Электронной аппаратуры

Влияние основных внешних факторов на работу

Основными внешними факторами, влияющими на работу электронной ап­паратуры автомобилей, являются температура окружающей среды, диапазон из­менения напряжения в бортовой сети, уровень помех (в цепях питания, а также полевых).

В зависимости от климатического исполнения изделий электрооборудова­ния и места их установки на автомобиле (в моторном отделении, кабине или сна­ружи кузова и кабины) ГОСТ 3940-84 устанавливает различные диапазоны тем­пературы окружающей среды, в пределах которых должна обеспечиваться рабо­тоспособность и сохранность изделий электрооборудования, в том числе и элек­тронной аппаратуры. Следует ори­ентироваться на обеспечение ее работоспособности в диапазоне температур ок­ружающей среды от -40°С до +70 °С.

Наряду с этим в некоторых случаях оказывается необходимым предусмат­ривать возможность работы аппаратуры в более широком диапазоне температур окружающей среды. В частности, при особо неблагоприятных условиях эксплуа­тации у некоторых моделей автомобилей максимальная температура в моторном отделении может достигать 90°С и даже 100°С. Когда автомобиль работает в хо­лодных климатических зонах, то вероятно уменьшение температуры окружающей среды до -60°С. При такой температуре должна обеспечиваться работоспособ­ность аппаратуры систем управления такими агрегатами, как подогреватели дви­гателей и отопители салона автомобиля. За исключением этого особого случая, при столь низкой температуре отсутствует необходимость сразу же включать электронную аппаратуру, поскольку она должна вступать в действие только по­сле прогрева двигателя и салона автомобиля. Однако необходимо, чтобы даже после длительного нахождения электронной аппаратуры при температуре до -60°С ее последующий прогрев до температуры -40°С обеспечивал требуемую рабо­тоспособность. Данное требование оговаривается ГОСТ 3940-84 применительно к исполнению ХЛ аппаратуры.

В соответствии с требованиями ГОСТ 3940 - 84 электронная аппаратура при номинальном напряжении U_ном в бортовой сети, равном 12 В, должна сохранять работоспособность при изменении этого напряжения в пределах 10,8 - 15 В, а при номинальном напряжении, равном 24 В, в пределах 21,6 - 30 В.

С целью получения стабильных характеристик электронной аппаратуры ее, как правило, подключают к источнику стабилизированного напряжения. Для ряда серий интегральных микросхем, применяемых в электронной аппаратуре ав­томобилей, минимально допустимое напряжение питания составляет 10 В. Для получения такого стабилизированного напряжения при минимально возможном напряжении бортовой сети, равном 10,8 В (в случае U_ном=12В), требуется применять стабилизаторы напряжения только компенсационного типа, у которых наименьшая разность между входным и выходным напряжениями составляет десятые доли вольта. При U_ном=24В такое ограничение отпадает, но в этом случае более сложно решается проблема отвода теплоты от выходных элементов стабилизатора, поскольку в них имеется значительное падение напряжения и, следовательно, выделяется большая мощность.

Электронная аппаратура автомобилей работает в условиях самых различ­ных помех. Основными из них являются помехи в цепях питания и полевые, возни­кающие в результате работы различных электромагнитных механизмов и уст­ройств, действие которых приводит к искрообразованию. Необходимо подчерк­нуть, что характер и уровень помех, действующих на электронную аппаратуру при работе электрооборудования автомобилей, зависит от большого числа фак­торов, в том числе от трассировки проводки, расположения агрегатов электро­оборудования, исполнения коммутирующих элементов и т. д. Все эти факторы могут меняться в зависимости от модели автомобиля и даже при ее модернизации. Поэтому следует исходить из наихудших условий работы электронной аппара­туры в отношении воздействия на нее помех.

Необходимо особо подчеркнуть, что в автомобиле практически невозможно применение известных высокоэффективных фильтров, поскольку при прохожде­нии через такие фильтры тока нагрузки в них происходит падение напряжения порядка нескольких вольт. Такое большое падение напряжения неприемлемо по условиям питания аппаратуры, особенно для автомобилей с номинальным напря­жением бортовой сети, равным 12 В. Поэтому проблема защиты электронной ап­паратуры автомобилей от перенапряжений в цепях питания является особо слож­ной задачей.