汽车电子电器EMC标准差异的研究——ISO 7637-2： 2011 与 ISO 7637-2： 2004

文 | 广州威凯检测技术有限公司EMC实验室 邵 娜 吴 琼

汽车电子电器EMC标准差异的研究
——ISO 7637-2： 2011 与 ISO 7637-2： 2004

文 | 广州威凯检测技术有限公司EMC实验室 邵 娜 吴 琼

本文着重介绍了《道路车辆——由传导和耦合引起的电骚扰：沿电源线的电瞬态传导》ISO 7637-2: 2011与ISO 7637-2: 2004的差异,对测试布置要求，瞬态脉冲抗扰度的测试等级，瞬态脉冲发射的限值等方面都进行了深入的研究。

EMC；ISO 7637-2:2004；ISO 7637-2:2011；标准差异

引言

近年来，汽车设计中越来越多地采用了控制、监控和显示等各种功能的电子装置。这些电子装备，在正常运行时会产生电气和射频骚扰。这些骚扰的频带很宽，可以通过传导、耦合或辐射的方式，传播到车载电子设备和系统中。因此，必须考虑这些电子装备工作时所处的电气和电磁环境，特别是针对车载电器本身所产生的骚扰。ISO 7637-2： 2004版（以下简称《2004版》）标准中规定了汽车电子电器零部件沿电源线传导和耦合引起的电瞬态骚扰的测试方法，主要关注汽车电子电器零部件电骚扰的瞬态问题，涉及瞬态发射、沿电线的瞬态传导以及电子部件对电气瞬态的潜在敏感性。ISO 7637-2： 2011（以下简称《2011版》）版于2011年3月1日发布，覆盖范围更加全面，技术指标有较大提高。为了避免新旧两个版本混淆而使测试结果有差异，因此，十分有必要对两个版本的差异进行详细的研究。《2011版》和《2004版》主要变化如下：

①《2011版》考虑到DUT内部带有开关的情况，在标准中增加了此类产品的瞬态脉冲发射的测试；

②《2011版》中的瞬态脉冲发射测试限值的定义同旧版本有较大的变化；

③《2011版》中的瞬态脉冲抗扰度测试限值同旧版相比有较大的变化，并且测试限值更加严酷；

④《2011版》中瞬态脉冲抗扰度测试中，删除了脉冲4，脉冲5a，脉冲5b的测试，将这几个脉冲的测试添加至标准ISO 16750-2 和ISO 21848中。

1.试方法

1.1.UT分类

由于被测样品（以下简称DUT）自身特性不同，测试得到的瞬态脉冲发射骚扰波形也有较大的差异。《2004版》并不区分产品的类型，只是将测试按照脉冲波形特点分为两类：慢脉冲和快脉冲。测试得到的脉冲宽度在毫秒级或者更低为慢脉冲，采用机械开关的布置方法进行测试。测试得到的脉冲宽度在纳秒或者微秒范围内为快脉冲，采用电子开关的布置方法进行测试。

《2004版》忽略了DUT自身带有开关的情况，因此在《2011版》中进行了修订，增加了此类产品的瞬态脉冲发射的测试要求。如果DUT内部带有开关，在测试过程中则去掉人工电源网络与DUT之间的电子开关，测试布置示例见图1。

1.2.试布置

无论是《2011版》还是《2004版》，标准中对测试的布置都有严格的规定。测试布置不同，会导致测试结果的差异，因此在进行测试的过程中，一定要注意区分新旧版本的布置差异。

《2004版》规定了慢脉冲的测试要求：机械开关在人工电源网络与供电电源之间，并且距离人工电源网络（60±15）mm，人工电源网络距离供电电源（200±50）mm，DUT与人工电源网络之间的距离为（200±50）mm，具体的布置示例见图2。

《2004版》要求快脉冲测试时：电子开关在人工电源网络与DUT之间，并且距离人工电源网络（100±25）mm，人工电源网络距离供电电源（200±50）mm，DUT与人工电源网络之间的距离为（200±50）mm，具体的布置示例见图3。

《2011版》中增加了内部带有开关DUT的测试要求，调整了测试距离。《2011版》中要求机械开关与人工电源网络之间的距离大于500mm，人工电源网络与供电电源的距离大于500mm，具体的布置示例见图4。快脉冲的测试中加入了DUT内部带有开关的测试，具体布置见图 1、图 5。

《2004版》中只规定了脉冲3a和脉冲3b的布置要求，DUT应该平行放置于接地平板之上（50-60）mm的位置；《2011版》中则对所有波形的测试布置都进行了规定， DUT都应放置在高度为（50 ± 5）mm的绝缘材料上（εr≤1.4）。

1.3.试设备

《2004版》与《2011版》对测试设备的要求有所不同。

《2004版》要求示波器最好使用数字示波器（最小单行程扫描采样频率为2GHz/s，带宽为400MHz，输入灵敏度至少为5mV/刻度）。如果没有数字示波器，可使用模拟长余辉同步示波器。

当使用此种示波器时，应具有下列最低技术要求：

-带宽：直流，至少400MHz；

-记录速度：至少100cm/μs；

-输入灵敏度：至少5mV/刻度。

《2004版》要求电压探头：

-衰减：100：1；

-最大输入电压：至少1kV；

-输入阻抗Z 和电容C；

-电压探头电缆线最大长度：3m；

-电压探头接地线最大长度：0.13m。

《2011版》要求示波器最好使用数字示波器：

-带宽：直流，至少400MHz；

-采样率：至少2GHz/s。《2011版》要求电压探头：

-衰减：10：1（如果有必要的话可以是100：1）；

-最大输入电压：500V（如果有必要的话可以是1 000 V）；

-带宽：直流，至少400 MHz；

-输入阻抗：直流Z ≥ 1 MΩ。

1.4.试脉冲

《2011版》去掉了脉冲4，脉冲5a，脉冲5b的测试，将这些项目移到ISO 16750-2 和ISO 21848两个标准中，这样更加符合现代产品的测试要求。

1.5.试等级

测试电压值不同会对测试结果造成直接的影响，因此要特别注意分清应该采用哪个版本进行测试，以免造成对结果的错误判断。针对瞬态脉冲抗扰度的测试项目，《2011版》在《2004版》的基础上对测试等级进行了调整，测试限值更加严酷。瞬态脉冲抗扰度12 V系统和24 V系统的测试严酷等级，如表1和表2所示。

1.6.态脉冲发射测试的限值

瞬态脉冲发射测试的限值是判定测试结果的依据，测试限值的差异会直接影响测试结果，因此要分清采用《2011版》还是《2004版》进行测试，避免测试结果不准确。《2011版》修改了瞬态脉冲发射的测试限值，12 V系统和24 V系统的瞬态脉冲发射限值差异，如表3和表4所示。

1.7.能等级

《2004版》根据产品在受到干扰时所表现出的功能状态，将产品划分为五个等级：

-A类：装置或系统在施加骚扰期间和之后，能执行其预先设计的所有功能。

-B类：装置或系统在施加骚扰期间，能执行其预先设计的所有功能；然而，可以有一项或多项指标超出规定的偏差。所有功能在停止施加骚扰之后，自动恢复到正常工作范围内。存储功能应维持A类水平。

表1.态脉冲抗扰度12V系统测试严酷等级

表2.态脉冲抗扰度24 V系统测试严酷等级

表3.态脉冲发射12 V系统建议限值分类

表4.态脉冲发射24 V系统建议限值分类

表5.能等级分类示例

-C类：装置或系统在施加骚扰期间，不执行其预先设计的一项或多项功能，但在停止施加骚扰之后能自动恢复到正常操作状态。

-D类：装置或系统在施加骚扰期间，不执行其预先设计的一项或多项功能，直到停止施加骚扰之后，并通过简单的“操作或使用”复位动作，才能自动恢复到正常操作状态。

表6.态脉冲发射测试量参数值

-E类：装置或系统在施加骚扰期间和之后，不执行其预先设计的一项或多项功能，且如果不修理或不替换装置或系统，则不能恢复其正常操作。

《2011版》修改了产品的功能等级的分类，新分类示例如表5所示。新的分类方法更加系统，更加具体，也更加符合现代产品的测试要求。

2.试案例

被测样品为车载音频功率放大器，样品处于正常工作状态下，依据《2004版》进行快脉冲和慢脉冲的测试。测试过程分为脉冲上升沿和脉冲下降沿两部分，即开关状态由开至关、由关至开（见表6、图6）。

进行测试过程中，测试时间和触发电平值的选择要适当，否则无法采集到瞬态脉冲骚扰值。测试结果与标准要求限值进行比较，从而判断样品是否符合标准要求。

3.束语

《2011版》在《2004版》基础上进行了一些修改，考虑到DUT自带内部开关的情况，在标准中增加了此类产品的瞬态脉冲发射的测试，更加全面，更加符合现代产品的测试要求。《2011版》中的瞬态脉冲发射测试限值、瞬态脉冲抗扰度测试限值的定义同《2004版》都有较大的变化，更加明确具体，在生产商和制造商在达成一致的基础上，方便客户选择合适自身产品的测试等级。同时，在《2011版》中，去掉了脉冲4，脉冲5a，脉冲5b的测试，将这些项目移到ISO 16750-2 和ISO 21848两个标准中。

[1] ISO 7637-2： 2004 《Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling — Part 2： Electrical transient conduction along supply lines only》.

[2] ISO 7637-2： 2011 《Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling — Part 2： Electrical transient conduction along supply lines only》.

Study of Automotive EMC Standards Differences between ISO 7637-2: 2011 and ISO 7637-2: 2004

This paper mainly introduces the differences between ISO 7637-2: 2004 and ISO 7637-2: 2011, Road vehicles ― Electrical disturbances from conduction and coupling ― Part 2: Electrical transient conduction along supply lines only, and studies the test arrangement requirement, the limit level of transient emission,the test level of transient immunity, and so on.

EMC；ISO 7637-2:2011；ISO 7637-2:2004；standard difference

邵娜，女，辽宁沈阳人，硕士研究生，广州威凯检测技术有限公司，主要从事汽车电子电器EMC检测技术方面的研究工作。