第二講 汽車電磁兼容標準與試驗趨勢
發布時間:2012-02-15 來源:電子元件技術網
中心議題:
相關性閱讀:
【第一講】最新電磁兼容抗幹擾國家標準解讀
http://0-fzl.cn/art/artinfo/id/80015601
【第三講】 產品EMC設計技術平台與準則
http://0-fzl.cn/art/artinfo/id/80016015
隨sui著zhe汽qi車che電dian氣qi設she備bei數shu量liang和he種zhong類lei的de不bu斷duan增zeng加jia,工gong作zuo頻pin率lv的de不bu斷duan提ti高gao,汽qi車che內nei的de電dian磁ci環huan境jing日ri益yi複fu雜za。要yao保bao證zheng汽qi車che電dian子zi係xi統tong及ji電dian子zi控kong製zhi功gong能neng的de安an全quan可ke靠kao運yun行xing,就jiu必bi須xu重zhong視shi對dui電dian磁ci兼jian容rong技ji術shu的de研yan究jiu和he設she計ji。隨sui著zhe汽qi車che電dian磁ci兼jian容rong問wen題ti日ri益yi突tu出chu,汽qi車che電dian磁ci兼jian容rong標biao準zhun也ye受shou到dao越yue來lai越yue多duo的de關guan注zhu。
本文針對我國汽車以及新能源電動車EMC試驗發展趨勢,結合汽車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試驗發展總趨勢
汽車EMC試驗發展趨勢總結如下:
國際標準發展概況

我國汽車EMC標準發展概況

汽車EMC試驗項目主要試驗項目分類

汽車電子設備主要試驗項目
電源線瞬態抗擾性 (CS)
1) 執行標準ISO -7637.2/GB/T21437.2
2) 試驗項目
a)試驗脈衝1;
b)試驗脈衝2a;
c)試驗脈衝2b;
d)試驗脈衝3a/3b;
e)試驗脈衝4;
f)試驗脈衝5a;
g)試驗脈衝5b;[page]
電源線傳導發射(CE)
1) 執行標準ISO -7637.2/GB/T21437.2
2) 試驗項目
a)瞬態發射慢脈衝(ms)
b)瞬態發射快脈衝(ns-μs)
通信/控製線耦合抗擾性(CT)
1) 執行標準ISO -7637.3/GB/T21437.3
2) 試驗項目
a)慢速瞬態正脈衝(類P2a;DCC/ICC)
b)慢速瞬態負脈衝(類P1)DCC/ICC)
c)快速瞬態脈衝a(類P3a;DCC/CCC)
d)快速瞬態脈衝b(類P3b);DCC/CCC)
RF傳導抗擾性(CS)
1)執行標準 (無要求)(GB/T17626.6 IEC61000-4-6;GB 4343.2家電,CISPR14-2)
2) 試驗項目 請參考有關產品EMC標準。
RF輻射抗擾性(RS)
1) 執行標準 GB/T17619,GB/T6113,ISO 11452-2/-3/-4/-5
2) 試驗項目
RF傳導騷擾(CE)
1) 執行標準GB18655 CISPR25
2) 試驗項目
a)電源線 0.15-108MHz
b)控製/信號線
RF輻射騷擾(RE)
1) 執行標準GB18655 CISPR25
2) 試驗項目
靜電放電抗擾性(ESD)
1) 執行標準: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)電壓驟降複位(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)
執行標準 GB/T17619,GB/T6113,ISO 11452-2/-3/-4/-5
RF傳導騷擾(CE)
執行標準GB18655 CISPR25
RF輻射騷擾(RE)
執行標準GB18655 CISPR25
靜電放電抗擾性(ESD)
1) 執行標準:GB/T19951-2005 IDT ISO10605:2001
(GB/T17626.2-/1995/2006/)/ 2010
2) 試驗項目
a)車內
b)車外
新能源電動車EMC試驗項目(新增)
工作模式(新增):耦合到電網的RESS[1]充電模式。
試驗項目(新增)
1)輻射發射(寬帶)
2)諧波發射
3)電壓波動/閃變
4)傳導發射
5)脈衝群抗擾性
6)浪湧抗擾性
注[1]RESS:可充電能量儲存係統.
ESD試驗
執行標準: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

表1試驗脈衝參數對比
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次脈衝平均值。
分析:
1)不接地設備或設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,在一個時間裏或個別評估時,要記錄5個脈衝;
3)每一脈衝每次測量(i.e. tr, Ip, I30, I60)都必須符合規定的範圍要求。
4)屏蔽室(要求)屏蔽效果可導致±20%或以上的幅度測量誤差。
分析:試驗更嚴酷,試驗結果一致性增強。
IEC新標準/校準:對ESD發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

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
瞬態抗擾性試驗
執行標準:GB/T 21437.2-2007 idt ISO7637-2:2005/2011.
ISO7637-2-2011版與2005版的差異
[page]
試驗要點
試驗脈衝1
a)試驗設備布置
b)Rs=Ri
c)試驗 5000次,間隔0.5—5s/次
d)整改:優選TVS管、自恢複保險絲。
試驗脈衝3a/3b
a)試驗設備布置
b)50Ω同軸電纜/≤500mm;
試驗脈衝5a
a)試驗設備布置
b)Rv=Ri (0.5Ω—4Ω/8Ω)
試驗脈衝5b
a)試驗設備布置
b)Rv=Ri(Ri*+R5b)=2Ω
電壓瞬變試驗
執行標準:GB/T XXXX.2-XXXX(2011?) idt ISO16750-2:2005/2010.
ISO16750-2-2010版與2005版的差異

試驗要點
疊加交流電
1)頻率範圍:50Hz-20/25KHz-50Hz;
2)對數升降。
電壓啟動特性
1)試驗項目 多;見表4/表5
2)結合整車實際,選/確定 適當的試驗參數
附:表4 ISO 16750-2:2010 4.6.3 電壓啟動特性試驗參數(表3/12V)

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

現在,與安全性相關的汽車EMC越來越受到重視。由於汽車電子設備EMC性能與整車安裝位置有關,企業需要考慮以滿足整車的要求為前提。另外,由於汽車電子設備越來越多/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,換一個環境測試結果可能就產生差異,這要求EMC的試驗一定可以重現。理解了EMC的標準,並在EMC試驗/整改中積累經驗有助於汽車EMC試驗順利通過。
- 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
相關性閱讀:
【第一講】最新電磁兼容抗幹擾國家標準解讀
http://0-fzl.cn/art/artinfo/id/80015601
【第三講】 產品EMC設計技術平台與準則
http://0-fzl.cn/art/artinfo/id/80016015
隨sui著zhe汽qi車che電dian氣qi設she備bei數shu量liang和he種zhong類lei的de不bu斷duan增zeng加jia,工gong作zuo頻pin率lv的de不bu斷duan提ti高gao,汽qi車che內nei的de電dian磁ci環huan境jing日ri益yi複fu雜za。要yao保bao證zheng汽qi車che電dian子zi係xi統tong及ji電dian子zi控kong製zhi功gong能neng的de安an全quan可ke靠kao運yun行xing,就jiu必bi須xu重zhong視shi對dui電dian磁ci兼jian容rong技ji術shu的de研yan究jiu和he設she計ji。隨sui著zhe汽qi車che電dian磁ci兼jian容rong問wen題ti日ri益yi突tu出chu,汽qi車che電dian磁ci兼jian容rong標biao準zhun也ye受shou到dao越yue來lai越yue多duo的de關guan注zhu。
本文針對我國汽車以及新能源電動車EMC試驗發展趨勢,結合汽車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試驗發展總趨勢
汽車EMC試驗發展趨勢總結如下:
- 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)。
- 試驗儀器設備更新。
國際標準發展概況

我國汽車EMC標準發展概況

汽車EMC試驗項目主要試驗項目分類

汽車電子設備主要試驗項目
電源線瞬態抗擾性 (CS)
1) 執行標準ISO -7637.2/GB/T21437.2
2) 試驗項目
a)試驗脈衝1;
b)試驗脈衝2a;
c)試驗脈衝2b;
d)試驗脈衝3a/3b;
e)試驗脈衝4;
f)試驗脈衝5a;
g)試驗脈衝5b;[page]
電源線傳導發射(CE)
1) 執行標準ISO -7637.2/GB/T21437.2
2) 試驗項目
a)瞬態發射慢脈衝(ms)
b)瞬態發射快脈衝(ns-μs)
通信/控製線耦合抗擾性(CT)
1) 執行標準ISO -7637.3/GB/T21437.3
2) 試驗項目
a)慢速瞬態正脈衝(類P2a;DCC/ICC)
b)慢速瞬態負脈衝(類P1)DCC/ICC)
c)快速瞬態脈衝a(類P3a;DCC/CCC)
d)快速瞬態脈衝b(類P3b);DCC/CCC)
RF傳導抗擾性(CS)
1)執行標準 (無要求)(GB/T17626.6 IEC61000-4-6;GB 4343.2家電,CISPR14-2)
2) 試驗項目 請參考有關產品EMC標準。
RF輻射抗擾性(RS)
1) 執行標準 GB/T17619,GB/T6113,ISO 11452-2/-3/-4/-5
2) 試驗項目
RF傳導騷擾(CE)
1) 執行標準GB18655 CISPR25
2) 試驗項目
a)電源線 0.15-108MHz
b)控製/信號線
RF輻射騷擾(RE)
1) 執行標準GB18655 CISPR25
2) 試驗項目
靜電放電抗擾性(ESD)
1) 執行標準: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)電壓驟降複位(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)
執行標準 GB/T17619,GB/T6113,ISO 11452-2/-3/-4/-5
RF傳導騷擾(CE)
執行標準GB18655 CISPR25
RF輻射騷擾(RE)
執行標準GB18655 CISPR25
靜電放電抗擾性(ESD)
1) 執行標準:GB/T19951-2005 IDT ISO10605:2001
(GB/T17626.2-/1995/2006/)/ 2010
2) 試驗項目
a)車內
b)車外
新能源電動車EMC試驗項目(新增)
工作模式(新增):耦合到電網的RESS[1]充電模式。
試驗項目(新增)
1)輻射發射(寬帶)
2)諧波發射
3)電壓波動/閃變
4)傳導發射
5)脈衝群抗擾性
6)浪湧抗擾性
注[1]RESS:可充電能量儲存係統.
ESD試驗
執行標準: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》,歐盟相應改版為《EN61000-4-2:2009》;
- 主要修改內容:試驗脈衝參數和試驗方法等

表1試驗脈衝參數對比
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次脈衝平均值。
分析:
1)不接地設備或設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,在一個時間裏或個別評估時,要記錄5個脈衝;
3)每一脈衝每次測量(i.e. tr, Ip, I30, I60)都必須符合規定的範圍要求。
4)屏蔽室(要求)屏蔽效果可導致±20%或以上的幅度測量誤差。
分析:試驗更嚴酷,試驗結果一致性增強。
IEC新標準/校準:對ESD發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

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
瞬態抗擾性試驗
執行標準:GB/T 21437.2-2007 idt ISO7637-2:2005/2011.
ISO7637-2-2011版與2005版的差異
[page]試驗要點
試驗脈衝1
a)試驗設備布置
b)Rs=Ri
c)試驗 5000次,間隔0.5—5s/次
d)整改:優選TVS管、自恢複保險絲。
試驗脈衝3a/3b
a)試驗設備布置
b)50Ω同軸電纜/≤500mm;
試驗脈衝5a
a)試驗設備布置
b)Rv=Ri (0.5Ω—4Ω/8Ω)
試驗脈衝5b
a)試驗設備布置
b)Rv=Ri(Ri*+R5b)=2Ω
電壓瞬變試驗
執行標準:GB/T XXXX.2-XXXX(2011?) idt ISO16750-2:2005/2010.
ISO16750-2-2010版與2005版的差異

試驗要點
疊加交流電
1)頻率範圍:50Hz-20/25KHz-50Hz;
2)對數升降。
電壓啟動特性
1)試驗項目 多;見表4/表5
2)結合整車實際,選/確定 適當的試驗參數
附:表4 ISO 16750-2:2010 4.6.3 電壓啟動特性試驗參數(表3/12V)

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

現在,與安全性相關的汽車EMC越來越受到重視。由於汽車電子設備EMC性能與整車安裝位置有關,企業需要考慮以滿足整車的要求為前提。另外,由於汽車電子設備越來越多/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,換一個環境測試結果可能就產生差異,這要求EMC的試驗一定可以重現。理解了EMC的標準,並在EMC試驗/整改中積累經驗有助於汽車EMC試驗順利通過。
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藍牙模塊
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