车辆零部件EMC瞬态传导试验技术及实践
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瞬态传导发射试验方法瞬态传导发射试验方法是一种测试电路中电磁干扰特性的方法。
具体而言,它主要用于评估电路在受到过瞬态电压或瞬态电流影响后的表现情况。
这种试验方法通常用于评估电子设备的可靠性以及耐受灰色地带的能力。
接下来,我们将讨论瞬态传导发射试验方法的核心原理和实施步骤。
瞬态传导发射试验方法的核心原理:瞬态传导发射试验方法的核心原理是在试验中人为将大量的瞬态电压或电流加入电路中。
随后,电路会受到这些瞬态电压或电流的影响,这些影响可能导致电路的某些部分出现不稳定性、溢出等现象。
通过对电路进行紧密的监控和记录,我们可以确定电路受到干扰的程度,并对其进行正确的评估。
瞬态传导发射试验方法的实施步骤:1. 设计试验电路在进行瞬态传导发射试验之前,我们需要设计一份试验电路。
这个试验电路应该包含一些关键的元素,如带状线圈(模拟电源线的电磁干扰)、电容等元件,同时它也应该能够模拟相应的瞬态电压或电流。
2. 加入瞬态电压或电流在电路建好之后,我们需要通过将电路与相应的瞬态电压或电流连接来引入干扰。
这个过程需要非常小心谨慎地执行,以确保试验结果具有可靠性和有效性。
在加入瞬态电压或电流时,我们需要考虑到其强度、频率和波形等因素。
3. 记录试验结果一旦试验开始,我们需要密切监控电路,并在记录仪中记录下电路各处出现的任何异常现象。
在记录这些信息时,我们需要确保其准确性和可靠性。
如果出现任何问题,我们将需要细致检查以确定问题源头。
总之,瞬态传导发射试验方法是一种测试电路中电磁干扰特性的方法。
通过正确实施这种试验方法,我们可以评估电子设备的可靠性,以及电路在受到干扰时的表现情况。
在执行这种试验时,我们需要遵循正确的程序,并记录相关信息以确保试验的可靠性和效果。
瞬态传导发射试验方法瞬态传导发射试验方法瞬态传导发射试验方法(Transient Conduction Emission Test Method)是一种用于评估电子设备电磁兼容性的测试方法。
在现代电子产品日益复杂和多样化的背景下,电磁兼容性问题变得越来越重要。
瞬态传导发射试验方法是一种重要的工具,旨在确定电子设备在放置在不同环境下时,是否发出电磁噪声。
瞬态传导发射试验方法通过将电子设备连接到特定测试设备来进行。
测试中,设备会连接到一系列信号发生器、放大器、天线和探头等设备上。
这些设备可产生一系列不同频率和强度的电磁信号。
在测试过程中,设备会受到这些信号的刺激,并记录下设备发出的电磁噪声。
为了提高测试的准确性和可重复性,瞬态传导发射试验方法通常按照国际标准进行。
国际电工委员会(IEC)和美国联邦通信委员会(FCC)等机构都提供了相应的标准。
在进行瞬态传导发射试验方法之前,有几个关键步骤需要注意。
需要详细了解待测试设备的特性和规格。
这包括设备的工作频率、功率需求、敏感性等。
需要选定合适的测试环境,并了解环境中存在的电磁干扰源。
这有助于设计测试方案以检测设备是否能够在这样的环境中正常工作。
需要选择适当的测试设备和参数,以确保测试的有效性和准确性。
瞬态传导发射试验方法可以为电子设备的电磁兼容性设计提供重要的信息。
通过分析测试结果,可以确定哪些电路、线路或组件是电磁噪声的主要源头,从而采取相应的措施进行修正。
测试还可以评估设备的抗干扰能力,并为产品的改进和优化提供参考意见。
总结回顾:瞬态传导发射试验方法是一种用于评估电子设备电磁兼容性的重要测试方法。
通过在特定环境中将设备与测试设备连接,可以确定设备是否发出电磁噪声。
在进行测试之前,需要详细了解待测试设备的特性和规格,并选择适当的测试环境和设备。
通过分析测试结果,可以确定电磁噪声的主要源头,并采取相应措施进行修正。
瞬态传导发射试验方法对电子设备的改进和优化至关重要,并可为电磁兼容性设计提供宝贵的参考意见。
汽车电子EMC测试标准1.汽车电子EMC测试项目1) 静电放电抗扰度试验2) 射频电磁场抗扰度试验3) 射频场骚扰感应的传导抗扰度试验4) 传导骚扰5) 辐射骚扰6) 导线耦合的传导瞬态脉冲抗扰度7) 传导电压瞬态发射8) 低频传导抗扰度试验2.汽车电子EMC测试标准CISPR 25: 2008 用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法GB/T21437.2-2008 /ISO 7637-2:2004道路车辆来自传导和耦合的电骚扰第2部分:沿电源线的电瞬态传导GB/T 21437.3-2012道路车辆由传导和耦合引起的电骚扰第3部分:除电源线外的导线通过容性和感性耦合的电瞬态发射ISO7637-3:2007道路车辆-来自传导和耦合的电骚扰第3部分通过除供电线路之外的线路由电容耦合和电感耦合引起的电瞬态发射GB14023-2006/CISPR 12:2009车辆、船和由内燃机驱动的装置无线电骚扰特性? 限值和测量方法GB18655-2002 /CISPR 25:2009 用于保护车载接收机的无线电骚扰特性的限值和测量方法GMW3100:2001 通用标准电气/电子零部件和子系统电磁兼容验证部分ES-XW7T-1A278-AC:2003 元件和子系统电磁兼容性全球要求和测试过程DC-10614:2005 零部件电磁兼容性要求T-752 DELCO 产品试验标准电磁波频率干扰测量(CRFI)7-Z0470:1996 电子和电气系统电源线发射的静态噪声的测量B21 7090:1993 (第4条款)电气和电子装置环境的一般规定B21 7110:2001 (第7条款)电子和电气设备有关环境的电气性能的通用技术标准MES PW 67600:2001 电子器件9.90110:2003 (第2.7条款) 汽车电子和电气设备DIN 57 879:1981 德国标准汽车,汽车电器,内燃机的抗无线电干扰自抗干扰:汽车电器的测量TL 965:2004 近距离去扰要求VW 801 01:2006 机动车电子电气设施通用试验条件标准。
瞬态传导发射测试原理
瞬态传导发射测试原理是一种用于检测电子设备中电磁干扰(EMI)的测试方法。
该测试方法通过测量设备中的瞬态传导发射(TTE)来确定设备是否会产生EMI。
本文将介绍瞬态传导发射测试原理的基本概念和测试方法。
瞬态传导发射是指在电子设备中,由于电路中的瞬态电流或电压变化而产生的电磁辐射。
这种辐射可能会干扰其他设备的正常工作,因此需要进行测试。
瞬态传导发射测试的原理是通过在设备的电路中注入瞬态电流或电压,然后测量设备中的辐射电磁场强度来确定设备是否会产生EMI。
测试方法包括两种:差模模式和共模模式。
差模模式是指在设备的两个信号线之间注入瞬态电流或电压,然后测量设备中的辐射电磁场强度。
共模模式是指在设备的信号线和地线之间注入瞬态电流或电压,然后测量设备中的辐射电磁场强度。
这两种测试方法都可以用于检测设备中的瞬态传导发射。
测试结果通常以频率响应图的形式呈现。
频率响应图显示了设备在不同频率下的辐射电磁场强度。
这些数据可以用于确定设备是否会产生EMI,并且可以用于优化设备的设计以减少EMI。
瞬态传导发射测试原理是一种用于检测电子设备中电磁干扰的测试方法。
该测试方法通过测量设备中的瞬态传导发射来确定设备是否
会产生EMI。
测试方法包括差模模式和共模模式,测试结果通常以频率响应图的形式呈现。
这些数据可以用于确定设备是否会产生EMI,并且可以用于优化设备的设计以减少EMI。
汽车电子EMC测试1.EMC简介电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,简称EMC)。
指设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
因此,EMC包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值,即所谓的电磁干扰(ElectromagneticInterference,简称EMI);另一方面是指设备对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度,即所谓的电磁抗干扰(Electro Magnetic Susceptibility,简称EMS)。
概括起来说EMC=EMI+EMS。
限制车辆对外干扰,保护车载无线电设备及其他敏感设备车辆的电磁抗扰度保证车辆在恶劣电磁环境中能正常工作2.EMC三要素EMC包括三要素干扰源,传输路径,易干扰设备。
抓住三要素是进行EMC整改的重点,不至于遇到问题无从下手。
解决EMC问题无非是减小干扰源的干扰,切断干扰的传输路径,提高易干扰设备的抗干扰能力。
3.汽车零部件EMC测试介绍一般情况下,汽车零部件需要做如下测试。
每个整车厂的标准会有所不同,有一些整车厂需要做磁场干扰和磁场抗干扰试验。
3.1传导发射分为电压法和电流法。
电压法主要是测电源线上的干扰,电流法一般是测信号线上的干扰,CISPR25要求将所有线束放在电流钳中,上汽乘用车的标准要求将电源线和地线从电流钳中拿出来,这是大家测试中特别要注意的。
3.2辐射抗干扰辐射抗干扰一般有3种方法,暗室法,大电流注入法、带状线法,一般情况下可以任选两种方法覆盖1MHz~3.1GHz即可。
3.3瞬态传导抗扰度信号线的瞬态抗干扰有三种方法:电容耦合钳(CCC)方法、直接电容耦合(DCC)方法和电感耦合钳(ICC)方法。
一般只需要选取其中的一到两种方法测试即可。
3.4静电放电静电放电分为上电模式,非上电模式和 Remote I/O。
瞬态传导发射测试原理瞬态传导发射测试原理是一种测试电路散射噪声的技术,主要用于验证电子设备的电磁兼容性(EMC)。
在实际应用中,瞬态传导发射测试原理能够帮助设计人员评估电子设备的耐辐射性能,以确保电子设备不会被来自外部的电磁放射干扰。
下面是瞬态传导发射测试的基本步骤:步骤一:准备测试设备在进行瞬态传导发射测试之前,需要准备一些测试设备,包括信号发生器、功率放大器、带宽限制器、差模天线等。
信号发生器用于产生测试信号,功率放大器用于放大信号,带宽限制器则用于调整信号频率的范围。
步骤二:设置测试条件在测试之前,需要设置一些测试条件,包括测试信号的频率、电平和测试场景。
测试信号频率应该能够覆盖设备可能遇到的任何干扰频率,电平应该可靠地检测出设备可能遇到的最大干扰。
而场景设置包括设置测试设备的距离、测试环境等。
步骤三:测试设备在条件设置好后,需要开始测试。
测试时,将测试设备与功率放大器连接,将天线安放到测试设备上,并用带宽限制器调整信号频率的范围。
测试过程中需要仔细记录数据,包括测试信号频率、电平和测试场景。
步骤四:分析测试数据测试结束后,需要对测试数据进行分析,从中得出结论。
分析过程可以使用数据处理软件,比如FreqShow和SigView等。
分析数据时,需要特别注意干扰现象的出现,以及设备在不同频率和电平下的响应情况。
最后,在测试数据中,需要找出任何散射噪声,并进行分类和评估。
评估结果将用于指导设备设计,以提高其在电磁环境下的工作效率和稳定性。
总之,瞬态传导发射测试原理是一种重要的EMC测试技术,对于确保电子设备的可靠性和稳定性至关重要。
虽然这是一项技术性测试,但是通过严谨的测试流程和数据分析,测试结果可以为技术人员提供明确的参考意见,帮助他们设计更加可靠的电子产品。
随着汽车车载电子产品种类越来越多,加之许多重要的监视、控制系统功能为电子装置所代替,车辆安全行驶的性能也就与其工作的电磁环境密切联系了起来。
也就或其零部件的EMS 能力若太低,一旦受到内部或外部的电磁骚扰,轻者可能影响产品性能,重者则可能直接影响行车安全,致使人员损伤。
由于车辆及其零部件对安全性能要求非常高的特殊性,车辆的EMC标准的严酷程度往往高于一般电子产品数倍以上。
EMS 试验法是以外加骚扰能量到被测设备上的方式,来判定被测设备的抗扰度能力。
不同的干扰能量,须通过各种不同的试验方法,选择适合的耦合方式,才能将能量顺利的耦合到被测设备上。
外加干扰能量的传递路径主要分为辐射性与传导性两种,辐射性干扰是指骚扰能量不经由任何传输介质作为媒介,由空中传递到DUT (Device Under Test)或是DUT 的线路(电源及信号线路),而传导性干扰则是经由电源线或信号线等线路,直接将干扰能量耦合或注入到DUT 或线路上。
外加骚扰能量的型态包含连续波与瞬态波两种,再依辐射性与传导性这两种耦合方式。
可将抗扰度试验方法细分为连续波(Continue Wave)传导、连续波辐射、瞬态传导(Transiet)及静电放电(ESD)四大类.本文主要介绍瞬态传导抗扰度试验的标准、试验方法和在大量的对具体车辆电子零部件进行的试验过程中发现的问题。
(一)特性说明瞬态现象发生的原因是一稳定的系统突然发生变化(稳态的改变:由一稳定状态突然改变至另一稳定状态)所引起的现象,在变化的过程中会产生瞬间、短暂的电流或电压脉冲现象,其瞬间脉冲的延续时间极短,从毫秒至微秒不等。
一般而言,瞬态现象会发生于车辆的线束上,大致可区分为感性负载变化、交流电源供应延迟、抛负载脉冲、切换过程所产生的瞬态波及供电电压下降等。
若以传输线理论来分析瞬态现象,可得知瞬间脉冲的发生与供应电压大小无关,供应电压大小仅与瞬间脉冲的振幅大小有关,并不是造成瞬间脉冲原因,瞬间脉冲发生的原因与稳态的改变、线束的电感及其分布电容、感性负载所造成的干扰信号有关,甚至线束的长度也会影响脉冲的宽度,一般常见之电抗性负载代表性产品如表2所示。
(二)试验项目车辆电子零部件电源线/信号线瞬态脉冲抗干扰试验常用的试验标准为ISO 7637-1,2,3。
SAEJ1113-11,12、JASO D007、SAE J1211、JASO D001及DIN 40839-1,2,3等标准的试验项目均与ISO7637有相同或相似之处。
在此,对ISO7637做详细介绍,其试验项目如表3所示。
EMC瞬态传导试验技术实践(一)汽车瞬态传导干扰波形实测在实际测试过程中,可以看到,电机类的感性负载在关断时往往会产生比较大的瞬态现象。
图1是用HELOTEST公司的CARTESTER瞬态传导试验设备测试某车载空调蒸发风机关断时所产生的对外瞬态现象。
CARTESTER内置了一个把实际信号进行100:1衰减的人工电源网络(AN)。
图1中的脉冲电压的幅值乘以100即为实际脉冲电压幅值。
从图中可以看出,当汽车空调蒸发风机在关断的瞬间可以对外产生幅值达-250V左右的瞬态波。
其对车辆电子零部件的危害性不言而喻。
相似的,图2是某雨刮电机关断时对外所产生的瞬态波。
它在关断时对外所产生的瞬态波幅值也能达到-220V左右。
图11和图12的所示的瞬态波是在电机空载时所测得的,工作电流一般都在10A以下。
但在实际装车,带负载运行时,电机的工作电流往往非常大,比如助力转向电机的最大工作电流会大于30A,而ABS 的最大工作电流则会大于50A。
而如果在此时电机突然发生关断,则对外所产生的瞬态波脉宽时间更宽、危害更大。
同种功率同种功能不同型号的电机,由于其内部构造的不同,对外产生的瞬态瞬态传导波往往都不相同。
图3是另外一种汽车空调蒸发风机在关断瞬间,对外产生的瞬态波,可以看出,其对外干扰的幅值达-150V左右图1某车载空调蒸发风机关断时对外所产生的瞬态波图2 某雨刮电机关断时对外所产生的瞬态波图3另一种车载空调蒸发风机关断时对外所产生的瞬态波(二)实际的瞬态传导试验过程中的常见问题及一般对策瞬态传导试验时所使用的部分波形就是模拟以上所描述的几种电机对外产生的有害波形。
在进行#1、#2b、#4波形试验时,被测电子产品偶尔会有重启现象发生。
其原因往往是试验波形的负向电压脉宽时间过长,导致产品的复位电路启动。
一般的解决办法是改换和提高电子产品电源电路的电容。
在进行#5a波形试验时,被测电子产品有时会出现功能失效的现象,有时甚至还会出现线路板上的电解电容爆浆,或线路烧断现象。
其原因是#5a试验波形模拟的是正在充电的电瓶瞬间脱离交流发电机,且同时交流发电机仍然供应其它负载的瞬间所产生瞬态波,其能量比较大。
设计浪涌吸收电路,提高电子产品电源电路的电容或提高稳压芯片的质量亦可解决该问题。
图5是一种车载电子产品在进行#5a波形试验后的实物图。
从图中可以看出,电源电路部分已经完全被击穿,滤波电容、稳压电容和稳压芯片烧坏。
可以明显的看出,如果在设计汽车电子时,没有考虑到车内恶劣的电磁环境或不进行相应的EMC瞬态传导测试,按照设计一般电子产品的经验去设计汽车电子产品,特别是对安全性能要求非常高的各种ECU(如安全气囊ECU、ABS ECU、发动机ECU等),其实际装车运行的后果将不堪设想!图4 在进行#5a波形试验时,某电源电路烧毁的汽车电子产品四.关于严酷程度和性能判定等级的思考在探讨这个问题前需要对以下三个名词的概念了解:——失效模式严重程度分类:描述一个装置置于试验状态之下,其一项功能的性能结果的分类体系。
——功能状态分类:一台装置在电磁场中暴露期间和暴露之后其一项功能的运行状态。
——测试脉冲严酷程度:测试脉冲严酷度电平参量的级别规格。
由于ISO7637瞬态试验标准提供的是一个旨在帮助而非约束的、汽车制造商和零部件供货商之间的双方协定的依据,由此产生的直接结果便是难以决定使用哪一级严酷程度来进行试验和使用哪一种功能状态来判定测试产品的性能。
描述一般失效模式严重程度分类,以下三个要素是必不可少的:a)功能状态分类:装置暴露于电磁环境之中和之后的工作状态;b)试验脉冲和方法:用于DUT 的典型试验脉冲和试验方法的标准。
(该信息包含在ISO7637标准中)c)试验脉冲严酷程度:基本脉冲参数的严酷程度等级的规定。
由于每家汽车厂的车型、线束、电子产品性能都不一样,对产品的要求也不一样,其产品瞬态传导性能也必将有一定区别。
由于我国汽车行业瞬态传导试验还在起步阶段,要达到灵活运用该项试验来提高汽车产品的性能的目标,还需要在研发和试验领域进行长期、大量的试验。
可以通过三条途径来提升瞬态传导试验技术能力。
(一)参照欧美汽车企业的企业标准。
欧美汽车企业在瞬态传导试验这一领域是领先的,它们的企业标准凝结了许多工程智慧的结晶,有一定的参考意义。
但由于国内各种路况间差异是世界上最大的,其可能产生的瞬态传导干扰类型也会与国外汽车企业标准的要求相距甚远。
所以欧美汽车企业的标准对于国内整车厂仅仅可以作参考。
但如果是为欧美汽车企业供货的零配件厂商,自然需要完全符合前者的要求。
(二)通过摸索找出干扰最大的瞬态传导干扰波形。
利用瞬态传导设备采集汽车电子产品对外发出的瞬态传导干扰,经过多次、多品种的采集、分析,得出汽车对外产生的最具代表性的干扰波形,再将该瞬态传导波形作为企标准一部分,这是最利于汽车整车厂保证自己产品瞬态传导性能的一种途径。
(三)按照对汽车安全行驶性能影响的轻重级别,对产品进行简单分类。
如果是第一次进行瞬态传导试验,又没有相关的测试经验,则对试验脉冲严酷程度的选取和产品性能判定等级的选取是比较困难的。
首先可以用最低脉冲严酷等级进行试验,通过了至少可以说明产品已经基本满足瞬态传导试验的要求,在开始阶段不必追求非常高的严酷等级,这必将带来成本的提升。
至于对产品功能状态分类这一方面,可以首先按照对汽车安全行驶性能影响的轻重级别把产品进行简单分成两类。
一类是各种关键的ECU,如发动机ECU、ABS ECU、助力转向ECU和安全气囊ECU等,这类产品性能的好坏对车辆的安全行驶影响最大,在进行瞬态传导试验过程中,不能有任何误动作。
按照ISO7637-2的附录A,对于这类产品的产品功能状态分类为A。
另一类是各种车载电子设备,如车载DVD、车载GPS、倒车雷达、车载冰箱、空调等,这类产品被瞬态传导脉冲干扰时,功能可能暂时下降,但干扰过后恢复正常,不会对车辆安全行驶照成大的影响,这是可以接受的。
按照ISO7637-2的附录A,对于这类产品的产品功能状态分类为C。
经过以上简单的分类,ISO7637的可操作性就会提高很多,这便于国内汽车厂商尽快接受该项试验,以提升汽车电子产品瞬态传导性能。
五、瞬态传导试验的具体实现瞬态传导试验应该在屏蔽室里进行。
试验产品必须处于正常工作状态之中。
瞬态传导试验设备的基本配置如表4 所示,这是可以完成ISO7637标准要求的配置。
如果要进行诸如福特、通用、大众等其它企业标准的试验,还需要适当添加配件。
其中,瞬态传导设备主机CAR-TESTER(图5)能进行#1、#2a、#3a、3b波形的试验;抛负载发生器PG2800(图6)能完成#5a、#5b波形的试验;电源模拟系统SM52-30能进行#2b、#4波形的试验;电容性耦合钳CDN 500则能满足ISO7637-3里的试验要求。
表4 HELOTEST瞬态传导试验设备的基本配置设备名称瞬态传导设备主机抛负载发生器电源模拟系统电容性耦合钳型号CAR-TESTER PG2800 SM52-30 CDN 500图5 瞬态传导设备主机CAR-TESTER 图6抛负载发生器PG2800六.结论国际上,许多发达国家的车辆电子零部件EMC试验标准都包括瞬态传导方面的内容,如美国机动车工程师协会(SAE)与日本车辆标准组织(JASO)分别亦于1994年与1998年特别针对瞬态传导试验发布试验标准SAEJ1113-11/2000、SAE J1113-12/2000与JASO D007/1998,德国标准DIN40839也是瞬态传导试验标准。
这些国家的汽车企业的企业标准也都对其使用的车辆电子零部件有瞬态传导试验的要求。
因此无论从车辆安全性能方面还是从与国际接轨方面考虑,我国都应尽快制订、公布EMC瞬态传导试验方面的标准。