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汽车电子EMC测试,BCI大电流注入测试,ISO 11452-4

发表于:2020/10/24 21:47:02楼主

BCI测试

电子产品有许多不同的电磁敏感度测试,以下是大电流注入(Bulk Current Injection)测试的示例。关于大电流注入和磁化率测试的其他规范可能会完全不同。利用大电流注入的最常见测试标准是MIL-STD 461(军用),RTCA / DO-160(航空),IEC 61000-4-6(商业)和ISO 11452-4(汽车)。

BCI测试使用的电流探头类似于用于军事传导发射(CE)静止的电流探头。电流探头充当单匝初级,多匝次级变压器,在被测电源线或信号线中放置低串联阻抗,同时能够将可用信号驱动到50ohm接收器中。电流探头的特征在于其传输阻抗ZT(Db ohm),即标准负载的输出电压比(对于EMI测试,通常为50ohm)除以流经探头窗口区域的净电流。

当注入电流探头围绕电源线或信号线放置时,它具有类似的芯材料,但绕组较重,可充当多匝初级和单匝次级变压器。因此,当与被测电缆(CUT)串联放置时,它为磁化率信号源提供(标称)50欧姆负载,同时提供较低的磁化率信号源阻抗。注入电流探头的特征在于其插入损耗(dB)。插入损耗描述了夹具相对于直接注入50ohm电路的效率低下。参见图1。

BCI测试

图1

简介:大电流注入测试旨在确认RF信号在耦合到互连电缆和/或电源线上时,不会导致性能下降或与被测设备的规格发生偏差。此外,它将提供幅度/频率故障信号。由于电缆中会出现较大的可变电路阻抗和谐振,因此使用校准夹具将正向功率建立到注入探针中,从而在校准夹具中产生定义的电流。实际注入的电流由监视电流探针监视。

电流限制在“预校准测试设置”中建立。此测试配置如图1所示。

设备:为了进行大电流注入测试,可能需要以下设备。

l 测量接收器

l 信号发生器

l 功放

l 注入电流探头

l 宽带电流探头(监控探头)

l 双定向耦合器

l 射频电缆(SAC-211)

l 50欧姆衰减器

l 50欧姆负载

l LISN

预校准:此测试过程包括预校准,以建立钳位到校准夹具上时产生规格极限所需的正向功率电平。信号源(信号发生器和放大器)通过定向耦合器向钳位供电。钳位器驱动电流通过100欧姆电路,该电路由位于夹具一端的50欧姆终端和另一端的50欧姆衰减器和频谱分析仪/接收器组成。

1. 进样探针将被夹在校准夹具中,如图1所示。

2. 校准夹具的一端将终止于50欧姆,50瓦的RF负载,并且需要50欧姆的接收器30 dB衰减器来保护接收器或频谱分析仪。在测试的频率范围内,校准夹具两端的终端的VSWR将小于1.2:1。

3. 注入探头从信号发生器和功率放大器接收信号电平。校准夹具中注入电流的极限已针对两个级别的电流幅度进行了预先校准:

1) 可接受/拒绝的电流水平,不应引起被测设备的故障。

2) 会在被测设备中引起故障而不会对其造成永久损坏的电流水平或规格水平。

4. 预校准程序步骤:

1) 增加到注入探头的测试信号,直到电流的接受/拒绝水平在校准夹具中流动。

2) 记录产生电流的接受/抑制水平所需的正向功率和反向功率。

3) 增加测试信号,直到达到规定的电流水平。

4) 记录产生电流规格水平所需的正向功率和反向功率。

5) 在所需的频率范围内重复步骤1-4。校准频率范围可以从10 kHz扩展到400 MHz。

6) 步骤1-4中的正向功率确定来自放大器的总功率,以达到必要的电流水平。反向功率允许以下能力:1)建立注入探针的VSWR,2)正向功率-反向功率确定传递到连接到校准夹具的负载的净功率。

7) 测试报告应记录步骤1-4的数据。

注射测试程序:

注意在这些测试过程中会产生高射频电压和电流。进行测试的人员不得与测试装置的任何裸露金属物品接触。

1. 在此测试配置中再次执行“预校准程序步骤”,并记录来自宽带电流探头的电流。

2. 在每个测试频率上,增加信号电平,直到出现故障或直到宽带电流探头测量到规范的电流电平为止。记录以下内容:

3. 来自宽带电流探头的电流

正向功率注入

反向功率注入

4. 对所有必需的频率重复此测试。测量足够的频率以确保已确定所有磁化率水平。

5. 在被测设备表现出敏感性的频率下,降低信号电平,直到敏感性消失。记录与步骤2中相同的数据。

安全:设备测试应按规范要求应用于单根电线和整条电缆。将准备一个测试程序,以识别要测试的每条电线和电缆。在所有注入电流的情况下,使用的测试配置应如图2所示。宽带电流探头应放置在距注入探头指定距离的位置。对于大多数规格,此距离约为5厘米。

BCI大电流注入测试图2

将电流探头夹在未绝缘的导体上时,请格外小心。建议在组装和拆卸测试装置时为测试项目断电。将所有穿过探头孔的导体放在孔的中心,以提供额外的电压击穿保护。请勿使未绝缘的电流探头连接器和电缆连接器与接地层或其他相邻导体接触。

依据ISO11452-2、GB/T 17619、ECE-R 10.05、2004-104-EC等标准要求,对汽车电子零部件系统等车载电子设备(包括电动汽车DC-DC模块、车载充电机等)进行BCI大电流注入抗扰度测试。利用电流注入探头通过将电流直接感应到连接线束进行抗扰性试验的一种方法。该注入探头由一个耦合钳组成,被测系统的电缆从耦合钳中穿过,然后通过改变感应信号的频率进行抗扰性试验。

BCI 测试法,被认为是汽车电子模块敏感度测试的最重要的测试项目,也是汽车零部件企业首先建设的项目之一。

国际、国内、汽车厂商标准及测试项目:

标准类型

标准号

频率范围

国际标准

ISO 11452-4

1MHz-400MHz

中国标准

GB T17619

20MHz~400MHz

欧洲指令

2004-104-EC

20MHz-400MHz

福特

EMC_CS

1MHz-400MHz

大众

TL 82166

100kHz-400MHz

通用

GMW3097

1MHz-400MHz

克莱斯勒

DC-11224

1MHz-400MHz

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