GB/T 21437.2-2021 道路车辆 电气电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法 第2部分:沿电源线的电瞬态传导发射和抗扰性.pdf
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GB/T 21437.2-2021 道路车辆 电气电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法 第2部分:沿电源线的电瞬态传导发射和抗扰性
图1脱态发射试验布置
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态发射试验布置(DUT有内部开关)一快脉冲(纳秒至
安全标准脱态发射试验布置(绩
DUT应放置在非导电性、低相对介电常数(e,≤1.4)、厚度为(50士5)mm的支撑物上。 DUT外壳与接地平板的接地方式应符合车辆的实际连接,且应在试验计划中规定。
对试验脉冲3a和3b,试验脉冲发生 行地放直在非导电 对介电常数(e.<1.4)、厚度为50mm±5mm的支撑物上,其长度为500mm士100mm
4.4.3负载模拟器位置
负载模拟器宜直接放置在接地平板上。如果负载模拟器有金属外壳,其外壳应与接地平板搭接 负载模拟器可放在邻近接地平板处,其壳体与接地平板搭接
DUT试验前,在不带DUT的条件下,调整试验脉冲发生器[见图2a)]以产生5.6描述的特定脉冲 极性、幅度、宽度、阻抗。峰值电压U,应调整到试验所需的电平,其误差为0%~十10%。 接下来断开示波器,按图2b)将DUT连接到试验脉冲发生器,施加试验脉冲。按实际状态,评估 DUT在试验中和/或试验后的功能。 为产生规定的试验脉冲,需要接通和切断电源开关。如果试验脉冲发生器自带电源,可通过试验脉 冲发生器操作开关来实现
图2脱态抗扰度试验布置
示波器或等效设备; 接地平板; 电压探头; DC电源接地连接(对试验脉冲3,最长为100mm); 一未连接的电压探头; 负载模拟器(如要求,可连接到接地平板); 试验脉冲发生器; 连接电缆(试验时远离DUT电源线,避免耦合); 未连接的DUT 负载模拟器接地(如有要求)。
图2瞬态抗扰度试验布置(续)
人工网络代替车辆线束的阻抗,在实验室中作为阻抗的参考标准,以测定设备及电气/电子装置 图3为人工网络原理示意图
图3人工网络原理示意图
图4阻抗|Z|随频率变化曲线
并联电阻Rs模拟与DUT并联的车辆其他电气装置的等效电阻,这些电气装置与DUT的连接不 受点火开关控制。所选的Rs为开关断开时,未导通的点火开关端和地之间线束的平均阻抗,其值应由 车辆制造商规定。在没有任何明确规定时,应取Rs=40Q;如果使用绕线电阻,应为双绕电阻(即具有 最小电抗)。 注:为模拟最严酷情况,Rs可以断开。
开关S应装在图1a)、图1b)所示位置。在车辆实际应用中,如果开关和负载之间的线较长(几米), 则应使用慢脉冲布置。否则,宜使用快脉冲布置。无论哪种情况,只有快脉冲布置适合于测量因继电器 断开而产生的快速瞬态脉冲。 通过控制人工网络DUT侧的开关来测量快速瞬态(ta约为ns至μs量级)。通过控制人工网络电 源侧的开关来测量慢速瞬态(ta约为ms量级)。 当开关S明显影响骚扰瞬态特性时,推荐的开关特性如下: a 测量高压瞬态(幅度超过400V),开关装置应是DUT在车上使用的标准产品开关。如果此装 置无法使用,应采用具有下述特性的汽车继电器: 一触点电流额定值:I=30A,连续电阻性负载; 高纯度银触点材料; 继电器触点无抑制; 一单/双位触点与线圈电路电绝缘; 具有瞬态抑制的线圈(对被测瞬态的影响最小)。 注:由于频紫使用而降级的开关继电器,则需要替换。 b)使用具有复现性的开关,便于对驿扰进行精确评估,建议使用由子开关骚扰的幅度很可能
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大于常用的传统开关(起电弧),评估试验结果时应予考虑。电子开关适合用于控制含有抑制 器的DUT。测量低压瞬态(幅度小于400V)时,例如由含有瞬态抑制器的源产生的,推荐使 用具有下述特性的电子开关: 额定电压:25A时最高电压Umx=400V; 额定电流:持续最大电流Imx=25A,△t≤1s时100A; 压降:25A时电压降△U≤2V; 供电电压:见表1; 切换时间:△t,=300(1士20%)ns,在13.5V、参考负载R=0.6α、L=50μH(1kHz)条 件下测得; 一触发器:内部和外部; 一电压探头:1:100。 开关应能承受短路电流。 有些电子开关可能包含符合5.1和图3、图4规定的人工网络。这种情况下,应可旁路内部人工网 使用外部人工网络。 试验所选择的开关应在试验计划中规定,并在试验报告中记录。
数字示波器,或带电压探头的等效波形获取设备,测量仪器参数应满足如下要求: 带宽:从直流到至少400MHz; 采样率:至少2GS/s(单通道采样模式)。 探头特性: 衰减:10:1(如必要,可100:1); 最大输入电压:500V(如必要,可1000V); 带宽:从直流到至少400MHz; 输入阻抗至少1MQ(DC)
数字示波器,或带电压探头的等效波形获取设备, 带宽:从直流到至少400MHz; 采样率:至少2GS/s(单通道采样模式)。 探头特性: 衰减:10:1(如必要,可100:1); 最大输入电压:500V(如必要,可1000V); 带宽:从直流到至少400MHz; 输人阻抗:至少1MQ(DC)
5.6抗扰性试验脉冲发生器
试验脉冲发生器应能产生最大值为IUsl的开路试验脉冲,试验脉冲定义见5.6.2~5.6.4。在表2~ 表6规定的限值内Us应可调整。 时间(t)和内阻(R;)的允差为士20%。特殊规定除外。 发生器性能和允差验证程序按附录C。 评价DUT抗扰性的推荐值可从表A.1、表A.2和表A.3选择。
模拟电源与感性负载断开的瞬态现象。适用于DUT在车上使用时与感性负载保持直接并联的情
模拟电源与感性负载断开的瞬态现象。适用于DUT在车上使用时与感性负载保持直接并联的情
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表3试验脉冲2a参数
表4试验脉冲2b参数
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表4试验脉冲2b参数(续)
5.6.4试验脉冲3a和3b
模拟由开关过程发生的瞬态。这些瞬态特性受线束分布电容和分布电感的影响(见图E.3)。 冲波形见图8和图9,参数见表5和表6
表5试验脉冲3a参数
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表6试验脉冲3b参数
本附录给出了试验脉冲严醋等级的示例,功能特性状态分类(FPSC)应符合GB/T21437.1规
A.2试验脉冲严酷等级分类
推荐的最低和最高严酷等级见表A.1和表A,2的等级Ⅲ和等级IV。按车辆制造商和零部件供应 商协议,可在表中给出的值之间选择电平和试验时间。在未定义规定值的情况下,推荐使用表A.1利 表A.2中等级Ⅲ和等级IV对应的电平值。
A.2.212V电气系统
推荐的电平见表A.1。
表A.112V系统试验脉冲严酷等级示例
A.2.324V电气系统
推荐的电平见表A.2
表A.224V系统试验脉冲严酷等级示例
A.3使用试验脉冲严酷等级分类的FPSC应用
严酷等级示例见表A.3。对各个脉冲及12V和24V电气系统(电平见表A.1和表A.2 中的类别和试验严酷等级的选择可能是不同的
表A.3试验脉冲严酷等级示例
本附录给出了受试骚扰源瞬态发射的评估方法
3.2脱态发射波形特征的基本要素
评估波形特征要考虑表B.1中的波形参数,
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附录B (规范性) 瞬态发射评估——电压波形
舜态发射的最小和最大限值,见表B.2和表B.3的等级1至等级IV。 按双方协议,可选择这些值或这些值之间可接受的限值。瞬态发射可按协议满足表B.1中任一参 数或所有参数要求。在未规定特定值情况下,建议从表B.2或表B.3中选择等级I至等级IV。 图1a)或图1b)或图1c)的试验布置可用于观测慢脉冲和快脉冲,因此所有试验布置都可能会得到 使用。 图B.1和图B.2描述的电压波形是按4.3规定的试验方法在台架上获得的典型波形。电压发射限 值(U,)的应用见如下描述
B.3.2具有正脉冲(U。)和负脉冲(U.)的瞬态
应使用正电压和负电压限值
使用正电压和负电压限
B.3.3具有正脉冲(U,)的脱态
B.3.4具有负脉冲(U.)的瞬态
B.3.5其有单脉冲或具有正脉冲(U。)或负脉冲(U.)的多猝发脉冲的瞬
B.3.5具有单脉冲或具有正脉冲(U)或负脉冲(U.)的多猝发脉冲的态 应使用正电压和/或负电压限值
B.3.6典型的膜态波形
单个瞬态波形和猝发瞬态波形的基本参数分别在图B.1和图B.2中说明
图B.1单个瞬态波形
图B.2猝发脱态波形
B.3.7瞬态波形分级表
按图1a)的试验布置测量,确定慢脉冲(ms)最大幅度,判定瞬态幅度和波形。然后使用图1b)或图 c)所示的试验布置判定快脉冲(ns至ms)的最大幅度。 使用表B.2和表B.3给出的值进行照态幅度的分级
表B.212V系统分级限值
表B324V系统分级限值
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本附录提供了一种验证试验脉冲发生器输出特性的方法。 测量仪器要求见5.5。 C.2规定的验证应在两种不同负载条件下判定脉冲发生器的性能 无负载状态; 匹配负载状态。
本附录提供了一种验证试验脉冲发生器输出特性的方法。 测量仪器要求见5.5。 C.2规定的验证应在两种不同负载条件下判定脉冲发生器的性能: 无负载状态; 匹配负载状态。
附录C (规范性) 试验脉冲发生器验证程序
必须验证发生器,以确保能满足开路和负载两种状态要求的参数(见表C.1、表C.2、表C.3、表C.4、 表C.5、表C.6)。脉冲能量会显著影响试验结果。实际使用的脉冲能量应在试验报告中写明(见附录D 脉冲发生器能量的测定)。 本验证程序的UA设为OV。 应合理选择电阻器。用于验证脉冲及直流电源额定值的电阻应有足够的耗散功率。此外,电阻应 是无感的。匹配电阻的允差应为士1%。选择的源阻抗应与每个试验脉冲所规定的负载电阻相匹配。
C.2.2.1试验脉冲1(12V系统)
表C.1试验脉冲1(12V系统)
C.2.2.2试验脉冲1(24V系统)
表C.2试验脉冲1(24V系统)
金脉冲2a(12V和24V
表C3试验脉冲2a(12V和24V系统)
C.23.2试验脉冲2b(12V和24V系统)
表C.4试验脉冲2b(12V和24V系统)
验脉冲3a(12V和24V
表C5试验脉冲3a(12V和24V系统)
C.2.4.2试验脉冲3b(12V和24V系统)
表C.6试验脉冲3b(12V和24V系统)
应使用同轴测量装置进行试验脉冲3a/3b的验证。脉冲频谱覆盖至200MHz的频率范围。 率范围内,无法使用高阻抗的电压探头,因探头接地电缆会产生明显的振铃效应并导致测量错讠 用同轴测量装置。
D.1能量规格的计算方法
利用测出的脉冲参数t。和U,来计算由发生器传递到匹配电阻(电阻负载R,)上的脉冲能量。瞬 态脉冲发生器应产生双指数瞬态,是在脉冲成形网络进行电容性放电的结果。此类发生器适用于脉冲 1(12V、24V)、2a、3a/3b。如图D.1和图D.2所示。 脉冲2b必须由可编程直流电源来实现
所有脉冲都不考虑上升时间(t,《t)的影响。 电压波形函数U(t)按式(D.1)计算:
勘探标准式中: U。 开路输出电压; R; 脉冲发生器的源内阻;
图D.1脱态发生器简单电路图例
图D.2态发生器产生的双指数脉冲波形
U(t)= .(D.1 ) R. +R.
电气标准规范范本U(t)= R. +R.
P(t)=U(t)×I(t)
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