汽车线束串扰的统计评估

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随着电气设备的集成化综合化的发展,汽车中线束串扰所带来的电磁干扰问题日益突出。线束由许多独立的导线组成,为了节约空间和便于维护,这些导线被捆成扎。这样却会使导线之间产生耦合感应作用,可能引起线束两端电路功能的改变,导致系统性能降低或不能正常工作,直接影响整车系统的性能。因此,在汽车电磁兼容中线束串扰的预测是一个重要的内容。在汽车电磁兼容设计前期,对线束的串扰进行预测是十分必要的,本文重点研究了汽车上线束串扰的预测方法,其目的是为了在设计初期对线束几何结构信息掌握很少的情况下,快速地发现潜在的串扰问题及串扰的分布特性,以益于对汽车设计前期的布线指导和改善汽车的整个系统的电磁兼容。本文的主要研究内容有:  ①在对于线束几何结构不确定的情况下,基于互感互容的统计分布来预测最坏情况下的串扰。假设线束是电小尺寸,线束横截面给定,导线间的相对位置是未知的并且沿着线束长度方向不断发生着变化。首先将线束分为多个子段,在每一个子段中认为导线位置没有发生变化,但是,在相邻的子段中导线将呈现在不同的位置上,发射线可以放在任何一根导线的位置,接受线可以放在剩余其它的任意一根导线位置上。计算出单位长度互电感与互电容的统计分布后,然后根据感应耦合与容性耦合哪个占主导地位的判定条件选出串扰的计算模型,而后预测出最坏情况下的串扰。  ②在弱耦合和电小尺寸的假设下,根据多导体传输线理论推导出线束串扰的期望值和方差,进而分析出串扰的概率模型。串扰的期望值和方差与互感和互容有关,分别仿真模拟当互感、互容发生变化时,串扰的统计变化,再根据模拟数据得出串扰的概率模型。对于串扰的统计变化应用PSPICE的蒙托卡诺工具来分析。  ③研究串扰的影响因素。因为串扰与导线类型,线束的几何结构,导线间的间距,导线所处的周围介质,入射场的类型与水平及频率等这些因素有关,所以应该研究这些因素对串扰的影响。由于串扰的期望值和方差可以反映串扰的统计分布,因而可以研究线束的几何结构(线束中导线的数目和线束距地的高度)对串扰的期望值和方差的影响。以及从终端阻抗的角度来研究阻抗的变化对串扰的影响程度和导线间距的变化对串扰的影响。
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