摘要 介紹了VS-00.35-L-10008所規定的汽車電子零部件產品電磁兼容試驗方法、評價指標和試驗結果評估要求。 關鍵詞 電磁兼容;汽車電子零部件;傳導發射;瞬態發射;輻射發射;大電流注入;輻射抗干擾;發射器抗干擾;低頻磁場抗擾度;靜電放電;
VS-00.35-L-10008規定了重慶長安汽車股份有限公司所有汽車電子電器部件和子系統的EMC要求。同時也包含了交流電源端口和高壓直流電源端口的試驗要求。
電器部件根據功能在汽車安全行駛過程中的重要性劃分為D類和C類。
根據DUT功能的性能要求劃分為2個等級:
零部件及其系統需進行的EMC測試項目,取決于其包含的電子電器組件種類。不同組件構成的零部件,其EMC測試項目要求也不相同。 P類:無源期間的電器部件或模塊。例如:電阻、電容、防反/鉗位二極管、熱敏電阻、壓敏電阻、無控制電路的PTC發熱器。機械觸點開關的LED背光。 R類:電感、電磁繼電器、電磁閥、線圈、門鎖和電喇叭 BM類:電刷整流電動機 EM類:內部帶有控制電路的電動機 A類:含有有源器件的電器模塊。例如:車載娛樂系統、開關電源、控制器、放大器、顯示器、包含控制器的LED燈具。 AS類:由其它模塊中的穩定電源供電的電器部件或模塊。這類器件通常是向控制器提供輸入信號的傳感器。12V部件:應測試電源線傳導騷擾和傳導抗擾試驗。5V部件:不測試電源線傳導騷擾,但要測試5V電壓的傳導抗擾度試驗。 AM類:包含磁敏感元件的模塊或者是外部連接有磁敏感元件的模塊。例如:電磁傳感器、霍爾傳感器、收發信號頻率在50Hz-300kHz的器件。 AX類:內部帶有電機等感性設備的電器部件以及控制外部感性設備的電氣部件。例如:BCM、EPS、PEPS、TCU、BMS、VCU、DC/DC、IPU、OBC等。 AW類:無外部的模塊例如遙控鑰匙、智能鑰匙、TPMS發射器、RFID。 AC類:接入或輸出220V/380V交流電源的電氣部件,例如充電機、220V逆變器。 HV類:接入或輸出高壓直流電源的電器部件,通常通過屏蔽電纜和屏蔽接插件連接電源,例如電機驅動器、直流變換器、充電機、電動壓縮機、電加熱器、電池包。 不同類型的電器部件需要進行的試驗內容見下表(?表示需要測試,☆表示視其工作原理、工作頻率、安裝位置確定是否測試,例如PEPS測試MFE時豁免有意發射磁場頻段,接收GNSS信號的DUT豁免GNSS頻段。) 電器部件試驗合格之后,因設計方案有調整,需要按照下表按照其類別補充適用的電磁兼容試驗。
環境要求: ——常溫,相對濕度低于95%; ——暗室背景噪聲低于限值線6dB。 輻射發射測量頻率范圍為150kHz~5.925GHz。試驗方法參考CISPR 25。 輻射發射試驗布置 測試頻段和測試天線要求:30MHz以下采用垂直極化,30MHz以上分別采用垂直和水平極化方式進行試驗。 輻射發射限值線基本等同于CISPR 25等級3的要求,詳細如下:
試驗頻率范圍:9kHz~110MHz 只對EUT電源線進行測量,試驗方法和試驗設備參考CISP 25標準。 EUT電源傳導發射試驗布置 電源線傳導發射限值線基本等同于CISPR 25等級3的要求,詳細如下:: 對于短時工作部件及短時工況,寬帶騷擾部件CEV僅要求滿足150kHz~30MHz的騷擾限值,短時工況CEV要求滿足9kHz~30MHz的騷擾限值,且峰值和平均值檢波的限值可增加6dB。
試驗頻率范圍:100Hz~110MHz 只對EUT除電源線外的電纜進行測量,試驗方法和試驗設備參考CISP 25標準。 控制和信號線傳導發射試驗布置 控制與信號線傳導發射限值線,除100Hz~0.15MHz頻段,其余頻段限值基本等同于CISPR 25等級3的要求,詳細如下: 對于短時工作部件150kHz~30MHz的騷擾限值可增加6dB。
電動汽車充電機、開關電源、PWM調速的風扇、PWM調速的油泵控制器等工作頻段在次范圍且外殼沒有采用完全屏蔽的部件應滿足此項要求。 試驗方法和試驗設備參考GJB 151B-RE101標準,試驗頻為0.02kHz~400kHz。 低頻磁場發射試驗布置 低頻磁場發射限值要求如下: PEPS系統再120kHz~140kHz豁免限值要求,Qi無線充電器再110kHz~205kHz豁免限值要求,正常無線充電系統再80kHz~90kHz、160kHz~180kHz豁免限值要求。
考查零部件工作電源線瞬態電壓發射大小,試驗方法和試驗設備參考 ISO 7637-2。法規對示波器要求(采樣率、存儲深度、帶寬)、電壓探頭要求(3dB帶寬、電容、上升時間)、設置等都有嚴格要求。 示波器: a)數字示波器; b)采樣率≥2GSa/s; c)存儲深度≥2M個采樣點;d)帶寬≥500MHz。 電壓探頭: a)衰減比率1:100;b)-3dB帶寬為250MHz;c)電容<4pf;d)上升時間<2ns。 瞬態傳導發射試驗布置 開關閉合和斷開瞬間,DUT在其任何電源線上產生的瞬態電壓幅值應滿足下面要求:
考查零部件抗窄帶電磁能量輻射的能力,試驗方法和試驗設備參考ISO 11452-2。 試驗頻率范圍為80MHz~2000MHz。 試驗布置如下: 輻射抗擾度試驗布置 試驗信號參數要求如下: 依據DUT功能類型,試驗等級要求和性能判據要求如下:
考查零部件抗窄帶電磁能量輻射的能力,試驗方法參照 ISO 11452-4 中的替代法。 采用屏蔽電纜(攝像頭、發動機傳感器、麥克風、開關面板等)或雙絞線傳輸信號或遠端沒有接地且所有電纜均連接到一個控制器的DUT不進行差模BCI測試。 只有電源線和LIN總線的部件BCI試驗等級為Ⅲ。 試驗布置如下: 調幅方式調制頻率1kHz,調制深度80%,頻點駐留時間不小于2s,試驗信號參數要求如下:
依據DUT功能類型,試驗等級要求和性能判據要求如下:
試驗方法參照 ISO 11452-9,試驗距離依據DUT實際適用情況而定。 規范規定了試驗天線型號,Schwarzbeck SBA9113+420NJ和SBA9119+422NJ。 完全屏蔽的金屬表面不需要進行試驗。 發射器抗擾度試驗布置 發射器抗擾度試驗天線與DUT相對位置
沒有線束的模塊(如智能鑰匙、RKE鑰匙)試驗布置圖涉及到的線束和LISN不適用。 典型的試驗位置方法與11452-9相同,如下: 發射器抗擾度天線測試位置示意圖 試驗信號參數要求如下:
依據DUT功能類型,試驗等級要求和性能判據要求如下:
考查零部件抗磁場抗干擾的能力,試驗方法和試驗設備參考ISO 11452-8。 磁場輻射環的共振頻率應高于300 kHz,線圈直徑120mm。 低頻磁場抗擾度試驗布置 將DUT每個表面分為100 X 100 mm的方格,輻射環對準方格的中心。輻射環與DUT 表面的間距為50mm。駐留時間不少于2s,如果DUT響應時間長于2s,則適當延長駐留時間。 低頻磁場抗擾度試驗等級及功能狀態要求如下:
考查零部件抗靜電放電的能力,試驗方法和試驗設備滿足ISO 10605的要求。 靜電放電試驗濕度要求較高,應在20%~40%的環境中進行試驗。 試驗分為斷電狀態靜電放電試驗和EUT工作模式靜電放電試驗。 無源模式放電試驗 — 放電網絡為150pF和330Ω; — DUT所有負極/地線通過接地母線或不長于200mm的導線連接接地平板; —對包裝、安裝、拆除過程中任何可能接觸的位置進行放電; —每個放電位置和放電電壓至少進行3次放電,頻率1Hz。 — 典型試驗布置如下:
斷電狀態試驗布置 有源模式下直接耦合 — EUT要在有源模式下,輸入和輸出都要連接。 —任何可能被用戶、維修人員接觸到的位置均需要進行放電測試; —對于直接從車外能直接接觸到以及安裝在乘客艙內但能直接從車外接觸到的DUT實施±25KV靜電放電,例如后視鏡片、logo燈、攝像頭、門把手開關、后備箱開關、發動機艙的電器部件、LED燈具外表面縫隙、方向盤上的功能按鍵、燈光控制手柄、雨刮器手柄、鑰匙、激光雷達、毫米雷達波、倒車雷達探頭、車外天線等。 —每個放電位置和放電電壓至少進行3次放電,高風險測試點為10次,放電頻率1Hz。
靜電放電位置、電壓等級與功能狀態要求:
LCD屏的抗靜電要求如下: 圖12 EUT 有源模式下放電試驗臺布置
適用對象:車載逆變器和車載充電機 輸出功率為額定最大功率80%-90%。
試驗儀器參考GB 17625.1、GB/T 17626.7 逆變器或充電機置于50mm厚的絕緣體上,輸出電壓AC 220V±2% @50Hz。L端接入測量儀器。當測試逆變器時斷開測試設備給被測件供電的外部交流電源,以避免短路。 布置如下: 試驗之前開啟或逆變器的負載,開關動作后的第一個10S內的諧波電流和功率不予考慮。設置測量周期不小于150S以使得測量的重復性優于±5%。 諧波電流限值應滿足GB 17625.1中A類限值要求。
試驗儀器參考IEC 61000-3-3 逆變器或充電機置于50mm厚的絕緣體上,輸出電壓AC 220V±2% @50Hz。L端、N端需接參考阻抗,分別為0.39Ω、0。26Ω。當測試逆變器時斷開測試設備給被測件供電的外部交流電源,以避免短路。 布置如下: 電壓變化、波動、閃爍發射限值應滿足下表要求:
試驗儀器參考CSIPR 22的要求,試驗頻段為9kHz-110MHz。 AC輸入輸出為220V±2%、50Hz。12V系統和充電機外殼的地(浮地,可單獨使用一張測試桌)應和交流AMN、實驗室的地隔離,浮地和試驗室之間通過1兆歐電阻連接。逆變器置于50mm厚絕緣體上。 AC電源線傳導發射限值應滿足下表要求:
受試對象為充電機。 儀器設備滿足IEC 61000-4-4要求。 AC輸入輸出為220V±2%、50Hz。12V系統和充電機外殼的地(浮地,可單獨使用一張測試桌)應和交流AMN、實驗室的地隔離,浮地和試驗室之間通過1兆歐電阻連接。 充電機的抗擾性應能滿足下表要求。試驗過程中、和試驗后DUT的功能和性能應受到任何影響。
受試對象為充電機。 儀器設備滿足IEC 61000-4-5要求。 AC輸入輸出為220V±2%、50Hz。12V系統和充電機外殼的地(浮地,可單獨使用一張測試桌)應和交流AMN、實驗室的地隔離,浮地和試驗室之間通過1兆歐電阻連接。 充電機的抗擾性應能滿足下表要求。試驗過程中、和試驗后DUT的功能和性能應受到任何影響。
適用對象:電機驅動器、直流變換器、車載充電機/高壓逆變器、電動壓縮機、電加熱器、電池包等高壓直流電源的電動汽車專用部件。 輸出功率為額定最大功率80%-90%。
試驗儀器參考CISPR 25 Ed.4.0,試驗頻段為9kHz-110MHz。 電纜置于50mm厚的絕緣體上,被測件外殼和測試桌地連接。因布置空間可將HV電纜延長到0.5-1.7米。 測試典型布置如下: 高壓直流電源線傳導發射限值應滿足下表要求:
高壓直流電器部件不接電源,使用短線束和接插件連接。 試驗儀器滿足CISPR 25 Ed.4.0的要求。 DUT和電纜置于50mm厚絕緣體上,被測件外殼和測試桌地連接。HV電纜及其接插件應和整車使用的型號一致。電纜長度不超過200mm。 從高壓直流電源線端口在9kHz-110MHz頻段內注入干擾掃頻信號,在低壓端口測量耦合到的型號幅值。 對高低壓耦合衰減試驗結果不做評價,試驗結果僅作為高壓端口傳導發射、高壓線束屏蔽衰減的試驗結果參考。
試驗儀器和布置參考ISO 11452-4,試驗頻段為100kHz-400MHz。 電纜置于50mm厚絕緣體上,被測件外殼和測試桌地連接方式與整車保持一致。HV電纜長0.5m-1.7m,HV電纜及其接插件應和整車使用的型號一致。HV-LISN的50歐姆端口接50歐姆終端電阻。 高壓直流電源線大電流注入抗干擾性能應滿足下表要求: 試驗結果滿足下表要求:
4.結語 長安汽車電子零部件電磁兼容技術要求,包括設備要求、試驗方法等,參考CISPR 25,ISO系列或是IEC系列基礎標準,無特殊要求,僅在限值要求、抗擾試驗等級略調整/變化。
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來自: 放電視 > 《401 電源前端與EMC/信號完整性》