第二讲 汽车电磁兼容标准与试验趋势

中心议题：

• 汽车ESD试验新旧版本差异与不同放电枪实测波形对比
• 汽车瞬态抗扰性试验新旧版本差异
• 汽车电压瞬变试验新旧版本差异

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【第一讲】最新电磁兼容抗干扰国家标准解读
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【第三讲】 产品EMC设计技术平台与准则
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随着汽车电气设备数量和种类的不断增加，工作频率的不断提高，汽车内的电磁环境日益复杂。要保证汽车电子系统及电子控制功能的安全可靠运行，就必须重视对电磁兼容技术的研究和设计。随着汽车电磁兼容问题日益突出，汽车电磁兼容标准也受到越来越多的关注。

本文针对我国汽车以及新能源电动车EMC试验发展趋势，结合汽车EMC试验标准的实际案例——ESD试验GB/T17626.2-2006与1998的差异、IEC 61000-4-2:1995/2001与IE2008的差异、几种ESD放电枪实测波形对比；瞬态抗扰性试验ISO7637-2-2011版与2005版的差异；电压瞬变试验ISO16750-2- 2010版与2005版的差异，帮助大家准确理解汽车EMC试验标准。

汽车EMC试验发展总趋势
汽车EMC试验发展趋势总结如下：

• 标准版本不断更新
• 试验项目增多(新能源电动车)；
• 试验方法改进（如ESD试验）；
• 试验严酷等级提高(特别是车厂要求)。
• 试验仪器设备更新。

国际标准发展概况
    

我国汽车EMC标准发展概况
    

汽车EMC试验项目主要试验项目分类


汽车电子设备主要试验项目
电源线瞬态抗扰性 （CS）
    1) 执行标准ISO -7637.2/GB/T21437.2
    2) 试验项目
    a）试验脉冲1；
    b）试验脉冲2a；
    c）试验脉冲2b；
    d）试验脉冲3a/3b；
    e）试验脉冲4；
    f）试验脉冲5a；
    g）试验脉冲5b；

[p]
电源线传导发射（CE）
    1) 执行标准ISO -7637.2/GB/T21437.2
    2) 试验项目
        a）瞬态发射慢脉冲（ms）
        b）瞬态发射快脉冲（ns-μs）
通信/控制线耦合抗扰性（CT）
    1) 执行标准ISO -7637.3/GB/T21437.3
    2) 试验项目
         a）慢速瞬态正脉冲（类P2a；DCC/ICC）
         b）慢速瞬态负脉冲（类P1）DCC/ICC）
         c）快速瞬态脉冲a（类P3a；DCC/CCC）
         d）快速瞬态脉冲b（类P3b）；DCC/CCC）
RF传导抗扰性（CS）
    1)执行标准 (无要求)(GB/T17626.6 IEC61000-4-6；GB 4343.2家电，CISPR14-2)
    2) 试验项目 请参考有关产品EMC标准。
RF辐射抗扰性（RS）
    1) 执行标准 GB/T17619,GB/T6113,ISO 11452-2/-3/-4/-5
    2) 试验项目
 RF传导骚扰（CE）
    1) 执行标准GB18655 CISPR25
    2) 试验项目
          a）电源线 0.15-108MHz
          b）控制/信号线
RF辐射骚扰（RE）
    1) 执行标准GB18655 CISPR25
    2) 试验项目
静电放电抗扰性（ESD）
    1) 执行标准:GB/T19951-2005 IDT ISO10605:2001
                       (GB/T17626.2-/1998/2006//2008)/ 2010
    2) 试验项目
          a)直接放电
          b)空气放电
电源电压变化抗扰性（CI）
    1) 执行标准ISO -16750.2/GB/Txxxx.2-xxxx
    2) 试验项目
         a)过电压(4.3)
         b)叠加交流电压(4.4)
         c)电压缓降和缓升(4.5)
         d)电压瞬降(4.6.1)
         e)电压骤降复位(4.6.2)
         f)电压启动特性(4.6.3)
         g)反向电压(4.7)
整车EMC试验项目
RF辐射抗扰性（RS）
      执行标准 GB/T17619,GB/T6113,ISO 11452-2/-3/-4/-5
RF传导骚扰（CE）
      执行标准GB18655 CISPR25
RF辐射骚扰（RE）
      执行标准GB18655 CISPR25
静电放电抗扰性（ESD）
    1) 执行标准:GB/T19951-2005 IDT ISO10605:2001
                       (GB/T17626.2-/1995/2006/)/ 2010
    2) 试验项目
         a)车内
         b)车外

新能源电动车EMC试验项目(新增)
工作模式(新增)：耦合到电网的RESS[1]充电模式。
试验项目(新增)
    1)辐射发射(宽带)
    2)谐波发射
    3)电压波动/闪变
    4)传导发射
    5)脉冲群抗扰性
    6)浪涌抗扰性
    注[1]RESS:可充电能量储存系统.

ESD试验
执行标准：GB/T19951-2005 idt ISO10605:2001
                 (GB/T17626.2-2008)/2010；
试验方法：按GB/T17626.2-1998/2006/
                 IEC61000-4-2/1995/2001/2008/2010。
GB/T17626.2-2001/2006与1998的差异
1）不接地设备/部件(ESD试验)

2）直接放电试验
3）对水平耦合板放电试验

[p]
IEC 61000-4-2:1995/2001与IE2008的差异
标准版本

• 《IEC 61000-4-2:2001》改版为《IEC 61000-4-2:2008》，欧盟相应改版为《EN61000-4-2:2009》；
• 主要修改内容：试验脉冲参数和试验方法等

试验脉冲参数
  
                                         表1试验脉冲参数对比

试验/校验方法
原标准/试验：
        1)输出串50Ω匹配电阻（输出电压减半）；
        2)测量5次，取5次脉冲平均值。
分析：
        1）不接地设备或设备的不接地部件不能自行放电。受试点的电荷累积可能使电
        压为预期试验电压的两倍或更高；
        2）受放电回路LC影响，ESD试验存在不确定性。
新标准/试验：
        1）输出不串50Ω匹配电阻，（输出测试电压也不再减半）；
        2）每个测量等级，在一个时间里或个别评估时，要记录5个脉冲；
        3）每一脉冲每次测量（i.e. tr, Ip, I30, I60）都必须符合规定的范围要求。
        4）屏蔽室（要求）屏蔽效果可导致±20％或以上的幅度测量误差。
分析：试验更严酷，试验结果一致性增强。
IEC新标准/校准：对ESD发生器提出了切合实际的更合理要求。

几种ESD放电枪实测波形对比
标准要求波形及参数

实测合格波形
      a)4KV峰值电压量测值2.56V,符合2.55V~3.45V要求；
      b)8KV峰值电压量测值5.36V,符合5.1V~6.9V要求。
实测不合格波形
      a)4KV峰值电压量测值2.44V<2.55V3.45V;
      b)8KV峰值电压量测值4.72V<5.1V~6.9V.
实测严重不合格
      a)4KV峰值电压量测值2.20V<2.55V3.45V;
      b)8KV峰值电压量测值4.80V<5.1V~6.9V

瞬态抗扰性试验
执行标准：GB/T 21437.2-2007 idt ISO7637-2:2005/2011.

ISO7637-2-2011版与2005版的差异

[p]
试验要点
试验脉冲1
      a)试验设备布置
      b)Rs=Ri
      c)试验 5000次，间隔0.5—5s/次
      d）整改:优选TVS管、自恢复保险丝。
试验脉冲3a/3b
      a）试验设备布置
      b）50Ω同轴电缆/≤500mm；
试验脉冲5a
      a）试验设备布置
      b）Rv=Ri （0.5Ω—4Ω/8Ω）
试验脉冲5b
      a）试验设备布置
      b）Rv=Ri(Ri*+R5b)=2Ω

电压瞬变试验
执行标准：GB/T XXXX.2-XXXX(2011 ) idt ISO16750-2:2005/2010.
ISO16750-2-2010版与2005版的差异

试验要点
叠加交流电
      1)频率范围:50Hz-20/25KHz-50Hz；
      2)对数升降。
电压启动特性
      1）试验项目 多；见表4/表5
      2）结合整车实际，选/确定 适当的试验参数

附：表4 ISO 16750-2：2010 4.6.3 电压启动特性试验参数（表3/12V）

附：表5 ISO 16750-2：2010 4.6.3 电压启动特性试验参数（表4/24V）


现在，与安全性相关的汽车EMC越来越受到重视。由于汽车电子设备EMC性能与整车安装位置有关，企业需要考虑以满足整车的要求为前提。另外，由于汽车电子设备越来越多/密集，骚扰/抗扰限值要求越来越高。

EMC试验在一定程度上具有不确定性，换一个环境测试结果可能就产生差异，这要求EMC的试验一定可以重现。理解了EMC的标准，并在EMC试验/整改中积累经验有助于汽车EMC试验顺利通过。