汽车EMC介绍

EMS测试图
2. 开阔试验场 OATS----用于汽车 EMI测试
3. 电波暗室中整车EMC测试
AUDI EMC电波暗室
德国 Ｏｐｅｌ
ＥＭＣ试验室
通用汽车ＥＭＣ试验室
将来奇瑞汽车试验中心EMC试验室
用于部件EMS测试
电波暗室ALSE----用于部件 EMS&EMI测试
4.混响室测试方法
ｏ ｏ ｏ
二、EMC标准体系
干 扰 抗 扰
7637 ISO 11451 11452 10605,TR10305 CISPR12 IEC/CISPR ECE EEC SAE 14023-2000 GB 18387-2001 18655-2002 CISPR21 CISPR25 R10 95/54/EC, 89/336/EEC J551 J1113 17619-1998
o 抗干扰特性（感受体）
各种电子模块、 安全气囊控制器、电子 燃油喷射 控制器、信号线缆、汽车音响、 ＧＰＳ ＣＡＮＢＵＳ等等
10.EMC试验的重要性
o 未来汽车将是电子化汽车，今后十年，电子部件成本
o 继续增加，预计将接近汽车成本40% 例如：电子控制系统：汽车内电动机的数目将不断增加 安全防盗控制：遥控门锁、聪明钥匙、指纹识别 人身安全控制：安全气囊、碰撞警告、夜视系统、安 全制动 远程通讯系统－－－－数字／蜂窝技术应用 卫星导航控制：巡航控制、智能交通、紧急救护、ＧＰＳ 先进的动力控制系统－－－－电子控制燃油喷射 ４２Ｖ技术－－－－高电压需求、提高效率、电子部件更多的 应用，交流发电机电能由２ｋＷ提高到１０ｋＷ
3.电磁抗扰性
ｏ 装置、设备或系统面临电磁骚扰时不降低运行 性能的能力。
4.电磁敏感性
o 在存在电磁骚扰的情况下，装置、设备或系统 不能避免性能降低的能力。 ｏ 敏感性就是缺乏抗扰性。
５．汽车电磁兼容性： 车辆或零部件或独立技术单元在其电磁环境 中能令人满意地工作，又不对该环境中任何事物 造成不应有的电磁骚扰的能力。 — — 即，在汽车及其周围的空间中，在一定的时 间内（运行的时间），在可用的频谱资源条件 下，汽车本身及其周围的用电设备可以共存不 致引起降级。
6.汽车电磁兼容技术：
电磁兼容是研究在有限的空间、有限 的时间、有限的频谱资源条件下，汽车上 各种用电设备（系统、分系统、甚至包括 生物体）可以共存并不致引起降级的一门 科学。
7.整车的 EMC特性
o EMI特性：汽车三大污染之一（排放、噪声、电磁干扰） 汽车点火系统的电磁骚扰特性 未加骚扰抑制措施 采取骚扰抑制措施
脉冲3b
产生原因：
快速瞬变脉冲群Pulses 3b 是由不同的开关动作引起的 容性耦合到电池上 3b是正脉冲波形 上升时间(10% to 90%) is 5ns 脉冲宽度 (10% to 10%) is 100ns 脉冲幅度75v to 100v 阻抗为 50W
脉冲4
产生原因：
供电电压变化（电压降低和跌落） 由内燃机的启动电机线路的能量释 放 脉冲幅度 Us:－ 6Vto －7V Ua:－ 2.5Vto－6 V
脉冲2a波形
产生原因
浪涌Class 2 (Pulse 2a/b) 是由与被测品并联的电子 装置（例如照明灯）关闭 和开启时候引起的脉冲直 接耦合到电池上 正极性脉冲 上升时间 (10% to 90%) 大约 1ms 脉冲宽度 (10% to 10%) 典型的为 50ms 脉冲幅度从 +37v to +50v 阻抗为 2W to 200W
• C
• D
六、ＥＭＣ技术未来发展趋势
o 频率范围：下移，由 30MHz下移至150kHz 上移，由1GHz上移 1GHz以上至 18GHz o 雷达脉冲：由于 CANBUS在控制系统中的应用越来 越多，使车辆必须进行雷达脉冲测试 o 测试带宽： EMI测试，由仅测试宽带骚扰发展为 宽带、窄带骚扰都需测试 o 混响室测试方法研究应用 o 各种电子电器部件必须经 EMC测试通过 o 实施 EMC认证制度，通过 EMC检测的产品颁发认证标记
5. 汽车EMC试验天线
ຫໍສະໝຸດ Baidu
o 带状线天线（10kHz～30MHz）
双锥天线（20MHz~220MHz）
高增益天线阵列（80MHz~2GHz）
喇叭口高增益天线（＞1GHz）
6. 静电放电测试
静电产生的原因
空气放电
鞋底摩擦 带上电荷
绝缘地板
Reference ground 参考接地
静电放电的经验数据
行为 人走在 PVC地板上时 静电电压 2V～9kV 人将集成电路板放入焊接机器时 100V~2kV 1kV～15kV 人行走在尼龙地毯上时
静电枪
静电放电的典型配置
7. 汽车抗扰度测试
o o o o 瞬变传导抗扰度 供电电压变化 正弦传导波抗扰度 工频磁场抗扰度
瞬变传导测试
ｏ 瞬变干扰主要是由发动机、交流发电机以及各类开关操作设备引 起电池上的高压脉冲 ｏ 主要有以下几种瞬变脉冲 o Surge 浪涌 o Burst 群脉冲 o Load Dump 负荷变化（抛负载） 具体: 交流发电机, 转换器, 开关动作 电动机 , 燃油泵 , 风扇马达 照明灯 , 接收机 各种电子装置 耦合到电源线和配线线束 发动机起动
谢 谢 大 家
脉冲5a
产生原因：
由于放电的蓄电池从交流发电机断开，交流 发电机产生的充电电流引起的 5a 是正极性波形 上升时间(10% to 90%) 从： 1ms to 10ms 脉冲宽度 (10% to 10%) 典型为： 40ms to 400ms 脉冲幅度 65Vto 87V
脉冲5b
o 由于放电的蓄电池从交流发电机断开，交流发电机产生的充电电 流引起的 o 5b 是采用抑制技术5a的波形 上升时间(10% to 90%) 从： 1ms to 10ms 脉冲宽度 (10% to 10%) 典型为： 40ms to 400ms 抑制脉冲幅度 30v to 50v 阻抗 0.5Ω to 10Ω
四、ＥＭＣ的分类
EMC
o Emission o 发射（EMI) 电磁干扰
传导干扰 辐射干扰
Immunity 抗扰度(EMS) 电磁抗干扰
传导抗扰 辐射抗扰
汽车电磁骚扰的划分
车辆对外骚扰 保护车外建筑物内、路 边、户外接收机 GB14023 有3m和10m测量 仅辐射测量 车辆对内骚扰 保护车内及其邻近的接收 机 GB18655 分整车和部件测量 分传导和辐射测量
ISO 7637中七大脉冲
脉冲1波形
产生原因
浪涌 Class 1（Pulse 1) 由于供电电池与感性负载断开引起的 脉冲直接耦合到电池上 负极性脉冲 上升时间 (10% to 90%) 大约 1ms 脉冲宽度 (10% to 10%) 从 50ms to 2ms 脉冲幅度从 -75v to -100v 阻抗为 4W to 200W
汽车电磁兼容（EMC）知识
工厂
民宅
肖彦波
2006.07
o 电磁兼容性 英语：Electro-Magnetic Compatibility 缩写为：EMC
电磁波
工厂
民宅
静电
Ｃｈｅｒｙ！ ＯＫ！ ＯＫ！
一、我们先了解几个EMC名词：
1.电磁骚扰 disturbance ｏ 任何可能引起装置、设备或系统性能降低或者对生 命或无生命物质造成有损害影响的电磁现象。 o 产生影响，可能无影响结果。 2.电磁干扰 interference（EMI） ｏ 电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下 降。 o 产生影响并有影响结果。
五、汽车电磁兼容试验
o EMI测试：
辐射发射骚扰 传导耦合/瞬态发射骚扰
o EMS试验：
辐射场抗扰性试验 传导耦合/瞬态抗扰性 静电放电（ ESD） 大电流注入（BCI） 横电磁波（ TEM）小室 带状线
1.试验测试仪器和设备
o 测量仪器：EMI接收机
具有峰值、准峰值、均值检波器， CISPR带宽 （ 120kHz）
DUT 受到干扰的时候的功能表现，可以用四个状态 级别来描述：
• 功能 等级 • A • B DUT 现象
在受到干扰时，DUT功能符合设计的功能（或者符合特定的 限制）。 在受到干扰当中或者返回到操作失效-安全模式下，功能可能 偏离设计的性能致一个特定的标准但是在消除干扰以后，应 当立即回复到正常状态。不允许有永久性的或者暂时性的记 忆。 在受到干扰时，功能可能跟设计预期的有些差距，但是不能 影响到车辆的操作或者用户的安全。在消除干扰之后，可能 需要操作者的动作回到正常状态（例如，旋转点火钥匙，更 换保险）。不允许有永久性的记忆。 在受到干扰时及试验后，DUT功能完全失效。
脉冲2b波形
§是由与被测品并联的电子装置关闭和开启时候引起的 脉冲直接耦合到电池上 正极性脉冲 上升时间(10% to 90%) 大约 1ms 脉冲宽度 (10% to 10%) 典型的为 50ms 脉冲幅度从 +10V 阻抗为 2W to 200W
脉冲3a
产生原因：
快速瞬变脉冲群Pulses 3a 是由不同的开关动作引起的 容性耦合到电池上 3a 是负脉冲波形 上升时间(10% to 90%) is 5ns 脉冲宽度 (10% to 10%) is 100ns 脉冲幅度－112V to－150V 阻抗为 50W
三、现阶段汽车电器 EMC主要研究方向
ａ．发动机在整个频段的表现都不理想； ｂ． 闪光继电器、雨刮电机、暖风电机的不合格频段主要集中在 VHF30MHz～ 172 MHz和 LW频段； ｃ． 在0.15～30 MHz频段，闪光继电器、雨刮电机、暖风电机均 符合部件传导/辐射3级要求； ｄ． 传导骚扰特性符合部件传导３级限值要求，其辐射骚扰特性 基本能够达到标准要求； ｅ． 闪光继电器、雨刮电机、暖风电机在30～172 MHz频段存在 明显的传导和辐射骚扰，现阶段此类产品多数未考虑电磁骚 扰抑制； ｆ．不同的检测机构测量结果存在差异，有待实验室比对。 ｇ．当今汽车厂家很大比例安装ＣＡＮＢＵＳ系统，该系统受到较强的 干扰可能会使整车安全系统控制受到威胁。
o 天线：一般采用宽带天线。
如：双锥天线、对数周期天线或复合宽带天线（ 30-1000MHz)
o 场地：开阔试验场（OATS）
电波暗室（ ALSE）
o 其它：功率放大器、监测/监视系统、
信号源、…
举例：EMI测试图
GB 18655-2002 中汽车电器零部件宽带骚扰限值
GB 18655-2002 中汽车电器零部件窄带骚扰限值
8.汽车电磁抗扰特性
o 车内各种部件的相互干扰
o 传导干扰 o 辐射干扰
o 外部环境对车辆的干扰
o 环境电磁场 ----高达200V/m，甚至500V/m o 人体放电 o 大自然的干扰----雷电
9.汽车电器零部件 EMC特性
o 干扰特性（发生体）
传统部件：雨刮器、冷却风扇电机、发电机 现代部件：中央门锁控制器、电子燃油喷射控制 器、各种电子模块、各种电机等等