車載電子設(shè)備的EMC測試

1、測I試I與I測I量EMC Testing of Devices of Vehicle徳國Albatross Project吩司上海代衣處 命恢卷 羅宇翔摘要文章對車:載電子設(shè)備，在EMC方面的測試和標(biāo)準(zhǔn)的符合性要求方血進(jìn)行了全而介紹和分析，詳細(xì)給 出了車載設(shè)備的測試方法和測試布置。闡述了車載設(shè)備測試與其他電子設(shè)備測試不同點(diǎn)。 關(guān)鍵詞車載電磁兼容測試AbstractFbrdevicesof vdiiclo test procedure and standard rcgulationofBC:'ield isprescnted and analyzed inthispapei: Aid d

2、etailed testingnrthod and setup a Iso be given At the sair t inr di fference points is introduced between devices of vehicle and other elect ricalequipTEntsKeywordsdevices of vehicle FM? testing測I試I與I測I量車載電子設(shè)備的EMC測試上要有以卜兒個(gè)項(xiàng)II：槁 射發(fā)射（RE）、輻射敏感度（RS）、傳導(dǎo)發(fā)射（CE）、傳導(dǎo)敬 感度（CS）、靜電放電（ESD）.卜面分別對這幾個(gè)項(xiàng)II的 測試方法、測試布置、等

3、級耍求進(jìn)疔分析說明。1.輻射發(fā)射L1編射發(fā)射分類 L L 1寬帶輻射發(fā)射寬帶編射發(fā)射的信號源X耍是汽車上的發(fā)動機(jī)、交 流發(fā)電機(jī)、點(diǎn)火系統(tǒng)以及制電路、燈光控制電路 等這氣設(shè)備及氏電子電路都需要考慮進(jìn)行寬帶輻射發(fā) 射測試。L L 2窄帶輻射發(fā)射窄帶輻射發(fā)射的信號源上要是務(wù)種車載電子設(shè)備 中的微處理器及其時(shí)鐘產(chǎn)生的f擾。另外PWM控制迫 路、燈光控制電路等也能夠產(chǎn)生窄帶輜射發(fā)射.L 2車載設(shè)備輻射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)汽車和車載設(shè)備1«満足的射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)和指令有, CISFR 12 CISFR 25 CBT 18655 （200Z）, Di rective 95/54/ K SAE JUI3 4L其中CI

4、SPR13I汽車發(fā)動機(jī)等設(shè)備的 輻射發(fā)射測試ocispr2!jij rva設(shè)備的輛射發(fā)射測試. L 3車載設(shè)備輻射發(fā)射測試L X 1對測試場地和儀器的婆求車載設(shè)備輻射發(fā)射測試可以有多種測試場地，包括 開闊場、電波暗電、T E M小電或者線性吸收W蔽電 （ALSEAbsorb-1 ined Sliielded Enclosure）.標(biāo)準(zhǔn)測試場地 是開闊場推薦采用電波暗牢進(jìn)行測試（CIS P R 2用 GBT18G5 琳準(zhǔn)）。測試接收機(jī)的扌I描速率和帶寬必須滿足CISPR16-1 GB6113）的要求，而且接收機(jī)必須采用峰值和準(zhǔn)峰值兩 種檢波方式進(jìn)行知描.兩種檢波方式F的測試結(jié)果都嚶 滿足限值要求

5、.L 3 2測試布置在暗室中進(jìn)行車載設(shè)備輻射發(fā)射測試時(shí),測試布置 要求：1）電纜必須按照實(shí)際長度進(jìn)行測試:線纜必須使用 絕緣材料支悴到高丁地平而506的高度，并口線束應(yīng)該 布置成直線.2）EUT'P該在典型負(fù)裁和其他在整車內(nèi)的條件卜 T作，以便得到用大發(fā)射.3）電源正線和何線都需耍通過AMN進(jìn)行濾波。4）EU1應(yīng)該按照車內(nèi)的實(shí)際布置進(jìn)行布線°5）EUTO該放在試驗(yàn)臺邊沿1 OOnrnfc 1 Omnifj 地方.L 3 3檢測步驟CIS P R1閃窄帶曠擾和寬帶騷擾的判別進(jìn)行了說 明，具體步驟如下：1）采用崢值檢波方式對EUI進(jìn)IT測試，如果得到的IfiNFnlT-cglEM

6、n 5B測試結(jié)果満足窄帶也擾限值耍求，則不再分析是寬帯盤 擾還是窄帶頤擾，直接判定通過測試；2）如果峰值檢波測試結(jié)果不能滿足窄帶逼擾限值 要求,則在同樣的測試帶寬條件下采用平均值檢波方式 再次進(jìn)行測試，如果測試結(jié)果與峰値檢波條件卜的測試 結(jié)果相墾6d啟上，則判疋該信號為寬帯熾擾，否則判圧 為窄帶頤擾；3）在步驟2條件卜，如果判定被測試信號為窄 帶騷擾fd號，而且按照前面的檢測結(jié)果確定峰值測 試不能滿足窄帶麺擾尿fir要求，則判定eu試不 通過；4）在步驟2TJ條件下.5果判立被測試信號為宦帶 信號，則采用準(zhǔn)峰值的檢波方式對EUT.lt新進(jìn)行測試. 井H按照寬帶信號騷擾限值進(jìn)彳j判定，如果測試結(jié)

7、果滿 足寬帶（.7號睡擾限ffl，則H定EUT#|試通過，否則判定 EUTW試不通過.2傳導(dǎo)發(fā)射2 1傳導(dǎo)發(fā)射分類傳導(dǎo)發(fā)射分為電源端口傳導(dǎo)發(fā)射和信號線傳導(dǎo)發(fā) 射兩類。2 2車載設(shè)備需耍満足的傳導(dǎo)發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)車戰(zhàn)改備需耍滿足的傳導(dǎo)發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)和拆令上耍是 CISPR25。另外SAE J1 113-41標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了頻率范用 150kHz108MH啲傳導(dǎo)發(fā)射測試耍求。23車載設(shè)備傳導(dǎo)發(fā)射測試2 a 1對測試場地和儀器的耍求車徴設(shè)備傳導(dǎo)發(fā)射測試地點(diǎn)上要壯加蔽室 （Shielded Enclosure）-測試頻率范圍是 0. 15MS 10 8MHz。車載設(shè)備進(jìn)行傳導(dǎo)發(fā)射測試時(shí)應(yīng)該放在接 地平面進(jìn)行接地平而的厚

8、度不小J： 0. 5nm長寬 不小丁 lOOOmmX 400mm接地平面放在高丁地而9 0 OmnY注：丨電源供電單元2人工電涼網(wǎng)岱3就測件 A5損地平冷圖1傳導(dǎo)發(fā)射測試布a輜射敏感度測試a 1輻射敏感度測試標(biāo)準(zhǔn)車戦設(shè)備輻射緻感度測試需耍滿足以卜標(biāo)準(zhǔn)：ISO 1 1452系列：逍路車輛用窄帯發(fā)射的電 磁能雖進(jìn)行電了 I擾部件試驗(yàn)方法，這個(gè)系列標(biāo)J絕緣試驗(yàn)臺上。接地平面的接地電阻小J： 2. 5mP .進(jìn)行電源端口的傳導(dǎo)發(fā)射測試采用50Q /5m WJ 人匸電源網(wǎng)絡(luò)AMN進(jìn)行。AMN應(yīng)有一個(gè)5u H的電 感，端接陽抗應(yīng)該足50Q 測試的頻率上限應(yīng)該大于10 8MHz。進(jìn)行信號線的傳導(dǎo)發(fā)射測試采用

9、電流探頭 進(jìn)行。接收機(jī)采用邯值和準(zhǔn)吟值兩種檢波方式進(jìn)行扌I描. 是否通過應(yīng)有相應(yīng)判據(jù)。2 3 2測試布置1）電源線傳導(dǎo)發(fā)射測試布置電源線傳導(dǎo)測試時(shí)，應(yīng)該以設(shè)備的外殼（如果外 売作為回流）或EUT盡可能接近的地線作為參 石，如果EUT為遠(yuǎn)端接地，那么必須以接地平面作 為參考.EUirrj所有信號線必須放置在接地r-lfli上方5 Omn 的高度。2）信號線傳導(dǎo)發(fā)射測試布置測試用的電流探頭應(yīng)該與信號線的粗細(xì)相匹 配屈丁測試的信號線的長度必須為1. 5帳，并II放 置在電導(dǎo)率® VI. 4的絕緣試驗(yàn)臺上，試驗(yàn)臺的高度 為距離接地¥ Illi 5Onm試驗(yàn)用的線束應(yīng)該平行而11 靠

10、近放遙測試時(shí)，電流探頭放咒在距離EUT連接器 5 Onp曲i離的位置進(jìn)彳j測試。為了保證能夠測試到最 大發(fā)射電流探頭還應(yīng)該在距離E U T連接滋 500nm IOOOiht的位代以及距離AMN 5 0nWfj位 程進(jìn)行逐個(gè)測試。當(dāng)EUT采川金屬連接器時(shí)，電流探 頭應(yīng)該夾在©外殼用近的電纜上但足不要繞連接 器屬外殼上.7徐電導(dǎo)牛支撐面6 ” WI.48 500"尿鼻籤炭以矣心層簸松電他9測儀設(shè)各»0群籤宣H 50Q12陽島連垃HEUT與測試設(shè)備距離接地f Ifli的邊緣不小F 200nm測試布克見圖1.尺h(yuǎn)mm測I試I與I測I量測I試I與I測I量測I試I與I測I量準(zhǔn)

11、上耍是規(guī)泄了不同測試頻段采用何種測試段進(jìn) 行測試，貝休的測試方法冇6種：暗宅測試、TEM ce 11、電流鉗注入、Stripline. T-行板測試、RE功率 £1接注入.3 2輻射敏感度測試信號和等級耍求3 2 1測試設(shè)置進(jìn)行RS測試時(shí)希要遵循以下規(guī)定：測試溫度：進(jìn)行RS測試有明確的環(huán)境溫度耍求： 23C± 5C.供電:對丁統(tǒng)，工作電壓為ia 5v± a 5M對于24係統(tǒng)，1：作電壓為27V± 1乂調(diào)制,用丁測試RSTHH：是個(gè)耒調(diào)枚波或者是一 個(gè)調(diào)制頻率1 kHz,調(diào)制深度80%的AN鋼制信號以麻 將考股在1GHz以上采用脈沖調(diào)制Pulse m)du

12、lation/j式 測試.駐留時(shí)間：測試信號的駐附時(shí)間不小T2S.頻率：在頻率范 200M1Z1GHz,發(fā)射信號的步 長最大為20MHz：在頻率范圍1GHz- 18GHz,發(fā)射信號 的步長雖大為200MHz。322性能判據(jù)用戶必須在帑個(gè)測試頻段內(nèi)對測試的等級進(jìn)行定 義。判定設(shè)備是否滿足耍求也有相應(yīng)的性能判據(jù)和性能 等級。測試嚴(yán)酷等級定義如下：CLASS A :被測設(shè)備或者系統(tǒng)在測試過程中以及 測試完畢后性能都不發(fā)生變化，滿足設(shè)計(jì)嬰求：CLASS B：被測設(shè)術(shù)在測試過程中允許出現(xiàn)-個(gè)或 者零個(gè)功能的變化，這叫性能變化只能是指標(biāo)匕的偏離， 但是功能不能喪失. iftjlL試驗(yàn)完畢后能幼門行恢復(fù)到正

13、 常狀態(tài)：CLASS C：被測設(shè)備在測試過程中允許出現(xiàn)一個(gè)或 者多個(gè)功能的變化,這些性能變化包括功陡或者性能的 無法完成或者實(shí)現(xiàn)但是在十：擾撤角以兩能夠"行恢U 到正常狀態(tài)：CSSS D ：被測設(shè)備在測試過程中允許出現(xiàn)-個(gè) 或者多個(gè)功能的變化，這叫件能變化包括功能或者性 能的無法完成或者實(shí)現(xiàn)，而1L在干擾撤銷以后仍然不 能門行恢刼到正常狀念：必須通過操作人員或&使用 人員進(jìn)行貝位操作才能夠恢超正常：CLASS E：被測設(shè)備在測試過程中允許出現(xiàn)-個(gè)或 者多個(gè)功能的變化這些性能變化包括功能或者性能的 無法完成或者實(shí)現(xiàn)而H在十?dāng)_撤銷以后仍然不能fl行 恢址到正常狀態(tài)：必須通過維修或

14、者進(jìn)疔益件更換才能 夠恢繪正簾a 3輻射敏感度測試布置EUT以及EUTO電纜和負(fù)伐都必須肚館在天線的可測試范別內(nèi):EUTO電纜長度應(yīng)該為15m如果EUT 放遙在金屈臺而，電纜跆離接地面的高度為50mn : EL7T 及EUT的電纜和負(fù)找都必須跆離接地T-面的邊沿至少1 OOrrm,測試犬線的柑位中心護(hù)離地面的最小距離為Im而 且天線的最邊沿距離接地平面不小 25cm大線距離 EUT為 Im如果采用金屬臺作為支撐，金屬臺距離底板的 高度應(yīng)該為0. 9m金屬臺上的金刪板而積不小于2. 25平方米：金屈板的片度不小丁 0. 5mm :金屈板的 雖短邊長不小I- 0. 75m ：并H.金屬板必須接到暗

15、電 參羽曲上接地線的寬度不小T 30 cm接地電H1小 T 2. 5mQ .如果采用非金屈臺作為支撐，EUT不能進(jìn)行接地處 理，測試報(bào)告中應(yīng)該對采用的支撐物進(jìn)I?說明。測試巾用 見圖2。尺 4 ：n>m5(X)min51500min38a) num圖(水平極化)4<1三 2| 900min0參參七</?藝鄉(xiāng)h) 視圖(垂直極化)注：1俗號浪2345天罠26核測件T真桓也桶電源罠和仕號規(guī)«測試桌9典空的材外圖2輻射敏感度測試布圖4靜電放電測試4 1的電放電測試需耍滿足的標(biāo)準(zhǔn)午載設(shè)備的靜電放電杵能測試必須滿足I" 10605.該標(biāo)準(zhǔn)中的部分內(nèi)容參考了 1BC6

16、1OO(W-環(huán)小準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中對靜電放電的人體模熨進(jìn)行了宦義說明°£S3 胃測I試I與I測I量測I試I與I測I量2000111Ia）使用15在車箱內(nèi)部2(X00圖3靜電放電人體模型電路圖3中，a類人體模弋是乘坐在汽車內(nèi)部的 人體放電模型電路：啖 人體?？兆銖能囃怦膺M(jìn) 乍廂內(nèi)部的人體模空電 路.這個(gè)人體模型與 IBC61000-4-2IJ；準(zhǔn)中的 人體模教在電路匕是一 樣的，但砂11容參數(shù)和 電阻的參數(shù)収值冇點(diǎn)區(qū) 別，0C61O0OT-2 準(zhǔn) 中的人體模型中電容參小J： 2"內(nèi)金屈帶接地。金屈板上山i應(yīng)該仃塊絕緣的 地子枚置EUT，絕緣犁子必須是潔凈于燥的整子的高 度為

17、（25± 2 5）mn墊子的長宣應(yīng)該保證放置在金屬板 內(nèi)部,同時(shí)墊了的大小必須保證BUT®離墊子的每條 邊沿不小T20nm測試時(shí).EU1放置在絕緣笊子卜，測 試布at見圖去uiNFnlT-cnl亠nEO數(shù)取值為150pE電阻取值為3300.4 2靜電放電測試等級變求4 2 1測試等級規(guī)定汽乍電子設(shè)備的靜電放電等級耍求比較嚴(yán)格而 1L仃三種測試耍求：電子設(shè)備的靜電放電測試、汽車 的濰電放電測試、于持式設(shè)備的靜電放電測試三種 測試的等級逐漸提高，F(xiàn)持設(shè)務(wù)測試最嚴(yán)格而II放電 等級雖島 < 進(jìn)行電/設(shè)備測試時(shí)，要求酢電槍的電容 為330pF,電陽為2000Q：汽車測試，耍求

18、卿電槍的電 容選擇150pF,電阻為20000 .對F安裝在汽車上的 電了設(shè)備，屬丁第一類設(shè)備，按照衣誡定的等級進(jìn)彳亍 測試.63電也圖4靜電放電測試布畫圖靜電放電 類型嚴(yán)酩等級W址小的放電數(shù)處選擇電平測試電平IIIIIIIV接觸放電b±4±6±7±83空r放電b±4±8土”土】£農(nóng)1乍収電f設(shè)備的掙電放電水半耍求注；a.放電間的最小間隔為5秒b.汽乍廠家和供應(yīng)曲達(dá)成的數(shù)值從表1看，標(biāo)準(zhǔn)推薦的最低放電等級是3級，也就 是接1*放電7 k V,空氣放電1 5 k V。毎次放電的時(shí)間間 隔是5 So4 2 2性能判據(jù)耍求ISO

19、1060訊靜電放電測試的性能判據(jù)與呼試的 性能判據(jù)相同.4 3靜電放電測試布置在進(jìn)行靜電放電測試時(shí)需耍塊金屈板作為接 地平而參考，金屬板的厚度不小F 1mm面枳不小P 1 '卜方米，金H板必須保證EUT在趾離其邊沿1 0 0血勺 內(nèi)部區(qū)域：金屬板必須通過-條寬度大丁 5Oim入氏度閔為電了設(shè)備上耍應(yīng)用在汽車上,所以測試時(shí)增加 了一個(gè)汽車底盤模擬朋這個(gè)模擬座用放置EUT,需 耍連接到測試的參考地平面上。5傳導(dǎo)敏感度測試51傳#敏感度測試需耍淸足的標(biāo)準(zhǔn)傳導(dǎo)敏感度測試需要滿足ISO 7637-1、ISO 7637-2 和ISO 76373標(biāo)準(zhǔn)。這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了車桟設(shè)備必須對 電源線和荷號線進(jìn)

20、彳亍傳導(dǎo)測試.標(biāo)準(zhǔn)規(guī)宦的測試環(huán)境耍求是溫度（23± 5）V,T.作 電壓是 27Vh lVfll ia 5Vk 0. 5V,5 2傳導(dǎo)敏感度測試的等級耍求5 2 1性能判據(jù)傳導(dǎo)敬感度性能判據(jù)等級與RS以及ESD的性 能判舛等級相同，冇A/B/C/D/E五等，因此不再詳 細(xì)說明.5 2 2測試等級ISO7637規(guī)定進(jìn)行傳導(dǎo)敏感度測試-共冇7種測試 脈沖形式。分別命名為PULSE la, FVLSE lb PULSE 2 RJLSE 3a. PULSE 3b PULSE 4, PULSE 氐乞種I床沖形 式的電平要求如表刀喬示.對J ：不同的脈沖形式應(yīng)該采用何種性能判據(jù)進(jìn)行 定義，標(biāo)準(zhǔn)冇

21、郴應(yīng)的耍求。測I試I與I測I量農(nóng)2傳刃做悠度測試脈沖形式的電r要求測試脈沖選擇測試電平測試電平加小脈沖數(shù)目或測試時(shí)何脈沖周期時(shí)間1 ninIIIIIIV ITBXMinMaxla50-100T50-2005000pulsesQ 5s5slb-275-550-825-1100lOOpulsesQ 5s5s2+25+50+75+1005000pulsesQ 5s5s3a-35TOT40-200Ih100ms100ns3b+35470+140舷00lh100mslOQn;4-5-10T4T61 pulseDi)5+704413-H56-+2001 pulse1)u注門)如果測試柴沖是1,那么不需嬰給

22、出脈沖周期如果是多個(gè)脈沖的應(yīng)用牀沖何1分仲的址小時(shí)延是被允許的。測I試I與I測I量測I試I與I測I量53傳導(dǎo)敏感度測試布置圖5 傳導(dǎo)敏感度測試布置圖測試脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生需耍的測試脈沖注入到 彼測設(shè)備的電源端。為了保證測試信巧的止確,還需耍通 過電壓探頭對注入信號進(jìn)行監(jiān)測。進(jìn)行傳導(dǎo)敏感度測試時(shí)，需耍對電源進(jìn)行隔離，隔 離方法采采用AMN. AMN的詳細(xì)凍理圖見圖6所示?？招木€圈電越車載狀態(tài)T-機(jī)，在相應(yīng)的乎機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中另外單獨(dú)規(guī)定了 條符合 1907637-1 /一邪J標(biāo)準(zhǔn)的測試耍求，但是沒有提高 其他的測試要求.對以車載應(yīng)用為匸的產(chǎn)品，建議首先選擇本文介 紹的標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的技術(shù)等SW嚶求進(jìn)行應(yīng) 用其次考慮ITE5備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對完金車載應(yīng)用的設(shè)備沒有相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進(jìn) 彳J規(guī)范建議直接