柴油机ECU关键电路电磁兼容仿真与设计

发布时间：2018-05-06 18:23

  本文选题：电磁兼容性 + BOOST升压　； 参考：《北京交通大学》2016年硕士论文

【摘要】：柴油机电子控制技术以其精确、快速以及可柔性控制的特点,成为了当今发动机技术发展的一个重要组成部分。本文基于潍柴课题“ECU喷油驱动故障诊断和EMC(电磁兼容)研究设计”主要进行高压共轨柴油机电控单元(ECU)关键电路的EMC性能分析及改进设计,为最终设计符合国家相关标准、稳定可靠的ECU打下基础。论文在以下几个方面开展研究工作：首先,对电磁干扰的分类、边界条件和产生原因等进行了基本理论分析,详细阐述了电控单元及PCB设计中的电磁干扰,介绍了有限元法的微分思想及电磁场的有限元求解方法,选择了电磁场分析软件并介绍了其基本功能及用法。然后,对升压电路进行了升压方案的选择,对Boost升压电路进行了设计计算,绘制了电路原理图,并利用Candence软件对其性能进行了仿真分析。对电磁阀驱动电路进行驱动方案的选择,对电磁阀驱动电路进行了设计计算,绘制了电路原理图,并利用Candence软件对其性能进行了仿真分析。其次,对Boost升压电路和电磁阀驱动电路进行了电磁兼容(EMC)仿真,分别从EMI传导和EMI辐射两方面对其进行仿真分析。从原理图级和PCB板级进行EMC改进,原理图级采用滤波、去耦、旁路等方法,PCB板级采用合理布局、布线、电源平面、地平面、合理接地等方法。并对改进后的电路进行仿真验证。最后,对ECU关键电路进行了整体设计和电磁兼容(EMC)仿真,根据仿真结果对整体电路进行EMC改进和仿真验证,对ECU屏蔽壳进行了屏蔽效果仿真,从材料和缝隙形状方面对屏蔽壳进行了设计和仿真研究。
[Abstract]:The electronic control technology of diesel engine has become an important part of the development of engine technology because of its precision, rapidity and flexibility. Based on Weichai project "ECU fuel injection driving Fault diagnosis and EMC (electromagnetic compatibility) Research and Design", this paper mainly analyzes and improves the EMC performance of the key circuits of high pressure common rail diesel engine electric control unit (ECU), so that the final design conforms to the relevant national standards. Stable and reliable ECU lay the foundation. In this paper, the following research work is carried out: firstly, the classification, boundary conditions and causes of electromagnetic interference are analyzed, and the electromagnetic interference in the design of electronic control unit and PCB is described in detail. The differential thought of finite element method and the finite element solution of electromagnetic field are introduced. The electromagnetic field analysis software is selected and its basic function and usage are introduced. Then, the boost circuit is selected, the Boost boost circuit is designed and calculated, the circuit schematic diagram is drawn, and its performance is simulated and analyzed by Candence software. The driving scheme of the solenoid valve is selected, the driving circuit of the solenoid valve is designed and calculated, the schematic diagram of the circuit is drawn, and its performance is simulated and analyzed by Candence software. Secondly, the Boost boost circuit and solenoid valve drive circuit are simulated by EMC, and the EMI conduction and EMI radiation are simulated and analyzed respectively. The EMC is improved from the principle diagram level and the PCB board level. The principle diagram level adopts the methods such as filtering, decoupling, bypass and so on. The PCB board level adopts reasonable layout, wiring, power supply plane, ground plane, reasonable grounding and so on. The improved circuit is verified by simulation. Finally, the whole design and EMC simulation of the key circuit of ECU are carried out. According to the simulation results, the whole circuit is improved and verified by EMC, and the shielding effect of the ECU shield shell is simulated. The shielding shell was designed and simulated from the aspects of material and slot shape.
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK423

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本文编号：1853378