汽車抗擾度試驗！多角度分析ISO11452-8標準2007版與2015版的差異

　汽車電子EMC的ISO11452-8標準，筆者在解讀過程中，發現2007版和2015版存在較多地方的差異，既有能夠理解的，比如增加了DC(0Hz)的測試要求，也有一些較難理解的，比如公式推導過程里，系數存在10n倍數差異。現整理成文，希望能拋轉引玉，共同提高。

　道路車輛 電氣/電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法

　　第 8 部分:磁場抗擾法

　　2、引用標準

　　2007版：

　　ISO 11452-1：道路車輛 電氣/電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法 第 1 部分:一般規定

　　2015版：

　　ISO 11452-1：道路車輛 電氣/電子部件對窄帶輻射電磁能的抗擾性試驗方法 第 1 部分:一般規定

　　VG95377-13 : 1993 電磁兼容性 測量裝置和測量設備 測量天線、測量線圈和場探頭

　　3.2/4.2、頻率步長

　　2007版：

　　試驗的單點頻率應為16. 67Hz 、 50Hz 、 60Hz 、 150Hz 和 180Hz ,掃頻試驗時的頻率步長(對數或線性)應不大于表 1 中規定的頻率步長。

　　Table 1最大頻率步長

　　2015版：

　　試驗的單點頻率應為 0Hz ( DC )、16. 67Hz 、 50Hz 、 60Hz 、 150Hz 和 180Hz ,掃頻試驗時的頻率步長(對數或線性)應不大于表 1 中規定的頻率步長。

　　Table 1最大頻率步長

　　5. 1/ 6.1 試驗設備概述

　　2007版：

　　人工電源網絡AN(可選,特征見 ISO11452-4 )

　　2015版：

　　人工電源網絡AN(可選,特征見 ISO11452-1 )

　　5.2.1/6. 2. 1 輻射環

　　2007版

　　推薦使用輻射環(MIL STD 461E),也可以使用類似的線圈。輻射環參數如下:

　　———直徑:120mm ;

　　———匝數:20 ;

　　———導線:直徑近似為 2.0mm 。

　　距離輻射環平面50mm處的磁通密度由公式(1)給出：

　　B = μ 0 H =9.5 ×10-5I ……………………( 1 )

　　距離線圈平面50mm處的未擾動磁場由方程(2)給出：:

　　H =75. 6 I……………………( 2 )

　　輻射環應在頻率范圍內進行表征。在確定DUT測試的計算電流值時，應考慮非線性特性。

　　2015版

　　推薦使用輻射環(MIL STD 461F),也可以使用類似的線圈。輻射環參數如下:

　　———直徑:120mm ;

　　———匝數:20 ;

　　———導線:直徑近似為 2.0mm 。

　　對于高達 3000A / m 的直流磁場,需要使用特殊的線圈,其特性符合 VG95377-13 :1993 。

　　距離輻射環MIL STD 461F的環平面 50mm 時,環中電流為 I 的輻射環的磁通密度 B 50mm ,按公式( 1 )計算:

　　B 50mm = μ 0 H =95 I ……………………( 1 )

　　式中:

　　B———磁通密度,單位為微特斯拉(μ T );

　　H———磁場,單位為安培每米( A / m );

　　95 ———常數,單位為伏特秒每安培平方米( V · s / A · m2 );

　　I———線圈電流,單位為安培( A );

　　距離輻射環的環平面 50mm 時,環中電流為 I 的輻射環的磁場強度 H 50mm ,按公式( 2 )計算:

　　H 50mm =75. 6 I……………………( 2 )

　　式中:

　　H ———磁場,單位為安培每米( A / m );

　　75. 6 ———常數,單位為每米(/ m );

　　I———線圈電流,單位為安培( A )。

　　在整個頻率范圍內應給出輻射環的特性。在確定 DUT 試驗計算的電流值時,應考慮線性特性。

　　5.2.2 /6. 2. 2 赫姆霍茲線圈

　　2007版

　　理想情況下,赫姆霍茲線圈建立了一個均勻的磁場區域,其作用是將 DUT 暴露到均勻的磁場中。

　　線圈的半徑由 DUT 的尺寸確定。為獲得均勻的磁場( ±10% ),線圈和 DUT 之間的空間尺寸關系應滿足圖 3 。圖 3 所示的均勻磁場區域最小應為 300mm×300mm×300mm 。

　　赫姆霍茲線圈間的距離為 R 時,系統中心的磁通密度 B 按公式( 3 )計算:

　　B = μ 0 H = 8.992×10-7 N × I/R……………………( 3 )

　　式中:

　　B———磁通密度,單位為微特斯拉(μ T );

　　N———線圈中導線的匝數;

　　R———線圈半徑,單位為米( m );

　　I———線圈電流,單位為安培( A );

　　H———磁場,單位為安培每米( A / m );

　　μ 0———磁常數,真空中的磁導率,單位為亨利每米( H / m );

　　系統中心的未擾動磁場 H 按公式( 4 )計算:

　　H = 0.7155 N × I/R……………………( 4 )

　　所選線圈的載流容量和匝數應滿足試驗規范。

　　線圈的自諧振頻率不應小于或等于 150kHz 的上限頻率。

　　在整個頻率范圍內應給出亥姆霍茲線圈的特性。

　　2015版

　　理想情況下,赫姆霍茲線圈建立了一個均勻的磁場區域,其作用是將 DUT 暴露到均勻的磁場中。

　　線圈的半徑由 DUT 的尺寸確定。為獲得均勻的磁場( ±10% ),線圈和 DUT 之間的空間尺寸關系應滿足圖 3 。圖 3 所示的均勻磁場區域最小應為 300mm×300mm×300mm 。

　　赫姆霍茲線圈間的距離為 R 時,系統中心的磁通密度 B 按公式( 3 )計算:

　　B = μ 0 H = 0.899× N × I/R……………………( 3 )

　　式中:

　　B———磁通密度,單位為微特斯拉(μ T );

　　N———線圈中導線的匝數;

　　R———線圈半徑,單位為米( m );

　　I———線圈電流,單位為安培( A );

　　H———磁場,單位為安培每米( A / m );

　　μ 0———磁常數,真空中的磁導率,單位為亨利每米( H / m );

　　0. 899 ———常數,單位為亨利每米( H / m );

　　系統中心的磁場 H 按公式( 4 )計算:

　　H = 0.7155 N × I/R……………………( 4 )

　　式中:

　　H ———磁場,單位為安培每米( A / m );

　　N ———線圈中導線的匝數;

　　R ———線圈半徑,單位為米( m );

　　I———線圈電流,單位為安培( A );

　　所選線圈的載流容量和匝數應滿足試驗規范。

　　線圈的自諧振頻率不應小于或等于 150kHz 的上限頻率。

　　在整個頻率范圍內應給出亥姆霍茲線圈的特性。在確定 DUT 試驗計算的電流值時,應考慮線性特性。

　　5.3 / 6.3 電流監測器

　　2007版

　　通過使用鉗式探頭或通過測量分流電阻上的電壓來監測電流,電流監測器應確保在15Hz~150kHz 的頻率范圍內測量的電流為真有效值。

　　可以使用的電流監測器有示波器、真有效值交流電壓表或真有效值交流電流表。

　　2015版

　　通過使用鉗式探頭或通過測量分流電阻上的電壓來監測電流,電流監測器應確保在0Hz ( DC )和15Hz~150kHz 的頻率范圍內測量的電流為真有效值。

　　可以使用的電流監測器有示波器、真有效值交流電壓表或真有效值交流電流表。

　　5.3 / 6. 4 磁場強度監測器

　　2007版

　　對輻射環法,使用的磁場強度監測器符合如下規定:

　　———直徑:40mm ;

　　———匝數:51 ;

　　———導線:直徑近似為 0.071mm 的 7 股絲包漆包線;

　　———屏蔽:靜電屏蔽;

　　———修正因子:把傳感器的線圈電壓轉換為磁場強度的校準系數。

　　在環形傳感器中感應的開路電壓 U 可通過高阻抗電壓表測量,也可由公式( 5 )計算:

　　U =2π f × N × A × B……………………( 5 )

　　式中:

　　f ———頻率,單位為赫茲( Hz );

　　N ———線圈中導線的匝數;

　　A ———線圈的橫截面積,由線圈的平均直徑計算得到,單位為平方米( m2 );

　　B ———磁通密度,單位為特斯拉( T )。

　　通常磁場強度監測器在 15Hz~150kHz 時應能測量至少 1000A / m 的磁場強度。

　　2015版

　　對輻射環法,使用的磁場強度監測器符合如下規定:

　　a ) 直流時,磁場強度監測器應為基于霍爾傳感器的測量儀器,應能測量至少 3000A / m 的磁場強度。

　　b ) 當 f ≥15Hz 時,推薦的磁場強度監測器為滿足如下規定的環形傳感器:

　　———直徑:40mm ;

　　———匝數:51 ;

　　———導線:直徑近似為 0.071mm 的 7 股絲包漆包線;

　　———屏蔽:靜電屏蔽;

　　———修正因子:把傳感器的線圈電壓轉換為磁場強度的校準系數。

　　在環形傳感器中感應的開路電壓 U 可通過高阻抗電壓表測量,也可由公式( 5 )計算:

　　U =2π f × N × A × B……………………( 5 )

　　式中:

　　f ———頻率,單位為赫茲( Hz );

　　N ———線圈中導線的匝數;

　　A ———線圈的橫截面積,由線圈的平均直徑計算得到,單位為平方米( m2 );

　　B ———磁通密度,單位為特斯拉( T )。

　　通常磁場強度監測器在 15Hz~150kHz 時應能測量至少 1000A / m 的磁場強度。

　　7. 3. 1. 3 / 8. 3. 1. 3 DUT 試驗

　　2007版

　　試驗時把試驗計劃中規定的試驗電平施加給 DUT 。

　　試驗應按照圖 5 進行布置。

　　2015版

　　試驗時把試驗計劃中規定的試驗電平施加給 DUT 。試驗應在三個軸向極化下進行。

　　試驗應按照圖 5 進行布置。

　　附 錄 A

　　A. 2. 2 車內磁場

　　2007版

　　表 A.1 和圖 A. 1 給出了車內磁場試驗嚴酷等級示例。

　　表 A.1 試驗嚴酷等級示例(車內磁場)

　　2015版

　　表 A.1 和圖 A. 1 給出了車內磁場試驗嚴酷等級示例。

　　表 A.1 試驗嚴酷等級示例(車內磁場)