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第二講 汽車電磁兼容標準與試驗趨勢

發(fā)布時間:2012-02-15 來源:電子元件技術(shù)網(wǎng)

中心議題:
  • 汽車ESD試驗新舊版本差異與不同放電槍實測波形對比
  • 汽車瞬態(tài)抗擾性試驗新舊版本差異
  • 汽車電壓瞬變試驗新舊版本差異

相關(guān)性閱讀:
【第一講】最新電磁兼容抗干擾國家標準解讀
http://m.jizeke.com/art/artinfo/id/80015601
【第三講】 產(chǎn)品EMC設(shè)計技術(shù)平臺與準則
http://m.jizeke.com/art/artinfo/id/80016015

隨著汽車電氣設(shè)備數(shù)量和種類的不斷增加,工作頻率的不斷提高,汽車內(nèi)的電磁環(huán)境日益復(fù)雜。要保證汽車電子系統(tǒng)及電子控制功能的安全可靠運行,就必須重視對電磁兼容技術(shù)的研究和設(shè)計。隨著汽車電磁兼容問題日益突出,汽車電磁兼容標準也受到越來越多的關(guān)注。

本文針對我國汽車以及新能源電動車EMC試驗發(fā)展趨勢,結(jié)合汽車EMC試驗標準的實際案例——ESD試驗GB/T17626.2-2006與1998的差異、IEC 61000-4-2:1995/2001與IE2008的差異、幾種ESD放電槍實測波形對比;瞬態(tài)抗擾性試驗ISO7637-2-2011版與2005版的差異;電壓瞬變試驗ISO16750-2- 2010版與2005版的差異,幫助大家準確理解汽車EMC試驗標準。

汽車EMC試驗發(fā)展總趨勢

汽車EMC試驗發(fā)展趨勢總結(jié)如下:
  • 標準版本不斷更新
  • 試驗項目增多(新能源電動車);
  • 試驗方法改進(如ESD試驗);
  • 試驗嚴酷等級提高(特別是車廠要求)。
  • 試驗儀器設(shè)備更新。

國際標準發(fā)展概況

     國際標準發(fā)展概況

我國汽車EMC標準發(fā)展概況
     我國汽車EMC標準發(fā)展概況

汽車EMC試驗項目主要試驗項目分類
主要試驗項目分類

汽車電子設(shè)備主要試驗項目
電源線瞬態(tài)抗擾性 (CS)
    1) 執(zhí)行標準ISO -7637.2/GB/T21437.2
    2) 試驗項目
    a)試驗脈沖1;
    b)試驗脈沖2a;
    c)試驗脈沖2b;
    d)試驗脈沖3a/3b;
    e)試驗脈沖4;
    f)試驗脈沖5a;
    g)試驗脈沖5b;[page]
電源線傳導(dǎo)發(fā)射(CE)
    1) 執(zhí)行標準ISO -7637.2/GB/T21437.2
    2) 試驗項目
        a)瞬態(tài)發(fā)射慢脈沖(ms)
        b)瞬態(tài)發(fā)射快脈沖(ns-μs)
通信/控制線耦合抗擾性(CT)
    1) 執(zhí)行標準ISO -7637.3/GB/T21437.3
    2) 試驗項目
         a)慢速瞬態(tài)正脈沖(類P2a;DCC/ICC)
         b)慢速瞬態(tài)負脈沖(類P1)DCC/ICC)
         c)快速瞬態(tài)脈沖a(類P3a;DCC/CCC)
         d)快速瞬態(tài)脈沖b(類P3b);DCC/CCC)
RF傳導(dǎo)抗擾性(CS)
    1)執(zhí)行標準 (無要求)(GB/T17626.6 IEC61000-4-6;GB 4343.2家電,CISPR14-2)
    2) 試驗項目 請參考有關(guān)產(chǎn)品EMC標準。
RF輻射抗擾性(RS)
    1) 執(zhí)行標準 GB/T17619,GB/T6113,ISO 11452-2/-3/-4/-5
    2) 試驗項目
 RF傳導(dǎo)騷擾(CE)
    1) 執(zhí)行標準GB18655 CISPR25
    2) 試驗項目
          a)電源線 0.15-108MHz
          b)控制/信號線
RF輻射騷擾(RE)
    1) 執(zhí)行標準GB18655 CISPR25
    2) 試驗項目
靜電放電抗擾性(ESD)
    1) 執(zhí)行標準:GB/T19951-2005 IDT ISO10605:2001
                       (GB/T17626.2-/1998/2006//2008)/ 2010
    2) 試驗項目
          a)直接放電
          b)空氣放電
電源電壓變化抗擾性(CI)
    1) 執(zhí)行標準ISO -16750.2/GB/Txxxx.2-xxxx
    2) 試驗項目
         a)過電壓(4.3)
         b)疊加交流電壓(4.4)
         c)電壓緩降和緩升(4.5)
         d)電壓瞬降(4.6.1)
         e)電壓驟降復(fù)位(4.6.2)
         f)電壓啟動特性(4.6.3)
         g)反向電壓(4.7)
整車EMC試驗項目
RF輻射抗擾性(RS)
      執(zhí)行標準 GB/T17619,GB/T6113,ISO 11452-2/-3/-4/-5
RF傳導(dǎo)騷擾(CE)
      執(zhí)行標準GB18655 CISPR25
RF輻射騷擾(RE)
      執(zhí)行標準GB18655 CISPR25
靜電放電抗擾性(ESD)
    1) 執(zhí)行標準:GB/T19951-2005 IDT ISO10605:2001
                       (GB/T17626.2-/1995/2006/)/ 2010
    2) 試驗項目
         a)車內(nèi)
         b)車外

新能源電動車EMC試驗項目(新增)
工作模式(新增):耦合到電網(wǎng)的RESS[1]充電模式。
試驗項目(新增)
    1)輻射發(fā)射(寬帶)
    2)諧波發(fā)射
    3)電壓波動/閃變
    4)傳導(dǎo)發(fā)射
    5)脈沖群抗擾性
    6)浪涌抗擾性
    注[1]RESS:可充電能量儲存系統(tǒng).

ESD試驗
執(zhí)行標準:GB/T19951-2005 idt ISO10605:2001
                 (GB/T17626.2-2008)/2010;
試驗方法:按GB/T17626.2-1998/2006/?
                 IEC61000-4-2/1995/2001/2008/2010。
GB/T17626.2-2001/2006與1998的差異
1)不接地設(shè)備/部件(ESD試驗)
不接地設(shè)備/部件(ESD試驗)
2)直接放電試驗
3)對水平耦合板放電試驗[page]
IEC 61000-4-2:1995/2001與IE2008的差異
標準版本
  • 《IEC 61000-4-2:2001》改版為《IEC 61000-4-2:2008》,歐盟相應(yīng)改版為《EN61000-4-2:2009》;
  • 主要修改內(nèi)容:試驗脈沖參數(shù)和試驗方法等
試驗脈沖參數(shù)
   表1試驗脈沖參數(shù)對比
                                         表1試驗脈沖參數(shù)對比

試驗/校驗方法
原標準/試驗:
        1)輸出串50Ω匹配電阻(輸出電壓減半);
        2)測量5次,取5次脈沖平均值。
分析:
        1)不接地設(shè)備或設(shè)備的不接地部件不能自行放電。受試點的電荷累積可能使電
        壓為預(yù)期試驗電壓的兩倍或更高;
        2)受放電回路LC影響,ESD試驗存在不確定性
新標準/試驗:
        1)輸出不串50Ω匹配電阻,(輸出測試電壓也不再減半);
        2)每個測量等級,在一個時間里或個別評估時,要記錄5個脈沖;
        3)每一脈沖每次測量(i.e. tr, Ip, I30, I60)都必須符合規(guī)定的范圍要求。
        4)屏蔽室(要求)屏蔽效果可導(dǎo)致±20%或以上的幅度測量誤差。
分析:試驗更嚴酷,試驗結(jié)果一致性增強。
IEC新標準/校準:對ESD發(fā)生器提出了切合實際的更合理要求。

幾種ESD放電槍實測波形對比
標準要求波形及參數(shù)
標準要求波形及參數(shù)
實測合格波形
      a)4KV峰值電壓量測值2.56V,符合2.55V~3.45V要求;
      b)8KV峰值電壓量測值5.36V,符合5.1V~6.9V要求。
實測不合格波形
      a)4KV峰值電壓量測值2.44V<2.55V3.45V;
      b)8KV峰值電壓量測值4.72V<5.1V~6.9V.
實測嚴重不合格
      a)4KV峰值電壓量測值2.20V<2.55V3.45V;
      b)8KV峰值電壓量測值4.80V<5.1V~6.9V

瞬態(tài)抗擾性試驗
執(zhí)行標準:GB/T 21437.2-2007 idt ISO7637-2:2005/2011.

ISO7637-2-2011版與2005版的差異
ISO7637-2-2011版與2005版的差異[page]
試驗要點
試驗脈沖1
      a)試驗設(shè)備布置
      b)Rs=Ri
      c)試驗 5000次,間隔0.5—5s/次
      d)整改:優(yōu)選TVS管、自恢復(fù)保險絲。
試驗脈沖3a/3b
      a)試驗設(shè)備布置
      b)50Ω同軸電纜/≤500mm;
試驗脈沖5a
      a)試驗設(shè)備布置
      b)Rv=Ri (0.5Ω—4Ω/8Ω)
試驗脈沖5b
      a)試驗設(shè)備布置
      b)Rv=Ri(Ri*+R5b)=2Ω

電壓瞬變試驗
執(zhí)行標準:GB/T XXXX.2-XXXX(2011?) idt ISO16750-2:2005/2010.
ISO16750-2-2010版與2005版的差異
ISO16750-2-2010版與2005版的差異
試驗要點
疊加交流電
      1)頻率范圍:50Hz-20/25KHz-50Hz;
      2)對數(shù)升降。
電壓啟動特性
      1)試驗項目 多;見表4/表5
      2)結(jié)合整車實際,選/確定 適當?shù)脑囼瀰?shù)

附:表4 ISO 16750-2:2010 4.6.3 電壓啟動特性試驗參數(shù)(表3/12V)
表4 ISO 16750-2:2010 4.6.3 電壓啟動特性試驗參數(shù)(表3/12V)
附:表5 ISO 16750-2:2010 4.6.3 電壓啟動特性試驗參數(shù)(表4/24V)
表5 ISO 16750-2:2010 4.6.3 電壓啟動特性試驗參數(shù)(表4/24V)

現(xiàn)在,與安全性相關(guān)的汽車EMC越來越受到重視。由于汽車電子設(shè)備EMC性能與整車安裝位置有關(guān),企業(yè)需要考慮以滿足整車的要求為前提。另外,由于汽車電子設(shè)備越來越多/密集,騷擾/抗擾限值要求越來越高。

EMC試驗在一定程度上具有不確定性,換一個環(huán)境測試結(jié)果可能就產(chǎn)生差異,這要求EMC的試驗一定可以重現(xiàn)。理解了EMC的標準,并在EMC試驗/整改中積累經(jīng)驗有助于汽車EMC試驗順利通過。
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