文 | 廣州威凱檢測技術(shù)有限公司EMC實驗室 邵 娜 吳 瓊

汽車電子電器EMC標準差異的研究
——ISO 7637-2： 2011 與 ISO 7637-2： 2004

文 | 廣州威凱檢測技術(shù)有限公司EMC實驗室 邵 娜 吳 瓊

本文著重介紹了《道路車輛——由傳導(dǎo)和耦合引起的電騷擾：沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)》ISO 7637-2: 2011與ISO 7637-2: 2004的差異,對測試布置要求，瞬態(tài)脈沖抗擾度的測試等級，瞬態(tài)脈沖發(fā)射的限值等方面都進行了深入的研究。

EMC；ISO 7637-2:2004；ISO 7637-2:2011；標準差異

引言

近年來，汽車設(shè)計中越來越多地采用了控制、監(jiān)控和顯示等各種功能的電子裝置。這些電子裝備，在正常運行時會產(chǎn)生電氣和射頻騷擾。這些騷擾的頻帶很寬，可以通過傳導(dǎo)、耦合或輻射的方式，傳播到車載電子設(shè)備和系統(tǒng)中。因此，必須考慮這些電子裝備工作時所處的電氣和電磁環(huán)境，特別是針對車載電器本身所產(chǎn)生的騷擾。ISO 7637-2： 2004版（以下簡稱《2004版》）標準中規(guī)定了汽車電子電器零部件沿電源線傳導(dǎo)和耦合引起的電瞬態(tài)騷擾的測試方法，主要關(guān)注汽車電子電器零部件電騷擾的瞬態(tài)問題，涉及瞬態(tài)發(fā)射、沿電線的瞬態(tài)傳導(dǎo)以及電子部件對電氣瞬態(tài)的潛在敏感性。ISO 7637-2： 2011（以下簡稱《2011版》）版于2011年3月1日發(fā)布，覆蓋范圍更加全面，技術(shù)指標有較大提高。為了避免新舊兩個版本混淆而使測試結(jié)果有差異，因此，十分有必要對兩個版本的差異進行詳細的研究?！?011版》和《2004版》主要變化如下：

①《2011版》考慮到DUT內(nèi)部帶有開關(guān)的情況，在標準中增加了此類產(chǎn)品的瞬態(tài)脈沖發(fā)射的測試；

②《2011版》中的瞬態(tài)脈沖發(fā)射測試限值的定義同舊版本有較大的變化；

③《2011版》中的瞬態(tài)脈沖抗擾度測試限值同舊版相比有較大的變化，并且測試限值更加嚴酷；

④《2011版》中瞬態(tài)脈沖抗擾度測試中，刪除了脈沖4，脈沖5a，脈沖5b的測試，將這幾個脈沖的測試添加至標準ISO 16750-2 和ISO 21848中。

1.試方法

1.1.UT分類

由于被測樣品（以下簡稱DUT）自身特性不同，測試得到的瞬態(tài)脈沖發(fā)射騷擾波形也有較大的差異?！?004版》并不區(qū)分產(chǎn)品的類型，只是將測試按照脈沖波形特點分為兩類：慢脈沖和快脈沖。測試得到的脈沖寬度在毫秒級或者更低為慢脈沖，采用機械開關(guān)的布置方法進行測試。測試得到的脈沖寬度在納秒或者微秒范圍內(nèi)為快脈沖，采用電子開關(guān)的布置方法進行測試。

《2004版》忽略了DUT自身帶有開關(guān)的情況，因此在《2011版》中進行了修訂，增加了此類產(chǎn)品的瞬態(tài)脈沖發(fā)射的測試要求。如果DUT內(nèi)部帶有開關(guān)，在測試過程中則去掉人工電源網(wǎng)絡(luò)與DUT之間的電子開關(guān)，測試布置示例見圖1。

1.2.試布置

無論是《2011版》還是《2004版》，標準中對測試的布置都有嚴格的規(guī)定。測試布置不同，會導(dǎo)致測試結(jié)果的差異，因此在進行測試的過程中，一定要注意區(qū)分新舊版本的布置差異。

《2004版》規(guī)定了慢脈沖的測試要求：機械開關(guān)在人工電源網(wǎng)絡(luò)與供電電源之間，并且距離人工電源網(wǎng)絡(luò)（60±15）mm，人工電源網(wǎng)絡(luò)距離供電電源（200±50）mm，DUT與人工電源網(wǎng)絡(luò)之間的距離為（200±50）mm，具體的布置示例見圖2。

《2004版》要求快脈沖測試時：電子開關(guān)在人工電源網(wǎng)絡(luò)與DUT之間，并且距離人工電源網(wǎng)絡(luò)（100±25）mm，人工電源網(wǎng)絡(luò)距離供電電源（200±50）mm，DUT與人工電源網(wǎng)絡(luò)之間的距離為（200±50）mm，具體的布置示例見圖3。

《2011版》中增加了內(nèi)部帶有開關(guān)DUT的測試要求，調(diào)整了測試距離?！?011版》中要求機械開關(guān)與人工電源網(wǎng)絡(luò)之間的距離大于500mm，人工電源網(wǎng)絡(luò)與供電電源的距離大于500mm，具體的布置示例見圖4?？烀}沖的測試中加入了DUT內(nèi)部帶有開關(guān)的測試，具體布置見圖 1、圖 5。

《2004版》中只規(guī)定了脈沖3a和脈沖3b的布置要求，DUT應(yīng)該平行放置于接地平板之上（50-60）mm的位置；《2011版》中則對所有波形的測試布置都進行了規(guī)定， DUT都應(yīng)放置在高度為（50 ± 5）mm的絕緣材料上（εr≤1.4）。

1.3.試設(shè)備

《2004版》與《2011版》對測試設(shè)備的要求有所不同。

《2004版》要求示波器最好使用數(shù)字示波器（最小單行程掃描采樣頻率為2GHz/s，帶寬為400MHz，輸入靈敏度至少為5mV/刻度）。如果沒有數(shù)字示波器，可使用模擬長余輝同步示波器。

當使用此種示波器時，應(yīng)具有下列最低技術(shù)要求：

-帶寬：直流，至少400MHz；

-記錄速度：至少100cm/μs；

-輸入靈敏度：至少5mV/刻度。

《2004版》要求電壓探頭：

-衰減：100：1；

-最大輸入電壓：至少1kV；

-輸入阻抗Z 和電容C；

-電壓探頭電纜線最大長度：3m；

-電壓探頭接地線最大長度：0.13m。

《2011版》要求示波器最好使用數(shù)字示波器：

-帶寬：直流，至少400MHz；

-采樣率：至少2GHz/s。《2011版》要求電壓探頭：

-衰減：10：1（如果有必要的話可以是100：1）；

-最大輸入電壓：500V（如果有必要的話可以是1 000 V）；

-帶寬：直流，至少400 MHz；

-輸入阻抗：直流Z ≥ 1 MΩ。

1.4.試脈沖

《2011版》去掉了脈沖4，脈沖5a，脈沖5b的測試，將這些項目移到ISO 16750-2 和ISO 21848兩個標準中，這樣更加符合現(xiàn)代產(chǎn)品的測試要求。

1.5.試等級

測試電壓值不同會對測試結(jié)果造成直接的影響，因此要特別注意分清應(yīng)該采用哪個版本進行測試，以免造成對結(jié)果的錯誤判斷。針對瞬態(tài)脈沖抗擾度的測試項目，《2011版》在《2004版》的基礎(chǔ)上對測試等級進行了調(diào)整，測試限值更加嚴酷。瞬態(tài)脈沖抗擾度12 V系統(tǒng)和24 V系統(tǒng)的測試嚴酷等級，如表1和表2所示。

1.6.態(tài)脈沖發(fā)射測試的限值

瞬態(tài)脈沖發(fā)射測試的限值是判定測試結(jié)果的依據(jù)，測試限值的差異會直接影響測試結(jié)果，因此要分清采用《2011版》還是《2004版》進行測試，避免測試結(jié)果不準確?！?011版》修改了瞬態(tài)脈沖發(fā)射的測試限值，12 V系統(tǒng)和24 V系統(tǒng)的瞬態(tài)脈沖發(fā)射限值差異，如表3和表4所示。

1.7.能等級

《2004版》根據(jù)產(chǎn)品在受到干擾時所表現(xiàn)出的功能狀態(tài)，將產(chǎn)品劃分為五個等級：

-A類：裝置或系統(tǒng)在施加騷擾期間和之后，能執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的所有功能。

-B類：裝置或系統(tǒng)在施加騷擾期間，能執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的所有功能；然而，可以有一項或多項指標超出規(guī)定的偏差。所有功能在停止施加騷擾之后，自動恢復(fù)到正常工作范圍內(nèi)。存儲功能應(yīng)維持A類水平。

表1.態(tài)脈沖抗擾度12V系統(tǒng)測試嚴酷等級

表2.態(tài)脈沖抗擾度24 V系統(tǒng)測試嚴酷等級

表3.態(tài)脈沖發(fā)射12 V系統(tǒng)建議限值分類

表4.態(tài)脈沖發(fā)射24 V系統(tǒng)建議限值分類

表5.能等級分類示例

-C類：裝置或系統(tǒng)在施加騷擾期間，不執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的一項或多項功能，但在停止施加騷擾之后能自動恢復(fù)到正常操作狀態(tài)。

-D類：裝置或系統(tǒng)在施加騷擾期間，不執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的一項或多項功能，直到停止施加騷擾之后，并通過簡單的“操作或使用”復(fù)位動作，才能自動恢復(fù)到正常操作狀態(tài)。

表6.態(tài)脈沖發(fā)射測試量參數(shù)值

-E類：裝置或系統(tǒng)在施加騷擾期間和之后，不執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的一項或多項功能，且如果不修理或不替換裝置或系統(tǒng)，則不能恢復(fù)其正常操作。

《2011版》修改了產(chǎn)品的功能等級的分類，新分類示例如表5所示。新的分類方法更加系統(tǒng)，更加具體，也更加符合現(xiàn)代產(chǎn)品的測試要求。

2.試案例

被測樣品為車載音頻功率放大器，樣品處于正常工作狀態(tài)下，依據(jù)《2004版》進行快脈沖和慢脈沖的測試。測試過程分為脈沖上升沿和脈沖下降沿兩部分，即開關(guān)狀態(tài)由開至關(guān)、由關(guān)至開（見表6、圖6）。

進行測試過程中，測試時間和觸發(fā)電平值的選擇要適當，否則無法采集到瞬態(tài)脈沖騷擾值。測試結(jié)果與標準要求限值進行比較，從而判斷樣品是否符合標準要求。

3.束語

《2011版》在《2004版》基礎(chǔ)上進行了一些修改，考慮到DUT自帶內(nèi)部開關(guān)的情況，在標準中增加了此類產(chǎn)品的瞬態(tài)脈沖發(fā)射的測試，更加全面，更加符合現(xiàn)代產(chǎn)品的測試要求?！?011版》中的瞬態(tài)脈沖發(fā)射測試限值、瞬態(tài)脈沖抗擾度測試限值的定義同《2004版》都有較大的變化，更加明確具體，在生產(chǎn)商和制造商在達成一致的基礎(chǔ)上，方便客戶選擇合適自身產(chǎn)品的測試等級。同時，在《2011版》中，去掉了脈沖4，脈沖5a，脈沖5b的測試，將這些項目移到ISO 16750-2 和ISO 21848兩個標準中。

[1] ISO 7637-2： 2004 《Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling — Part 2： Electrical transient conduction along supply lines only》.

[2] ISO 7637-2： 2011 《Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling — Part 2： Electrical transient conduction along supply lines only》.

Study of Automotive EMC Standards Differences between ISO 7637-2: 2011 and ISO 7637-2: 2004

This paper mainly introduces the differences between ISO 7637-2: 2004 and ISO 7637-2: 2011, Road vehicles ― Electrical disturbances from conduction and coupling ― Part 2: Electrical transient conduction along supply lines only, and studies the test arrangement requirement, the limit level of transient emission,the test level of transient immunity, and so on.

EMC；ISO 7637-2:2011；ISO 7637-2:2004；standard difference

邵娜，女，遼寧沈陽人，碩士研究生，廣州威凱檢測技術(shù)有限公司，主要從事汽車電子電器EMC檢測技術(shù)方面的研究工作。