基于集总参数电路模型汽车线束串扰统计分析.pdf

重庆市电机工程学会2010 年学术会议论文 基于集总参数电路模型汽车线束串扰统计分析 1 1 1 2 杨娜 ，李永明 ，汪泉弟 ，罗屏 （1.重庆大学 重庆 400030 2. 大唐国际武隆水电开发有限公司 重庆 408506 ） 摘要：线束既是传导干扰的良好通道，又是辐射干扰的 的数值模型可以精确的评估出线束的串扰，但是 重要源头，在线束布置前对线束进行电磁兼容分析和预 十分耗时，也需要获得准确的线束几何参数，但 测对设计者具有一定的指导意义。线束由许多导线捆扎 是对于预测结果产生串扰的原因不容易去解释。 而成，导线之间由于高密度捆扎而导致的线间串扰常常 本文运用集总参数模型来进行串扰分析，使 造成系统性能的下降，由于实际应用中汽车电缆线束安 用集总参数模型去计算串扰，当线束是电小尺寸 装的随机性，导致了严格的确定性模型的不可行性，而 时，模型是合理的。耦合有感应耦合和容性耦合， 统计方法可以考虑系统参数的不确定性。针对导线在线 如果知道了发射线和接收线的终端阻抗的值就 束中位置的随机变化，本文展示了运用统计方法预测导 可以假设是感应耦合还是容性耦合起主要作用， 线间串扰的实际可行性，文中运用集总参数电路模型来 这样就可以仅仅用电感或者电容来评估串扰。电 提取单位长度电感、电容，计算出单位长度电感、电容 感和互容的值可以从线束的几何结构来计算。当 的分布，进而预测串扰的统计变化，并对线束的最坏情 知道了导线在线束中位置的统计分布就可以求 况的串扰进行了预测。这种方法能够有效的防止最坏情 得电感或电容的统计特性，随而也可以得知串扰 况预测带来的过高设计困扰，并能以可接受的计算速度 的统计特性。 和相当的精确度来预测串扰。 关键词：汽车线束；电磁兼容；串扰；统计学 2 模型的建立 1 引言 为了简化计算，假定线束的横截面是固定 的，仅导线的位置沿着线束的长度发生变化。 导线（电缆）在影响汽车电磁兼容问题中占 线束的横截面如图1所示，由14#19AWG导线 有重要地位。导线是传导干扰的重要耦合途径， 组成。PVC绝缘层的厚度与导线的半径相同，线 电气电子设备等干扰源产生的电磁干扰会通过 束中心到地面的高度为2cm,线束的长度为2m 。发 导线或电缆直接入侵敏感设备，或者通过容性耦 射线M可以为1到14根导线中的任意一个，接收线 合或感性耦合进入控制线和信号线，对车内装置 N可以为余下的13根导线中的任意一个，对于如 工作的可靠性产生影响；导线是即是效率很高的 图所示的横截面，电感、电容的统计分布可以从 电磁波接受天线有是效率很高的电磁波辐射天 导线相对位置的统计分布得到，在这里我们假设 线；汽车内有大量连接各种电气电子设备的导 接受、发射导线的位置是独立等概率的。互感的 线，导线是导致设备或系统不能满足有关电磁干 概率分布通过确定电感的上三角矩阵某个特定 [1] 扰限值要求的主要有原因 。 值出现的次数来确定，互感同理可得。 线束中导线之间的电磁耦合（串扰）可能对 一个复杂系统的整体电磁兼容性（EMC ）的强烈 衰退负有责任。因此，在线束布置早期阶段对线 束的串扰进行有效的评估是值得的。然而实际应 用中的线束是不均匀且线束中导线间的间距是 随机的，这样就复杂了串扰的分析