汽車電子電器EMC標準差異的研究
——ISO 7637-2： 2011 與 ISO 7637-2： 2004

文 | 廣州威凱檢測技術有限公司EMC實驗室 邵 娜 吳 瓊

汽車電子電器EMC標準差異的研究
——ISO 7637-2： 2011 與 ISO 7637-2： 2004

文 | 廣州威凱檢測技術有限公司EMC實驗室 邵 娜 吳 瓊

本文著重介紹了《道路車輛——由傳導和耦合引起的電騷擾：沿電源線的電瞬態傳導》ISO 7637-2: 2011與ISO 7637-2: 2004的差異,對測試布置要求，瞬態脈沖抗擾度的測試等級，瞬態脈沖發射的限值等方面都進行了深入的研究。

EMC；ISO 7637-2:2004；ISO 7637-2:2011；標準差異

引言

近年來，汽車設計中越來越多地采用了控制、監控和顯示等各種功能的電子裝置。這些電子裝備，在正常運行時會產生電氣和射頻騷擾。這些騷擾的頻帶很寬，可以通過傳導、耦合或輻射的方式，傳播到車載電子設備和系統中。因此，必須考慮這些電子裝備工作時所處的電氣和電磁環境，特別是針對車載電器本身所產生的騷擾。ISO 7637-2： 2004版（以下簡稱《2004版》）標準中規定了汽車電子電器零部件沿電源線傳導和耦合引起的電瞬態騷擾的測試方法，主要關注汽車電子電器零部件電騷擾的瞬態問題，涉及瞬態發射、沿電線的瞬態傳導以及電子部件對電氣瞬態的潛在敏感性。ISO 7637-2： 2011（以下簡稱《2011版》）版于2011年3月1日發布，覆蓋范圍更加全面，技術指標有較大提高。為了避免新舊兩個版本混淆而使測試結果有差異，因此，十分有必要對兩個版本的差異進行詳細的研究。《2011版》和《2004版》主要變化如下：

①《2011版》考慮到DUT內部帶有開關的情況，在標準中增加了此類產品的瞬態脈沖發射的測試；

②《2011版》中的瞬態脈沖發射測試限值的定義同舊版本有較大的變化；

③《2011版》中的瞬態脈沖抗擾度測試限值同舊版相比有較大的變化，并且測試限值更加嚴酷；

④《2011版》中瞬態脈沖抗擾度測試中，刪除了脈沖4，脈沖5a，脈沖5b的測試，將這幾個脈沖的測試添加至標準ISO 16750-2 和ISO 21848中。

1.試方法

1.1.UT分類

由于被測樣品（以下簡稱DUT）自身特性不同，測試得到的瞬態脈沖發射騷擾波形也有較大的差異。《2004版》并不區分產品的類型，只是將測試按照脈沖波形特點分為兩類：慢脈沖和快脈沖。測試得到的脈沖寬度在毫秒級或者更低為慢脈沖，采用機械開關的布置方法進行測試。測試得到的脈沖寬度在納秒或者微秒范圍內為快脈沖，采用電子開關的布置方法進行測試。

《2004版》忽略了DUT自身帶有開關的情況，因此在《2011版》中進行了修訂，增加了此類產品的瞬態脈沖發射的測試要求。如果DUT內部帶有開關，在測試過程中則去掉人工電源網絡與DUT之間的電子開關，測試布置示例見圖1。

1.2.試布置

無論是《2011版》還是《2004版》，標準中對測試的布置都有嚴格的規定。測試布置不同，會導致測試結果的差異，因此在進行測試的過程中，一定要注意區分新舊版本的布置差異。

《2004版》規定了慢脈沖的測試要求：機械開關在人工電源網絡與供電電源之間，并且距離人工電源網絡（60±15）mm，人工電源網絡距離供電電源（200±50）mm，DUT與人工電源網絡之間的距離為（200±50）mm，具體的布置示例見圖2。

《2004版》要求快脈沖測試時：電子開關在人工電源網絡與DUT之間，并且距離人工電源網絡（100±25）mm，人工電源網絡距離供電電源（200±50）mm，DUT與人工電源網絡之間的距離為（200±50）mm，具體的布置示例見圖3。

《2011版》中增加了內部帶有開關DUT的測試要求，調整了測試距離。《2011版》中要求機械開關與人工電源網絡之間的距離大于500mm，人工電源網絡與供電電源的距離大于500mm，具體的布置示例見圖4。快脈沖的測試中加入了DUT內部帶有開關的測試，具體布置見圖 1、圖 5。

《2004版》中只規定了脈沖3a和脈沖3b的布置要求，DUT應該平行放置于接地平板之上（50-60）mm的位置；《2011版》中則對所有波形的測試布置都進行了規定， DUT都應放置在高度為（50 ± 5）mm的絕緣材料上（εr≤1.4）。

1.3.試設備

《2004版》與《2011版》對測試設備的要求有所不同。

《2004版》要求示波器最好使用數字示波器（最小單行程掃描采樣頻率為2GHz/s，帶寬為400MHz，輸入靈敏度至少為5mV/刻度）。如果沒有數字示波器，可使用模擬長余輝同步示波器。

當使用此種示波器時，應具有下列最低技術要求：

-帶寬：直流，至少400MHz；

-記錄速度：至少100cm/μs；

-輸入靈敏度：至少5mV/刻度。

《2004版》要求電壓探頭：

-衰減：100：1；

-最大輸入電壓：至少1kV；

-輸入阻抗Z 和電容C；

-電壓探頭電纜線最大長度：3m；

-電壓探頭接地線最大長度：0.13m。

《2011版》要求示波器最好使用數字示波器：

-帶寬：直流，至少400MHz；

-采樣率：至少2GHz/s。《2011版》要求電壓探頭：

-衰減：10：1（如果有必要的話可以是100：1）；

-最大輸入電壓：500V（如果有必要的話可以是1 000 V）；

-帶寬：直流，至少400 MHz；

-輸入阻抗：直流Z ≥ 1 MΩ。

1.4.試脈沖

《2011版》去掉了脈沖4，脈沖5a，脈沖5b的測試，將這些項目移到ISO 16750-2 和ISO 21848兩個標準中，這樣更加符合現代產品的測試要求。

1.5.試等級

測試電壓值不同會對測試結果造成直接的影響，因此要特別注意分清應該采用哪個版本進行測試，以免造成對結果的錯誤判斷。針對瞬態脈沖抗擾度的測試項目，《2011版》在《2004版》的基礎上對測試等級進行了調整，測試限值更加嚴酷。瞬態脈沖抗擾度12 V系統和24 V系統的測試嚴酷等級，如表1和表2所示。

1.6.態脈沖發射測試的限值

瞬態脈沖發射測試的限值是判定測試結果的依據，測試限值的差異會直接影響測試結果，因此要分清采用《2011版》還是《2004版》進行測試，避免測試結果不準確。《2011版》修改了瞬態脈沖發射的測試限值，12 V系統和24 V系統的瞬態脈沖發射限值差異，如表3和表4所示。

1.7.能等級

《2004版》根據產品在受到干擾時所表現出的功能狀態，將產品劃分為五個等級：

-A類：裝置或系統在施加騷擾期間和之后，能執行其預先設計的所有功能。

-B類：裝置或系統在施加騷擾期間，能執行其預先設計的所有功能；然而，可以有一項或多項指標超出規定的偏差。所有功能在停止施加騷擾之后，自動恢復到正常工作范圍內。存儲功能應維持A類水平。

表1.態脈沖抗擾度12V系統測試嚴酷等級

表2.態脈沖抗擾度24 V系統測試嚴酷等級

表3.態脈沖發射12 V系統建議限值分類

表4.態脈沖發射24 V系統建議限值分類

表5.能等級分類示例

-C類：裝置或系統在施加騷擾期間，不執行其預先設計的一項或多項功能，但在停止施加騷擾之后能自動恢復到正常操作狀態。

-D類：裝置或系統在施加騷擾期間，不執行其預先設計的一項或多項功能，直到停止施加騷擾之后，并通過簡單的“操作或使用”復位動作，才能自動恢復到正常操作狀態。

表6.態脈沖發射測試量參數值

-E類：裝置或系統在施加騷擾期間和之后，不執行其預先設計的一項或多項功能，且如果不修理或不替換裝置或系統，則不能恢復其正常操作。

《2011版》修改了產品的功能等級的分類，新分類示例如表5所示。新的分類方法更加系統，更加具體，也更加符合現代產品的測試要求。

2.試案例

被測樣品為車載音頻功率放大器，樣品處于正常工作狀態下，依據《2004版》進行快脈沖和慢脈沖的測試。測試過程分為脈沖上升沿和脈沖下降沿兩部分，即開關狀態由開至關、由關至開（見表6、圖6）。

進行測試過程中，測試時間和觸發電平值的選擇要適當，否則無法采集到瞬態脈沖騷擾值。測試結果與標準要求限值進行比較，從而判斷樣品是否符合標準要求。

3.束語

《2011版》在《2004版》基礎上進行了一些修改，考慮到DUT自帶內部開關的情況，在標準中增加了此類產品的瞬態脈沖發射的測試，更加全面，更加符合現代產品的測試要求。《2011版》中的瞬態脈沖發射測試限值、瞬態脈沖抗擾度測試限值的定義同《2004版》都有較大的變化，更加明確具體，在生產商和制造商在達成一致的基礎上，方便客戶選擇合適自身產品的測試等級。同時，在《2011版》中，去掉了脈沖4，脈沖5a，脈沖5b的測試，將這些項目移到ISO 16750-2 和ISO 21848兩個標準中。

[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，遼寧沈陽人，碩士研究生，廣州威凱檢測技術有限公司，主要從事汽車電子電器EMC檢測技術方面的研究工作。