电磁兼容性的 DC/DC 开关电源的五个步骤

微 信公 众号：电磁兼容之家 第2377期试验目的是：模拟0.1~400MHz频率范围的干扰源，通过电流注入探头将电流直接感应到连接线束进行抗扰度试验的一种方法。 结果判定：未明确规定，被测试设备DUT线缆穿过耦合探头的钳子，改变感应信号频率具体参考TL 82166_2009.05 Section6.1 Page9（Table2，Figure3）强度、频段、等级;观察产品试验后是否能继续正常工作来证实； 标准原文理解：（ 一）测试严酷等级、二）测试所需设备、三）测试布置、四）测试步骤。） 一）测试严酷等级大电流注入法（BCI， buck current injection）典型的 BCI 适用频率范围为 1~400MHz。其中 BCI 是通过电流注入钳将电流注入线束， 电流注入钳相当于是一个变压器， 而线束充当其二次绕组。推荐测试严酷定级列举如下： 二）测试设备2.1） BCI 测试设备：（1) 通用通用设备包括： 接地平面、 电流注入钳、 电流监测钳、 人工网络、 射频发生器、 功率放大器、 测量正向功率及反射功率的设备、 电流测量设备。 （2） 电流注入钳及电流监测钳电流注入钳及电流监测钳需要具备在超出规定测量频率范围及功率范围工作的能力。 （3） DUT 的激励及监控设备这些设备需尽量采用电磁特征小的材质， 连接设备及传感器的导线尽量采用光纤， 而导线的方向、 长度及放置也需尽量减小对测试的影响。 三） 测试布置3.1） 接地平面1) 厚度不小于 0. 5mm；2) 材质为铜制、 黄铜材质或镀锌钢制； 3) 最小宽度为 1000mm； 4) 最小长度：a) 规定功率限值的闭环 BCI 测试时为 1500mm；b) 其他方法为 2000mm 或；c) 比以整个系统尺寸为基础向外扩 200mm； 5) 接地平面需要与墙壁或屏蔽室的底板绑定以保证其直流阻抗不超过 2. 5mΩ， 两接地母线间距不得超过 300mm， 接地母线的最大长宽比为 7: 1。 3.2）电源及人工网络（AN）1) 每个待测样品与其电源直接均需通过 AN（5uH/50Ω， 如图 3 所示） 连接2) AN 的数量取决于 DUT 在汽车上的安装方式(如图 4 所示) ：a) 如果汽车电源回流线超过 200mm（远地）， 则布置 2 个 AN， 一个连在电源正极线， 一个连在回流线上；b) 如果汽车电源回流线小于 200mm（近地）， 则布置 1 个 AN， 连在电源正极线上。3) AN 直接放置在接地平面上， 其外壳需与接地平面绑定4) 电源回流线需与接地平面相连5) AN 的测试端口阻抗应为 50Ω 3.3）待测样品 DUT 放置：1) 样品需放置在一个（50±5） mm 厚（如图 1b 中(2) 所示） 的低介电常熟绝缘支撑块上2) 样品距接地平面的边缘距离最低为 100mm（如图 1a 中(3) 所示）3) DUT 距离任何金属部件如屏蔽室的墙壁不低于 500mm， 除非 DUT 放置在接地平面上 3.4）线束长度及摆放1) 除非有其他规定， 连接 DUT 与负载模拟器的线束长度应为：非功率限值的闭环 BCI 测试法：1700(+300/-0) mm， 此时线束径直最少 1400mm功率限值的闭环 BCI 测试法：1000(+200/-0) mm， 此时线束全部径直？？？2) 线束型号选定需基于实际应用和要求3) 线束需要穿过电流注入钳、 电流监测钳及管波耦合器。负载模拟器内的线束需固定好， 且要较整个线束长度小4) 线束应放置在一个（50±5） mm 厚（如图 1b 中(2) 所示） 的低介电常熟绝缘支撑块上， 绝缘块放置在接地平面上5) 如果是带有多条线束分支的 DUT， 则探头内的线束分支与未在探头内的线束分支间距最少为 100mm 3.5） 负载模拟器放置：1) 负载模拟器可直接放置在接地平面上， 此时其直流电源线应通过 AN 连接；且当其外壳为金属外壳时外壳应与接地平面相连；2) 负载模拟器也可以不直接放置在接地平面上， 而是放置接地平面的相邻位置， 此时其外壳需与接地平面相连；甚至放置在屏蔽室外， 此时需要通过线束接地。 3.6）线束激励源放置1) BCI 测试法：a) 替换法（如图 5）电流注入钳与 DUT 的距离为（150±50） mm， 其他可选距离为（450±50） mm，（750±50） mm如需放置电流监控钳， 其距 DUT 的距离为（50±10） mmb) 规定功率限值的闭环法（如图 6）1 电源2 AN 人工网络3 负载模拟器4 待测样品 DUT5 接地平面6 测试线束7 绝缘支撑块8 样品外壳9 50Ω 负载10 电源回流线电流注入钳与 DUT 的距离为（900±10） mm电流监控钳与 DUT 的距离为（50±10） mm 四）测试步骤：（4.1）通用要求1) 诸如干扰源、 连接线束等代表标准测试条件的常规安排， 任何超出标准方位如线束长度等需要在测试前达成协议并记录在测试报告中。2) DUT 需设置工作在典型的负载或其他车载条件下， 这些工作条件需在测试计划中清晰的定义以保证供应商及客户运行一致的测试 （4.2）测试计划：1) 测试开始前， 测试计划需先一步制定好， 内容包含如下：1. 测试布置2. 测试方法3. 频率范围4. DUT 工作模式5. DUT 接收准则6. 测试严酷等级7. DUT 监控条件8. 探头位置9. 多支线或多连接器的电流注入条件10. 测试报告内容11. 负载模拟器12. 区别于标准测试的特殊说明或变化2) 每个 DUT 都需要在基于最能体现道路安全及可用性的工作模式下进行测试， 即待机模式及所有制动模式全被激活模式 （4.3）测试方法：1) BCI 测试法a) 替换法：（i）校准规定的测试等级需要定期校准， 校准是通过记录将测试中所需的正向发射功率加载在一个 50Ω 校准装置（如图 8） 上所产生的电流来完成， 这个过程中的频率步长不得超过 ISO11452-1 中定义的最大频率步长。针对更小的测试频率步长， 校准频率中可以允许不大于 0. 5dB 的调整。校准需用未调制的正弦射频信号进行。在有要求的情况下， 校准文件中的正向功率值及反射功率值需在测试报告中体现。校准装置的一端需连接一个高功率的 50Ω 负载， 另一端连接一个 50Ω的射频功率测量装置， 同时用一个足够功率裕量的 50Ω 衰减器进行保护（如图 9）ii）DUT 测试DUT、 线束及相关设备如图 5 布置。按照测试严酷等级定义的功率值注入经过校准的激励信号进行测试。如果有多条线缆分支时， 需对每条分支分别进行注入。如需要可以加入电流监控探头， 可以提供一些有益的测试信息来协助对 DUT 的测试表现进行评估。 b) 规定功率限值的闭环测试法：[i] 校准规定的测试等级需要定期校准， 校准是通过记录将测试中所需的正向发射功率加载在一个 50Ω校准装置（如图 8） 上所产生的电流来完成， 每个频率点都要进行测试。校准需用未调制的正弦射频信号进行。在有要求的情况下， 校准文件中的正向功率值及反射功率值需在测试报告中体现。校准装置的一端需连接一个高功率的 50Ω 负载， 另一端连接一个 50Ω的射频功率测量装置， 同时用一个足够功率裕量的 50Ω 衰减器进行保护（如图9）注入校准装置的当前测试信号及相应的正向功率（ P 校准 ）需要进行记录：PCW限值 = k*P校准其中， PCW限值 是功率限值， P校准 是校准装置中达到当前测试信号等级的正向功率， k 是等于 4 的常数（除非测试计划中有特殊规定） [ii] DUT 测试DUT、 线束及相关设备如图 6 进行布置。测试过程按照含有功率限值（ PCW限值 ） 的闭环方法进行， 各频率点的步骤如下所述。增加电流注入钳注入的正向功率， 同事测试注入的电流， 直到：1. 注入电流达到要求的等级2. 或者正向功率达到功率限值 PCW限值当发现了 DUT 敏感限值， 记下相应的故障电流 Ifault 及正向功率 Pfault.如果有多条线缆分支时， 需对每条分支分别进行注入和测试。来源：电磁兼容之家