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          日產汽車電子EMC測試標準解讀——瞬態傳導免疫和電性能測試與ISO國際標準的對比

          發布時間:2023-01-04 10:28

                 日產汽車電子EMC測試標準目前按照的是28401NDS02 [5],最近一次版本修訂是2006.3.29。

            其中,涉及瞬態傳導免疫和電性能測試的項目,與對應的國際標準ISO7637、ISO16750-2比照,既有沿用的;也有日產只借鑒部分,在要求上作出差異化的;也有個別是完全日產獨有,無國際標準可依據的。

            首先,我們來看基本沿用ISO國際標準的測試項目。

            一、其中,涉及電性能測試項目如下:

            6.1. RESISTANCE TO ELECTRICAL DISTURBANCES TESTS

            6.1.1. EQ/TE 01 : Resistance to power supply voltages

            6.1.2. EQ/TE 02 : Resistance to slow decrease and increase power of supply voltages

            6.1.3. EQ/TE 03 : Re-initialization test

            6.1.4. EQ/TE 04: Resistance to non-usual power supply voltages

            6.1.5. EQ/TE 05: Resistance to ground and positive supply voltages short circuit

            日產標準在此基礎上,在一些測試細節上,提出了一些更周到細致的要求,涉及到的如下:

            1、 試驗布置上,

            a) 對EUT和線束的絕緣墊的高度作出了明確規定。-(50mm)

            b) 對EUT電源線的長度作出了明確規定。-(0.2m)

            c) 對EUT的試驗周邊設施:傳感器、啟動激勵裝置的擺放作了明確規定(如下圖)。

            2、 試驗步驟上,對EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的運行時間(也可以理解為熱機時間)作出了明確規定。-(需要至少運行10分鐘)

            3、 對試驗前的波形校準參數作出了明確要求。

            4、 對試驗報告的書寫,具體需要體現哪些信息作出了明確要求。

            5、 對試驗判定等級作出了明確要求。

            二、其中,涉及瞬態傳導免疫測試項目如下:

            6.2.1. EQ/IC 07: Immunity to signal line transients

            日產標準在此基礎上,在一些測試細節上,提出了一些更周到細致的要求,涉及到的如下:

            1、 試驗布置上,

            a) 明確規定了選用CCC法(容性耦合鉗法)

            b) 對EUT和線束的絕緣墊的高度作出了明確規定。-(50mm)

            c) 對EUT電源線的長度作出了明確規定。-(0.2m)

            d) 對EUT的試驗周邊設施:傳感器、啟動激勵裝置的擺放和線束長度作了明確規定(如下圖)。

            e) 對EUT信號線的長度作了明確規定。-(1m)

            f) 明確規定了試驗中需要在容性耦合鉗靠近負載一側加載50歐姆負載。(如下圖)

            2、 試驗步驟上,對EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的運行時間(也可以理解為熱機時間)作出了明確規定。-(需要至少運行10分鐘)

            3、 對試驗前的波形校準參數作出了明確要求。

            4、 對試驗報告的書寫,具體需要體現哪些信息作出了明確要求。

            5、 對試驗判定等級作出了明確要求。

            其次,我們來看僅僅借鑒了ISO國際標準,在要求上有明顯差異的測試項目。

            一、其中,涉及電性能測試項目如下:

            6.1.10. EQ/IC 04: Resistance to power supply micro-interruptions

            6.1.11. EQ/IC 05: Resistance to starting profile

            6.1.12. EQ/IC 06: Resistance to on-board power system voltage ripples

            接下來,我們逐一展開敘述:

            6.1.10. EQ/IC 04: Resistance to power supply micro-interruptions

            1、該試驗要求借鑒了ISO16750-2的4.6.1 Momentary drop in supply voltage(供電電壓瞬時下降),差別在于,ISO標準對波形要求比較簡單,只需測一個波形,上升沿/下降沿不超過10ms,詳見下圖:

          12V系統

           

          24V系統

            而日產標準則需要測很多波形,歸納后如下:

            Ø 10 µs 微中斷

            Ø 100 µs 微中斷

            Ø 5 ms 微中斷

            Ø 50 ms 微中斷 EUT 處于發動機啟動狀態

            Ø 50 ms 微中斷 EUT 不處于發動機啟動狀態

            Ø 300 ms 微中斷

            2、試驗布置以及試驗配置上,日產標準相對ISO16750,也更為復雜,多了很多要求,具體如下:

            a) 對EUT和線束的絕緣墊的高度作出了明確規定。-(50mm)

            b) 對EUT電源線的長度作出了明確規定。-(0.2m)

            c) 對EUT的試驗周邊設施:傳感器、啟動激勵裝置的擺放作了明確規定(如下圖)。

            d) 對EUT需要并聯一個外置2歐姆負載作了明確規定。

            e) 試驗配置上明確規定了需要示波器、電子開關、電源供應器、電池,布局如下圖:

            3、在試驗步驟上,

            a) 提出了試驗前的校準方案,該方案要求按上圖布置,在EUT位置用一個1k歐姆負載取代,在示波器端經調試達到符合要求的測試波形。然后再進行EUT測試。詳細波形參數見下圖:

            b) 對EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的運行時間(也可以理解為熱機時間)作出了明確規定。-(需要至少運行10分鐘)

            4、對試驗報告的書寫,具體需要體現哪些信息作出了明確要求。

            5、對試驗判定等級作出了明確要求。

            6.1.11. EQ/IC 05: Resistance to starting profile

            1、該試驗要求借鑒了ISO16750-2的4.6.3 Starting profile(啟動電壓)的測試波形,如下圖:

            差別在于,ISO16750-2標準的波形等級詳見下圖:

          12V系統

            而日產標準的波形,如下表,與ISO16750對比,可以得出以下結論:

            Ø 日產標準的等級 I(*)基本對應ISO標準的I

            Ø 日產標準的等級 II基本對應ISO標準的II

            Ø 日產標準的等級 I和III是相對獨特的,無ISO波形等級能夠對應。

          No I啟停系統 I(*) II III
          參數        

            2、試驗布置以及試驗配置上,日產標準相對ISO16750,也更為復雜,多了很多要求,具體如下:

            a) 對EUT和線束的絕緣墊的高度作出了明確規定。-(50mm)

            b) 對EUT電源線的長度作出了明確規定。-(0.2m)

            c) 對EUT的試驗周邊設施:傳感器、啟動激勵裝置的擺放作了明確規定(如下圖)。

            d) 試驗配置上明確規定了需要示波器、發生器、電源供應器、電池,布局如下圖:

            3、在試驗步驟上,

            a) 提出了試驗前的校準方案,該方案要求按上圖布置,在EUT開路狀態下(斷開連接)下進行波形校準,在示波器端經調試達到符合要求的測試波形。然后再進行EUT測試。

            b) 對EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的運行時間(也可以理解為熱機時間)作出了明確規定。-(需要至少運行10分鐘)

            4、對試驗報告的書寫,具體需要體現哪些信息作出了明確要求。

            5、對試驗判定等級作出了明確要求。

            6.1.12. EQ/IC 06: Resistance to on-board power system voltage ripples

            1、該試驗要求借鑒了ISO16750-2的4.4 Superimposed alternating voltage(疊加交流電壓)的測試波形,如下圖:

            差別在于,ISO16750-2標準的波形等級和掃頻參數詳見以下四條及波形:

            Ø 等級1: peak to peak voltage, U PP , of 1 V, for U N = 12 V and U N = 24 V;

            Ø 等級2: peak to peak voltage, U PP , of 4 V, for U N = 12 V and U N = 24 V;

            Ø 等級3: peak to peak voltage, U PP , of 10 V, for U N = 24 V only;

            Ø 等級4: peak to peak voltage, U PP , of 2 V, for U N = 12 V

          單位:f(Hz),t(秒)

            而日產標準的波形等級和掃頻參數詳見以下兩條及波形。

            Ø 2 V (peak-to-peak) between 50 Hz and 50 kHz(對應下方左圖掃頻譜圖)

            Ø 4 V (peak-to-peak) between 50 Hz and 20 kHz(對應下方右圖掃頻譜圖)

           

            與ISO16750對比,可以得出以下結論:

            Ø 日產標準的等級只有2個,而ISO標準的有4個,且兩者無一一對應關系。

            Ø 日產標準有2個掃頻譜圖,且與ISO標準的掃頻譜圖均不同。

            2、試驗布置以及試驗配置上,日產標準相對ISO16750,也更為復雜,多了很多要求,具體如下:

            a) 對EUT和線束的絕緣墊的高度作出了明確規定。-(50mm)

            b) 對EUT電源線的長度作出了明確規定。-(0.2m)

            c) 對EUT的試驗周邊設施:傳感器、啟動激勵裝置的擺放作了明確規定(如下圖)。

            d) 試驗配置上明確規定了需要示波器、發生器、電源供應器、電池,布局如下圖:

            3、在試驗步驟上,

            a) 提出了試驗前的校準方案,該方案要求按上圖布置,示波器選擇高阻抗輸入模式,在EUT位置用一個500毫歐姆負載取代,在示波器端經調試達到符合要求的測試波形。然后再進行EUT測試。

            b) 對EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的運行時間(也可以理解為熱機時間)作出了明確規定。-(需要至少運行10分鐘)

            4、對試驗報告的書寫,具體需要體現哪些信息作出了明確要求。

            5、對試驗判定等級作出了明確要求。

            二、其中,涉及瞬態傳導免疫測試項目如下:

            6.1.6. EQ/IC 01: Resistance to pulses 1 and 1 bis and 2a

            6.1.7. EQ/IC 02: Resistance to pulses 3a and 3b

            6.1.9. EQ/IC 03: Resistance to pulse 5b

            接下來,我們逐一展開敘述:

            6.1.6. EQ/IC 01: Resistance to pulses 1 and 1 bis and 2a

            1、該試驗要求借鑒了ISO7637-2的Test pulse 1和Test pulses 2a的測試波形,如下圖:

           

          Test pulse 1

           

          Test pulse 2a

            而日產標準的波形,詳見下圖:

            日產標準的波形與ISO7637-2波形對比,可以得出以下結論:

            Ø 日產標準增加了Pulse 1 bis

            Ø 日產標準明確了波形參數中的試驗脈沖電壓值(日產中Ua等同于ISO中Us)

            Ø 日產標準波形參數中的t值與ISO的完全一致。

            再來對比日產標準與ISO7637-2標準中的脈沖實施次數/時間(如下表),可以得出以下結論:

            Ø 日產標準明確了脈沖數量5000,比ISO要求的數量500要多很多。

            Ø 日產標準明確了波形參數中的試驗脈沖電壓等級值,與ISO7637-2的三個等級值無對應關系。

          標準 描述
          日產 Pulse 1 and 1 bis: 5000 pulses of - 100 V
          Pulse 2a: 5000 pulses of + 100 V
          ISO7637-2 12V系統

            2、試驗布置以及試驗配置上,日產標準相對ISO7637-2,也更為復雜,多了很多要求,具體如下:

            a) 對EUT和線束的絕緣墊的高度作出了明確規定。-(50mm)

            b) 對EUT電源線的長度作出了明確規定。-(0.2m)

            c) 對EUT的試驗周邊設施:傳感器、啟動激勵裝置的擺放作了明確規定(如下圖)。

            d) 對EUT需要并聯一個外置2歐姆負載作了明確規定((如下圖))。

            e) 試驗配置上明確規定了需要示波器、發生器、電源供應器、電池,布局如下圖:

            3、在試驗步驟上,

            a) 提出了試驗前的校準方案,該方案要求按上圖布置,在EUT開路狀態下(斷開連接)下進行波形校準,示波器選擇高阻抗輸入模式,在示波器端經調試達到符合要求的測試波形。然后再進行EUT測試。

            b) 對EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的運行時間(也可以理解為熱機時間)作出了明確規定。-(需要至少運行10分鐘)

            4、對試驗報告的書寫,具體需要體現哪些信息作出了明確要求。

            5、對試驗判定等級作出了明確要求。

            6.1.7. EQ/IC 02: Resistance to pulses 3a and 3b

            1、該試驗要求借鑒了ISO7637-2的Test pulse 3a和Test pulses 3b的測試波形,如下圖:

          Test pulse 3a

          Test pulse 3b

          Test pulse 3a/3b 12V系統試驗等級與脈沖數量

            而日產標準的波形,詳見下圖:

          Pulse 3a

          Pulse 3b

            日產標準的波形與ISO7637-2波形對比,可以得出以下結論:

            Ø 日產標準中的f頻率是一個變化值(前30分鐘內從1 kHz上升到 100 kHz, 后30分鐘內從100kHz下降到 1kHz ,最大頻率步進1 kHz),同步t1值是在10us-1ms這個區間內變化。而ISO7637-2中的f是一個固定值(即t1=100us的倒數,即10kHz)

            Ø 日產標準波形參數中的t值(除了t1)與ISO7637-2的完全一致。

            Ø 日產標準試驗脈沖周期60分鐘,與ISO要求的試驗周期1小時等同。

            Ø 日產標準明確了波形參數中的試驗脈沖電壓等級值,與ISO的三個等級值無對應關系。

            2、試驗布置以及試驗配置上,日產標準相對ISO7637-2,也更為復雜,多了很多要求,具體如下:

            a) 對EUT和線束的絕緣墊的高度作出了明確規定。-(50mm)

            b) 對EUT電源線的長度作出了明確規定。-(0.2m)

            c) 對EUT的試驗周邊設施:傳感器、啟動激勵裝置的擺放作了明確規定(如下圖)。

            d) 試驗配置上明確規定了需要示波器、發生器、電源供應器、電池,布局如下圖:

            3、在試驗步驟上,

            a) 提出了試驗前的校準方案,該方案要求按上圖布置,在EUT開路狀態下(斷開連接)下進行波形校準,示波器選擇高阻抗輸入模式,在示波器端經調試達到符合要求的測試波形。然后再進行EUT測試。

            b) 對EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的運行時間(也可以理解為熱機時間)作出了明確規定。-(需要至少運行10分鐘)

            4、對試驗報告的書寫,具體需要體現哪些信息作出了明確要求。

            5、對試驗判定等級作出了明確要求。

            6.1.9. EQ/IC 03: Resistance to pulse 5b

            1、該試驗要求借鑒了舊版ISO7637-2 (04版)test pulse 5b也即ISO16750-2中的4.6.4 Load dump里Test B的測試波形,如下圖:

          Test B

            而日產標準的波形,詳見下圖:

          Pulse 5a(校準設定Vs值參照此圖)

          Pulse 5b(日產標準要求試驗脈沖數:5次)

            日產標準的波形與ISO7637-2波形對比,可以得出以下結論:

            Ø 日產標準中只需要測Pulse 5b而ISO16750-2還需要測Test A(即Pulse 5a)

            Ø 日產標準波形參數中的t值與ISO16750-2的基本一致。

            Ø 日產標準試驗脈沖數量5次,與ISO要求的試驗數量一致。

            Ø 日產標準波形參數中的試驗脈沖鉗位電壓等級值21.5V,低于ISO的等級值35V(12V系統)。

            2、試驗布置以及試驗配置上,日產標準相對ISO16750-2,也更為復雜,多了很多要求,具體如下:

            a) 對EUT和線束的絕緣墊的高度作出了明確規定。-(50mm)

            b) 對EUT電源線的長度作出了明確規定。-(0.2m)

            c) 對EUT的試驗周邊設施:傳感器、啟動激勵裝置的擺放作了明確規定(如下圖)。

            d) 試驗配置上明確規定了需要示波器、發生器、電源供應器、電池,布局如下圖:

            3、在試驗步驟上,

            a) 提出了試驗前的校準方案,該方案要求按下表要求,在空載狀態下進行波形校準,峰值設定:+100 V ± 10 V,鉗位電壓設定21,5 V,在示波器端經調試達到符合要求的測試波形。然后再進行EUT測試。

            b) 對EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的運行時間(也可以理解為熱機時間)作出了明確規定。-(需要至少運行10分鐘)

            4、對試驗報告的書寫,具體需要體現哪些信息作出了明確要求。

            5、對試驗判定等級作出了明確要求。

            最后,我們來看完全日產獨有,無國際標準可依據的的測試項目。

            相關測試項目如下:

            6.2.3. EQ/IC 09: Immunity to ignition high voltage

            6.1.8. EQ/IC 10: Resistance of inductive load connected circuits

            6.2.4. EQ/IC 11: Resistance to impulsive transient

            接下來,我們逐一展開敘述:

            6.2.3. EQ/IC 09: Immunity to ignition high voltage

            1、試驗波形和試驗布置如下圖,測試要點如下:

            Ø 施加高壓脈沖 - 10 kV 和 + 10 kV 至終端負載15 k ?(EQ/IC 09試驗布置圖里的“Resistive load”)各 10 分鐘。

            Ø EUT線束被耦合部位的長度至少 1 m ,耦合距離100 mm.(平行的EUT線束與高壓線之間的距離)

            Ø LISN 需要符合 CISPR 25, 接50 ?負載。

          EQ/IC 09試驗波形圖

           

          EQ/IC 09試驗布置圖

            2、試驗實施步驟注意事項如下:

            Ø EUT線束長度最長不超過 2m 。

            Ø EUT和線束需放在50mm高度的絕緣墊上。

            Ø EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的需至少連續運行時間10分鐘(也可以理解為熱機時間)

            Ø 試驗報告的書寫,需要體現這些信息:試驗布置、試驗中的異?,F象數據、試驗發生器特性以及波形圖。

            6.1.8. EQ/IC 10: Resistance of inductive load connected circuits

            1、該項測試由兩項試驗組成,(1)實際電感負載法和(2)模擬(備用)負載法。試驗波形和試驗布置如下圖,測試要點如下:

          EQ/IC 10試驗波形圖(Pulse 1bis of - 100 V)

          EQ/IC 10試驗波形圖(Pulse 1bis of + 100 V)

          EQ/IC 10 -實際電感負載法試驗布置圖

          EQ/IC 10 -模擬(備用)負載法試驗布置圖

            2、實際電感負載法試驗實施注意事項如下:

            Ø EUT和線束需放在50mm高度的絕緣墊上。

            Ø 模式1:將EUT設置為使用機械負載驅動真實感應負載,同時考慮防止過熱,這是必要且足夠的工作時間,以及足夠的間隔時間來冷卻,例如,0,2 Hz的循環和20%的工作循環。

            Ø 模式2:將EUT設置為驅動鎖定的真實感應負載,同時考慮防止過熱,這是必要且足夠的工作時間,以及足夠的間隔時間來冷卻負載,例如,0,2 Hz的循環和10%的工作循環。

            3、模擬(備用)負載法試驗實施注意事項如下:

            Ø EUT和線束需放在50mm高度的絕緣墊上。

            Ø 試驗前需校準波形,按上圖布置,在EUT開路狀態下(斷開連接)下進行波形校準,示波器選擇高阻抗輸入模式,在示波器端經調試達到符合要求的測試波形。然后再進行EUT測試。

            Ø EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的需至少連續運行時間10分鐘(也可以理解為熱機時間)

            Ø 波形發生器、傳感器、EUT均需要接地。

            Ø 波形發生器內阻應選10Ω。

            4、試驗報告要求如下:

            Ø 試驗報告的書寫,需要體現這些信息:試驗布置、試驗中的異?,F象數據、試驗發生器特性以及波形圖。

            6.2.4. EQ/IC 11: Resistance to impulsive transient

            1、本試驗旨在檢查設備對開關設備和電動機觸點處發生的電弧放電(驟弧)引起的瞬態的抗擾度。試驗波形、等級和試驗布置如下圖,測試要點如下:
           

          試驗模式 試驗參數/等級 被測點
          正脈沖 單次持續時長20s 針對所有導線;將脈沖逐個施加于每一根導線(一根一根單獨測)
          測試電壓三個等級:+ 400, + 120 或 + 80 V  
          脈寬三個等級:50 ns,100 ns,400 ns
          脈沖間隔:10 ms – 2 s
          負脈沖 單次持續時長20s 針對所有導線;將脈沖逐個施加于每一根導線(一根一根單獨測)
          測試電壓三個等級:- 400, - 120 或 - 80 V  
          脈寬三個等級:50 ns,100 ns,400 ns
          脈沖間隔:10 ms – 2 s

          試驗 脈沖幅值
          連接非屏蔽導線的針腳 +400V
          -400V  
          屏蔽線連接的針腳。(屏蔽的一端在車內接地。) +120V
          -120V  
          屏蔽線連接的針腳。(屏蔽的兩端在車內接地。) +80V
          -80V  



          EQ/IC 11試驗等級表

          EQ/IC 11試驗波形圖

          EQ/IC 11試驗布置圖

          耦合電容(應用于上圖紅圈內) 進行此測試的導線
          10 nF 連接至12 V電源的導線(BAT、IGN、ACC)
          470pF 上述以外的導線(包括5 V電源線)

          耦合電容值的選擇

            2、波形校準實施步驟注意事項如下:

            Ø 通過耦合電容器10 nF將示波器的高阻抗輸入(EUT斷開)連接到脈沖發生器輸出,并設置脈沖發生器以獲得規定正負電壓的脈沖。

            Ø 同樣,通過耦合電容器470 pF設置脈沖發生器。

            3、試驗實施步驟注意事項如下:

            Ø EUT線束長度最長不超過 2m 。

            Ø 除地線外的所有導線的濾波器(64µH的電感器)

            Ø 地線濾波器(8µH的電感器)

            Ø 濾波器到EUT端子的導線長度最大應為200 mm

            Ø 脈沖發生器(輸出阻抗50? ) .

            Ø EUT和線束需放在50mm高度的絕緣墊上。

            Ø EUT在試驗進行前(即測試脈沖注入前)的需至少連續運行時間10分鐘(也可以理解為熱機時間)。

            Ø 所有導線需要一根一根單獨測。

            4、試驗報告要求如下:

            Ø 試驗報告的書寫,需要體現這些信息:試驗布置、試驗中的異?,F象數據、試驗發生器特性以及校準波形圖。


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