BMS涉及到的脉冲群(EFT/B)测试
BMS涉及到的脉冲群(EFT/B)测试
这次总结下两个特殊的EMC测试项目：浪涌与脉冲群。
起因是我们想找到一个可以评估BMS采样板抵抗外界异常能量的测试标准，但是没有现成的可以借用，所以首先把目前现存的测试用例弄清楚。
IEC61000-4这个标准很重要，主要涉及内容是电子部件的抗干扰能力测试，对应汽车电子部件的抗干扰标准也是由此衍生而出，例如大家熟悉的ESD、脉冲群、浪涌等。（图片来源于TI官网）
其全称为电快速瞬变脉冲群（Electrical Fast Transient/Burst），简写为EFT/B，目前EFT/B的测试对象主要为12V低压端的电源线与信号线。EFT/B是一种将由许多快速瞬变脉冲组成的脉冲群耦合到电气和电子设备的电源端口、控制端口、信号端口和接地端口的试验。它是为了验证来自感性负载切换瞬态过程产生的各种类型的瞬变骚扰的抗扰能力，是一种相对于参考平面的共模干扰。在GB/T 17626.4里面规定了试验的等级，具体如下图：概括起来分为了4个电压等级、2种重复频率；而电源端口的电压等级是信号端口的2倍。
进一步地，在标准《GB/T 38661-2020 电动汽车用电池管理系统技术条件》中，给出了建议的等级与重复频率：3级\5kHz，即针对电源端口就是2KV，针对信号端口就是1KV。
EFT/B的单个脉冲波形如下图所示，特征是上升时间为5ns，脉冲宽度为50ns。
一个脉冲群是由上面的多个单脉冲组成，如下图，特征是由前面的重复频率决定了两个单脉冲之间的时间间隔。
进一步，两个脉冲群之间的间隔为300ms，单个脉冲群的持续时间也与重复频率相关，见下图；一般测试要求持续时长为≥1min。
脉冲群发生器的样子具体如下图（来自Teseq官网）；一般它可以模拟输出多种IEC61000-4的不同脉冲；针对EFT/B单独而言，其内部同时集成了脉冲发生器与耦合\去耦网络两种功能。
针对型号为NSG 3040A的脉冲发生器，给出了符合EFT/B的波形参数，如下图（来自Teseq官网），关键的参数如幅值范围、步进长度、时间长度等。
发生电路原理简图如下，U为高压电源，Rc与Cc为能量储存电路，Cd为隔直电容；Switch为高压开关，就是通过它的频繁切换，将Cc上面的能量通过脉冲的形式释放出去。
耦合与去耦网络示意图如下，它用于测试产品的交直流电源端口；下图中左边为电源的输入端，右边为电源的输出端，中间为耦合\去耦网络；右上角为脉冲群发生器，脉冲通过33nF电容耦合网络耦合到右边输出端，但同时去耦网络又阻挡了脉冲反向耦合到左边的电源输入端，大概就是这样一个用法。
容性耦合夹是用来测试信号线的，结构如下图：它能在与信号线无任何电连接的情况下，将电快速瞬变脉冲群耦合到DUT。
再看一个容性耦合夹的实物图。（来自Teseq官网）
这次主要是EFT/B的基础概念介绍，心理有个框架，下一章总结测试方法；这次把EFT/B的内容写完，介绍一下其针对BMS的测试方案。前文也说过，在GB/T 38661-2020里面是有提过EFT/B测试，但是这里其实写的不清楚，没有写具体的测试用例。
那么参照GB/T 17626.4与实际的试验情况，低压端测试主要分为供电端口与信号端口。即12V端口，包括电源与GND；电源端口又包含继电器供电与单板供电两种，两个是一起做的；试验的布局结构如下图，脉冲群发生器通过耦合网络将信号注入到12V与GND上；铅酸电池正负极接到去耦网络的输入端，同时铅酸电池的负极连至接地参考平面。
标准中具体的试验布置如下图，所以GND与接地参考平面之间隔了一个去耦网络，不是直接相连的，所有的信号脉冲都是相对于接地参考平面的共模干扰。
电源端口是直接耦合，但对于其他的信号或控制端口，标准中建议使用容性耦合夹的方式间接注入干扰波形；试验的布局结构如下图，信号或控制线束要放置在容性耦合夹的中央，此处就不使用耦合/去耦网络了；电源线要单独放置，并且铅酸电池的负极连接至接地参考平面。
标准中具体的试验布置如下图，这个同样是相对于接地参考平面的共模干扰。
上面是低压端的测试方法，这个在标准中定义得还是比较清晰的；但BMS上还存在隔离的高压供电线与信号线，具有代表性的就是采集器上的AFE电路；但针对高压线来讲，目前还没有标准清晰地定义出实验方法，所以我们这里就假设几种可能的测试方法。
方法1、参考接地平面为低压地，高压输入端接电池模组具体参见下图，脉冲群发生器的参考接地平面与BMS低压GND是接到一起的，那么所有注入到HV线上面的干扰信号是参考低压GND的共模干扰，因为高低压隔离的原因，此时落到DUT的能量比较弱。
方法2、参考接地平面为电池模组负极，高压输入端接电池模组具体参见下图，这种方法把高压地当做了参考接地平面，所以脉冲发生器注入到高压线的干扰信号是相对于HV-的共模信号；此时落到DUT的能量比方法一要强。
方法3、参考接地平面为电池模组负极，电池模组放置在耦合/去耦网络前端具体参见下图，接地参考平面是电池模组负极，但是电池模组与DUT之间放置了耦合/去耦网络，此时施加在DUT的能量是最强的，因为去耦网络的存在，导致电池模组不能吸收一部分能量。
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