的dv/dt、di/dt以及高次諧波。

針對因開關MOS管和驅動IC所產生的干擾問題，可采取以下措施進行解決：開關MOS管在開關控制LED驅動器中，因為上述原因會產生高次諧波及高速di/dt、dv/dt時，會因某前照燈打開而導致車載收音機FM頻段中出現(xiàn)噪聲，其形成原因主要來自于車燈驅動中的MOS管高速開關所產生的高輻射所帶來的干擾噪聲，并被車載收音機所接收。在MOS管高速開關進行動作時，一旦出現(xiàn)電阻增大，可減小MOS管開關的dv/dt，使電壓上升斜率減緩，從而使電磁干擾降低。同時還應對MOS管損耗增加予以關注，此操作會使MOS管的溫度上升，因此需要對EMC與熱損耗進行仔細權衡。而在驅動IC輸出開關工作頻率，需要進行轉換成直流平整DC電壓，此操作需增加對應濾波形式電路及相關串聯(lián)電感形式進行諧波抑制，保證電路供電電壓直流平整，無諧波峰出現(xiàn)造成電路干擾。

針對輸出整流二極管產生的干擾問題，可采用以下措施進行解決：通常轉換效率較高的DC/DC結構會應用于遠近光驅動中，輸出端中包括了整流二極管VD，在其開關打開或關閉過程中，會在其兩端形成正負交替變化電壓，如兩端通入正向電壓時，二極管導通，如通入電壓瞬間出現(xiàn)反向，則二極管上的電流也突然反向，之后開始變小，形成反向截止狀態(tài)，即二極管反向恢復現(xiàn)象。因電流下降并不會立即變?yōu)榱?，所以反向恢復時間會產生振蕩尖峰。為了有效解決干擾問題，應從干擾源入手，在二極管兩端對電阻A和電容C進行并聯(lián)，構成阻容吸收電路，并在二極管反向恢復瞬間，對反向恢復時的電流峰值進行抑制，同時所產生的緩沖吸收效果也存在差異性，通常電阻值越大，導致吸收效果越差。另外吸收回路主要起到抑制電路中干擾噪聲的作用，并以熱能的方式將這部分能量消耗掉，能夠通過低成本的方式，從根本上使EMC干擾減小。

3 汽車LED車燈驅動的電磁干擾傳輸路徑抑制措施

在電磁干擾產生時，還需要借助相應的媒介進行傳播，其中干擾噪聲主要借助于地線、電源線、信號線等，對其他設備造成影響，即主要為傳導方式;而由電壓電流變化所產生的電磁波，通過空間傳播的方式對其他設備造成影響，即為輻射方式。針對上述兩種傳輸路徑，可采取以下的抑制措施：

3.1 傳導

因干擾主要利用線束進行傳播，在車體線束與汽車LED驅動之間應采取有效隔離措施，從而使LED驅動所產生的干擾無法通過線束進行傳播。其中通過EMI濾波技術的應用，能夠使抑制傳導干擾取得明顯的成效。抑制傳導干擾主要通過在驅動輸入端進行EMI濾波器的接入，從源頭上對電磁干擾進行抑制。

3.2 輻射

電磁波的傳播媒介主要為空氣，能夠將汽車LED驅動所產生的電磁波進行輻射，同時也能接受來自外界電磁波輻射，并將其耦合至驅動線路上。針對此現(xiàn)象，可采用于屏蔽的方式，有效避免輻射干擾。其中屏蔽方式包括了電纜屏蔽、屏蔽罩等。屏蔽罩通常采用馬口鐵、不銹鋼、鍍鋅鐵等材料，因此成本較高。另外屏蔽罩上會存在接縫和開口部位，極容易導致電磁泄露，對屏蔽效果造成影響，因需要在設計時對開口尺寸加強重視。

4 結束語

通過從上述兩個方面，對車燈LED驅動電磁干擾形成機理進行分析，并對相應的解決措施進行探討，其中包括了電磁干擾源以及傳輸路徑。針對LED車燈驅動的主要干擾源，即輸出整流二極管、開關MOS管、驅動IC以及PCB線路布局產生的電磁輻射等?？衫肕OS管開關速度減緩、RC、LC吸收電路增加以及PCB走線環(huán)路面積減小等方法對干擾問題予以解決。同時通過相關測試表明，上述方法能夠對一定的電磁干擾現(xiàn)象予以消除。

參考文獻：

[1]熊杰飛，侯元濤.汽車LED車燈驅動的電磁兼容研究[C].2019中國汽車工程學會年會論文集（4），2019.