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汽车电子电磁兼容

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  汽车工业的快速发展和汽车市场的激烈竞争极大地促进了各类电气、电子和信息设备在汽车上的广泛应用,对于今天的汽车产业,应用电子技术的程度已成为提升汽车技术水平的重要标志之一。电子设备广泛应用于汽车发动机控制系统、自动变速系统、制动系统、调节系统以及行驶系统中,对汽车的安全性、可靠性、舒适性起着决定性作用。
  随着汽车电气设备数量和种类的不断增加,工作频率的不断提高,汽车内的电磁环境日益复杂。同时,汽车上的电子设备和器件,特别是半导体逻辑器件对电磁干扰十分敏感,经常发生汽车内部电子设备相互干扰的情况。当电磁干扰发生时,轻则导致受干扰的敏感电子设备功能发生降级,重则导致其功能失效,给汽车的安全行驶造成严重影响。
  汽车电子电磁兼容问题已经成为国际上一个重要的研究课题和方向,国外对汽车的电磁兼容问题非常重视,很早就开始了电磁兼容性标准的制订工作,目前已经形成了较为完善的汽车电磁兼容性标准体系。
  本文系统地介绍了汽车电子EMC标准体系及其应用应用情况,并就我国目前的汽车电子EMC标准和发展方向提出了见解,希望对完善国内汽车电子EMC标准体系有一定的益处。
  汽车电磁兼容标准分类
  汽车电磁兼容标准分为国际标准、地区、国家标准和企业标准。现国际上制定电磁兼容方面的标准化组织有国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际电工委员会无线电干扰特别委员会(CISPR)。地区标准主要是欧洲ECE法规和EEC指令。国家性标准协会有美国国家标准协会(ANSI),美国联邦通讯委员会(FCC),美国汽车工程协会(SAE),德
  国邮电部(FTZ),德国电气工程师协会(VDE),英国标准协会(BSI),日本民间干扰控制委员会(VCCI),上述标准协会的作用是与国际标准协调,并且制定各国家自己的标准。
  国际上各大型汽车公司都有自己的企业电磁兼容标准,如美国福特公司、通用公司,德国大众、宝马、梅塞德斯-奔驰公司,法国的标致-雪铁龙公司等,其企业标准比国际上通用的标准要严格很多,例如通常国际标准对于汽车抗扰度的要求通常为24V/m,而一些汽车公司则规定为100V/m—200V/m。
  汽车电磁兼容国际性标准
  ISO电磁兼容方面的标准
  ISO 11451 系列和ISO11452系列
  ISO 11451 《道路车辆—窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰—整车测试法》(Road vehicles–Electrical disturbances by narrowband radiated electromagneticenergy–vehicle test methods)。该标准为抗窄带电磁辐射源产生的电磁干扰的整车测试方法。ISO 11451包括4部分。分别为:
  ISO11451-1《第1部分 概述和定义》
  ISO11451-2《《第2部分 车外辐射源》
  ISO11451-3《《第3部分 车内内部发射机仿真》
  ISO11451-4《第4部分:大量电流注入(BCI)》
  ISO11452《道路车辆—窄带辐射电磁能量所产生的电气干扰—零部件测试法》(Road ISO vehicles–Electrical disturbances by narrowband radiatedelectromagnetic energy–Component test methods)
  该标准为抗窄带电磁辐射源产生的电磁干扰零部件测试方法。ISO 11452包括11部分。分别为:
  ISO 11452-1《第1部分:概述和定义》
  ISO 11452-2《第2部分:自由场法》
  ISO 11452-3《第3部分:TEM小室法》
  ISO 11452-4《第4部分:BCI法》
  ISO 11452-5《第5部分:带状线法》
  ISO 11452-6《第6部分:平行板法》
  ISO 11452-7《第7部分:射频电源注入》
  ISO 11452-8《第8部分:磁场抗扰度》
  ISO 11452-9《第9部分 :便携式发射机》
  ISO 11452-10《第10部分:传导抗抗扰度》
  ISO 11452-11《第11部分:混响室法》
  ISO 7637系列
  ISO 7637《道路车辆—由传导和耦合产生的电骚扰》(Road vehicles-Electric disturbances by conduction and coupling)本标准描述的是汽车上电气设备所经常产生的一些常见瞬态干扰信号,通过导和耦合方式对被测设备造成干扰的测试及评价方法。
  ISO 7637包括三部分,分别为:
  ISO7637-1第一般部分定义和一般描述
  ISO7637-2第2部分:沿电源线的电瞬态传导
  ISO7637-3第3部分:沿电源线以外的其他线缆的电瞬态传导
  ISO 10650
  ISO 10650《道路车辆—静电放电产生的电气干扰》(Road vehicles–Electrical disturbances from electrostatic discharge)该标准涉及的是人体与车辆接触时所产生的静电放电对车辆电子器件所造成的影响。
  国际电工委员会无线电干扰特别委员会(CISPR)标准
  CISPR 12车《辆、机动船和内燃发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值和测量方法》(Vehicles,boats,and internal combustion engine drivendevices–radio disturbance characteristics–limits and methods ofmeasurement)本标准是保护建筑物内广播电视设备免受来自车辆、船和内燃发动机驱动装置所产生的电磁骚扰。
  CISPR 25 用于保护用在车辆、机动船和装置上车载接受机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》(Limits and methods of measurement of radiodisturbance characteristics for the protection of receivers used on boardvehicles,boats,and on devices)本标准是保护用在车上、船上和装置上的接受机免受无线电骚扰,规定了限值和测试方法。
  3.3.2 95/96/EC 、97/24/EC和、2000/2/EC指令
  95/96/EC-车辆保安系统(Vehicles security systems)指令是有关汽车保安系统,即防盗和报警系统。
  37/24/EC-轮式车辆(Wheeled vehicles)指令有关二轮或三轮车辆方面的电磁兼容要求。
  2000/2/EC—森林和农用拖拉机(Forestry and agricultural tractors)本指令是针对75/322/EEC指令的修订,是针对森林机械和农用拖拉机所制定的指令。
  3.3.2 ECE R10指令
  ECE R10指令是有关车辆电磁兼容方面的统一条款。本法规内容基本上等效于95/94/EC,不同之处是增加了一些特例和管理上的条款。特例包括对窄带信号、静电放电和传导瞬态干扰的规定。法规共包括9个附件。
  ·附件1认可标记位置尺寸安排
  ·附件2A有关汽车整车电磁兼容型式认证的信息文件模式
  ·附件2B有关电气.电子组件电磁兼容型式认证的信息文件模式
  ·附件3A汽车整车型式认证通讯表格模式
  ·附件3B电气/电子组件型式认证通讯表格模式
  ·附件4测量车辆产生的宽带电磁骚扰方法
  ·附件5测量车辆产生的窄带电磁骚扰方法
  ·附件6车辆对电磁辐射抗扰度的测试方法
  ·附件7测量电气/电子组件产生的宽带电磁骚扰方法
  ·附件8测量电气./电子组件产生的窄带电磁骚扰方法
  ·附件9测量电气./电子组件对电磁辐射抗扰度的测试方法
  美国汽车工程学会(SAE)电磁兼容标准
  SAE有关汽车电磁兼容方面的标准主要有SAE J551和SAE J1113,SAE J551主要针对整车,而SAE J1113主要针对零部件。
  SAE J551标准
  SAE J551标准中中包括抗扰度的测试方法有6部分,辐射的测试方法有4部分。第2部分至第5部分为辐射测量,第11部分至第17部分为抗扰度测量。
  ·第1部分为车辆的装置的电磁兼容的限值和测试方法总则(60Hz~18GHz)。
  ·第2部分为车辆、机动船和点火发动机驱动装置的无线电骚扰特性的限值及方法(30Hz~1GHz),等效于CISPR 12。
  ·第3部分窄带测量。
  ·第4部分是车辆和装置的宽窄带测量方法和限值(150KHz~1000MHz),等效于CISPR 25。
  ·第5部分为电动车宽带磁场和电场强度的限值和测量方法(9KHz~30MHz)。
  ·第11部分为来自车外干扰源的整车电磁抗扰度(100KHz~18GHz),等效于ISO 11452-2。
  ·第12部分为来自车载发射机干扰源的整车抗扰度测量(1.8MHz~1.3GHz),等效于ISO 11451-3。
  ·第13部分为大电流注入(1Hz~400MHz)。等效于ISO 11451–4。
  ·第14部分为混响室。
  ·第15部分为静电放电,等效于ISO 10605。
  ·第16部分为抗瞬态电磁干扰。
  ·第17部分为抗电源线磁场干扰(60Hz~30KHz)。
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  SAE J1113标准
  SAE J1113标准包括抗扰度的测试方法有14部分,辐射的测试方法有2部分。
  第41部分至第42部分为辐射测量,第1部分至第27部分中的共14部分为抗扰度测量。
  ·第1部分为汽车零部件的电磁敏感性的测量过程及限值总则(60Hz~18GHz)。
  ·第2部分为传导抗扰度测量—导线法(30Hz~250KHz)。
  ·第3部分为传导抗扰度测量—射频(RF)功率直接注入法(250KHz~500KHz),等效于ISO 11452-7。
  ·第4部分为辐射电磁场抗扰度测量—BCI法,等效于ISO 11452-4。
  ·第11部分为针对电源线的瞬态传导抗扰度,等效于ISO 7637-2(除测试脉冲5外)。
  ·第12部分为通过传导和耦合产生的电气干扰—耦合钳法,等效于ISO 7637-
  ·第13部分静电放电,等效于ISO/CD 10605E。
  ·第21部分为用于电磁抗扰度测量的暗室(10KHz~18GHz),等效于ISO 11452-2。
  ·第22部分为由电源线产生辐射磁场的抗扰度测量(60Hz~30KHz)。
  ·第23部分为辐射电磁场抗扰度测量—带状线法,等效于ISO 11452-5。
  ·第24部分为辐射电磁场抗扰度测量—TEM小室法(10KHz~200MHz)。
  ·第25部分为辐射电磁场抗扰度测量—三层板法(10KHz~500MHz)。
  ·第26部分为交流功率电场抗扰度测量(60Hz~30KHz)。
  ·第27部分为辐射电磁场抗扰度测量—混响室法。
  ·第41部分为用于保护车载接受机的车内零部件与组件的无线电干扰特性测量方法及限值,等效于CISPR 25。
  第42部分为对于瞬态传导辐射的电磁敏感度,等效于ISO 7637–2。
  除了上述汽车专用的电磁兼容标准外,进行汽车EMC测试还涉及的通用标准有国际电工委员会IEC-4-3辐射(射频)电磁场抗扰度试验和美国国家标准ANSI63.4低压电子电器设备无线电噪声发射测量方法,这两个标准主要是暗室用于测量场均匀性和归一化场地衰减
  国内汽车电磁兼容标准
  我国吸收了发达工业国家的经验,制订了汽车电磁兼容性标准,并使之逐步升级、不断完善,明确规定了测量方法及最大干扰的允许值。目前,国内汽车电磁兼容性标准还很不健全,有待进一步研究完善。
  国内现行的汽车电磁兼容标准有GB14023—2006《车辆、机动船和由内燃机驱动的装置无线电骚扰特性 限值和测量方法》(等效于CISPR 12:2005)、GB18655—2002《用于保护车载接受机的无线电骚扰特性的限值和测量方法》(等效于CISPR 25:1995和GB/T 17619《机动车电器电子组件的电磁辐射抗扰性限值和测量方法》(等效于95/94/EC—95附件IX)。


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开放分类
汽车电子    

参考资料
http://baike.baidu.com/view/4465000.html?tp=7_11

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