陈茂元-车辆零组件电磁兼容试验方法介绍

车辆零组件电磁兼容试验方法介绍

■作者研计三课陈茂元

一、前言

由于国内車辆电子发展蓬勃，电磁兼容性(EMC,Electromagnetic compatibility)的问题日显重要。电磁兼容性包含电磁干扰(EMI,Electromagnetic interference)与电磁耐受(EMS,Electromagnetic susceptibility)兩大部分，本文以介绍EMS为主，而車辆零组件之EMS，在试验对象、频带及场强等方面，皆有其特殊的试验方式，因此本文针对車辆零组件的EMS试验法做介绍。

車辆或其零件之EMS能力若太差，一旦受到内部或外部的电磁扰动(disturbance)，轻者可能影响产品性能，重者则可能直接影响行車安全，致使人员损伤。以下即针对車辆零组件之EMS试验做介绍。

二、国际间車辆零组件电磁耐受试验法规与标准

国际间之車辆EMC法规包含聯合国欧洲经济委员会(ECE,Economic Commission for Europe)公布之

ECE R10、欧盟公布之97/24/EC第八章指令及72/245/EEC(原95/54/EC)指令，法规检测项目如表一

所說明，其中皆包含整車与零组件EMC试验法。以ECE R10为例，車辆制造厂欲进行整車之型式认证时，整車可依照此法规第六条之规定直接进行型式认证，車辆制造厂若选择此项认证程序，则不需要再

个别针对电机/电子系统或电机/电子装置进行试验。以个别电机/电子装置进行试验之車型认证时，車

辆制造厂若能向认证机构证明其所有相关电机/电子系统或电机/电子装置已依照此法规获得认证，并依

其相关条件安装，则可获得该車辆之认证。

三、电磁耐受试验简介及分類

EMS试验法是以外加扰动能量到待测件上的方式，來判定待测件的耐受能力。不同的扰动能量，须

透过各种不同的试验方法，选择适合的耦合方式，才能将能量顺利的耦合到待测件上。外加扰动能量的

传递路径主要分为輻射性与传导性兩种，輻射性干扰是指扰动能量不藉由任何传输介质作为媒介，由空

中传递

到DUT(Device Under Test)本体或是DUT的线路(电源及讯号线路)，而传导性干扰则是藉由电源线或讯号线等线路，直接将扰动能量耦合或注入到DUT或线路上。

外加扰动能量的型态包含連续波与瞬时波兩种，再依輻射性与传导性这兩种可能的耦合方式，可将耐受试验方法细分为連续波传导、連续波輻射、传导瞬时及ESD(Electro Static Discharge)四大類，这

四大類的试验方法如下述：

(一)連续波传导试验法：较低频段的扰动能量不易藉由輻射來传递，以传导耦合的方式，则较容易进入待

测件线路。此類试验

法即为使用直接耦合或直接注入的方式，经由电源线或信号线，耦合扰动能量到待测件上，再观测待测件

的耐受能力。试验的方法包含大电流注入(BCI,Bulk current injection)试验法[1]、射频能量直接

注入试验法[2]、电源线低频传导耐受试验法[3]等，相关的国际法规与标准如表二所示。

(二)連续波輻射试验法：此试验的方式是藉由各种发射体，透过电磁场輻射特性，輻射扰动能量到待测件

上，再观测待测件的

耐受能力。试验的方法包含有自由场(free field)试验法[4]、横向电磁波室(TEM cell，Transverse electromagnetic mode cell)试验法[5]、三层板(Tri-plate)试验法[6]、导波线(Stripline)试验法[7]、平行板天线(Parallel plate antenna)试验法[8]及低频磁场(Helmholtz coil)试验法[9]，相关的国际法规与标准如表三所示。

(三)传导瞬时(丛讯)试验法[10]：

瞬时现象是由一个稳态切换至另一个稳态时，所发生极短时间之瞬时变化现象。此類试验法即为将此瞬时现象，藉由待测件的电源线或信号线，传导至待测件上，再观察待测件对于瞬时现象的耐受能力，相

关的国际法规与标准如表四所示。

(四)静电放电试验法[11]：

此類试验法为直接经由接触放电或间接经由空气放电，将静电能量释放到待测件上，再观察待测件之

耐受能力。相关的国际法规与标准如表五所示。

四、试验方法介绍由于不同之待测件其使用频带、使用环境与使用方法等皆有所不同，因此须依待测件的特

性与使用环

境來选择适合的试验法。试验时除须配合待测件的特性外，亦须尽可能模拟实际之使用环境，如此才能得到

正确的试验结果。由于相关试验方法甚多，以下仅以法规及ISO国际标准之规定为主做介绍。

(一)連续波传导试验法:

ECE与EEC法规皆有采用BCI试验法，此BCI试验法是車辆領域专有的试验法。至于射频能量直接

注入试验法可执行更细部的试验，法规并无规定。以上兩项试验方法介绍如下：

1.BCI试验法：一般車辆内的线路安排方式，都是由各种不同的线束互相捆绑而成，各个线束上皆有各

自的电流

信号，因为线束是互相捆绑而成，受干扰的机会变大，较为脆弱的线束，很容易被影响，造成原本在此线束上的信号发生变动，以致影响到线束末端的电气装置。一般较为常見的車辆零组件，如影音系统、光驱、电动后视镜等零组件的线束，皆可适用BCI试验法。

BCI试验法是经由电流注入夹具，直接感应扰动信号到待测件的线束上。待测件的线束所穿过之电流注入夹具，如同一个电流转换器，使待测件的线束承受扰动信号以进行耐受试验。

BCI试验法应在隔離室内进行，以获得正确的测试结果。一般BCI试验法所适用的频率范围为从1MHz到400MHz(或延伸至1000MHz)，配置如图1所示。

图1:BCI试验法之试验配置图

注：1.待测件。 2.待测件之测试线束。 3.负载仿真器。

4.待测件仿真与监视系统。

5.电源供应器。

6.人造电源网路。

7.光纤。

8.射频仪器。9.射频监视夹具。10.射频注入夹具。11.接地平面测试桌。

12.绝缘物。13.隔離室。

2.射频能量直接注入(Direct radio frequency power injection)试验法：車辆内其它的零件，可

能会产生射频能量，使待测件受到影响。射频能量直接注入试验法，是将

射频能量直接耦合到待测件中。一般車辆零组件的线束是由电源线、信号线等组合而成，射频能量直接注入试验法可个别针对电源线或信号线执行耐受试验。