汽车抗扰度试验！多角度分析ISO11452-8标准2007版与2015版的差异

　汽车电子EMC的ISO11452-8标准，笔者在解读过程中，发现2007版和2015版存在较多地方的差异，既有能够理解的，比如增加了DC(0Hz)的测试要求，也有一些较难理解的，比如公式推导过程里，系数存在10n倍数差异。现整理成文，希望能抛转引玉，共同提高。

　　道路车辆 电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法

　　第 8 部分:磁场抗扰法

　　2、引用标准

　　2007版：

　　ISO 11452-1：道路车辆 电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 1 部分:一般规定

　　2015版：

　　ISO 11452-1：道路车辆 电气/电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法 第 1 部分:一般规定

　　VG95377-13 : 1993 电磁兼容性 测量装置和测量设备 测量天线、测量线圈和场探头

　　3.2/4.2、频率步长

　　2007版：

　　试验的单点频率应为16. 67Hz 、 50Hz 、 60Hz 、 150Hz 和 180Hz ,扫频试验时的频率步长(对数或线性)应不大于表 1 中规定的频率步长。

　　Table 1最大频率步长

　　2015版：

　　试验的单点频率应为 0Hz ( DC )、16. 67Hz 、 50Hz 、 60Hz 、 150Hz 和 180Hz ,扫频试验时的频率步长(对数或线性)应不大于表 1 中规定的频率步长。

　　Table 1最大频率步长

　　5. 1/ 6.1 试验设备概述

　　2007版：

　　人工电源网络AN(可选,特征见 ISO11452-4 )

　　2015版：

　　人工电源网络AN(可选,特征见 ISO11452-1 )

　　5.2.1/6. 2. 1 辐射环

　　2007版

　　推荐使用辐射环(MIL STD 461E),也可以使用类似的线圈。辐射环参数如下:

　　———直径:120mm ;

　　———匝数:20 ;

　　———导线:直径近似为 2.0mm 。

　　距离辐射环平面50mm处的磁通密度由公式(1)给出：

　　B = μ 0 H =9.5 ×10-5I ……………………( 1 )

　　距离线圈平面50mm处的未扰动磁场由方程(2)给出：:

　　H =75. 6 I……………………( 2 )

　　辐射环应在频率范围内进行表征。在确定DUT测试的计算电流值时，应考虑非线性特性。

　　2015版

　　推荐使用辐射环(MIL STD 461F),也可以使用类似的线圈。辐射环参数如下:

　　———直径:120mm ;

　　———匝数:20 ;

　　———导线:直径近似为 2.0mm 。

　　对于高达 3000A / m 的直流磁场,需要使用特殊的线圈,其特性符合 VG95377-13 :1993 。

　　距离辐射环MIL STD 461F的环平面 50mm 时,环中电流为 I 的辐射环的磁通密度 B 50mm ,按公式( 1 )计算:

　　B 50mm = μ 0 H =95 I ……………………( 1 )

　　式中:

　　B———磁通密度,单位为微特斯拉(μ T );

　　H———磁场,单位为安培每米( A / m );

　　95 ———常数,单位为伏特秒每安培平方米( V · s / A · m2 );

　　I———线圈电流,单位为安培( A );

　　距离辐射环的环平面 50mm 时,环中电流为 I 的辐射环的磁场强度 H 50mm ,按公式( 2 )计算:

　　H 50mm =75. 6 I……………………( 2 )

　　式中:

　　H ———磁场,单位为安培每米( A / m );

　　75. 6 ———常数,单位为每米(/ m );

　　I———线圈电流,单位为安培( A )。

　　在整个频率范围内应给出辐射环的特性。在确定 DUT 试验计算的电流值时,应考虑线性特性。

　　5.2.2 /6. 2. 2 赫姆霍兹线圈

　　2007版

　　理想情况下,赫姆霍兹线圈建立了一个均匀的磁场区域,其作用是将 DUT 暴露到均匀的磁场中。

　　线圈的半径由 DUT 的尺寸确定。为获得均匀的磁场( ±10% ),线圈和 DUT 之间的空间尺寸关系应满足图 3 。图 3 所示的均匀磁场区域最小应为 300mm×300mm×300mm 。

　　赫姆霍兹线圈间的距离为 R 时,系统中心的磁通密度 B 按公式( 3 )计算:

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

　　式中:

　　B———磁通密度,单位为微特斯拉(μ T );

　　N———线圈中导线的匝数;

　　R———线圈半径,单位为米( m );

　　I———线圈电流,单位为安培( A );

　　H———磁场,单位为安培每米( A / m );

　　μ 0———磁常数,真空中的磁导率,单位为亨利每米( H / m );

　　系统中心的未扰动磁场 H 按公式( 4 )计算:

　　H = 0.7155 N × I/R……………………( 4 )

　　所选线圈的载流容量和匝数应满足试验规范。

　　线圈的自谐振频率不应小于或等于 150kHz 的上限频率。

　　在整个频率范围内应给出亥姆霍兹线圈的特性。

　　2015版

　　理想情况下,赫姆霍兹线圈建立了一个均匀的磁场区域,其作用是将 DUT 暴露到均匀的磁场中。

　　线圈的半径由 DUT 的尺寸确定。为获得均匀的磁场( ±10% ),线圈和 DUT 之间的空间尺寸关系应满足图 3 。图 3 所示的均匀磁场区域最小应为 300mm×300mm×300mm 。

　　赫姆霍兹线圈间的距离为 R 时,系统中心的磁通密度 B 按公式( 3 )计算:

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

　　式中:

　　B———磁通密度,单位为微特斯拉(μ T );

　　N———线圈中导线的匝数;

　　R———线圈半径,单位为米( m );

　　I———线圈电流,单位为安培( A );

　　H———磁场,单位为安培每米( A / m );

　　μ 0———磁常数,真空中的磁导率,单位为亨利每米( H / m );

　　0. 899 ———常数,单位为亨利每米( H / m );

　　系统中心的磁场 H 按公式( 4 )计算:

　　H = 0.7155 N × I/R……………………( 4 )

　　式中:

　　H ———磁场,单位为安培每米( A / m );

　　N ———线圈中导线的匝数;

　　R ———线圈半径,单位为米( m );

　　I———线圈电流,单位为安培( A );

　　所选线圈的载流容量和匝数应满足试验规范。

　　线圈的自谐振频率不应小于或等于 150kHz 的上限频率。

　　在整个频率范围内应给出亥姆霍兹线圈的特性。在确定 DUT 试验计算的电流值时,应考虑线性特性。

　　5.3 / 6.3 电流监测器

　　2007版

　　通过使用钳式探头或通过测量分流电阻上的电压来监测电流,电流监测器应确保在15Hz~150kHz 的频率范围内测量的电流为真有效值。

　　可以使用的电流监测器有示波器、真有效值交流电压表或真有效值交流电流表。

　　2015版

　　通过使用钳式探头或通过测量分流电阻上的电压来监测电流,电流监测器应确保在0Hz ( DC )和15Hz~150kHz 的频率范围内测量的电流为真有效值。

　　可以使用的电流监测器有示波器、真有效值交流电压表或真有效值交流电流表。

　　5.3 / 6. 4 磁场强度监测器

　　2007版

　　对辐射环法,使用的磁场强度监测器符合如下规定:

　　———直径:40mm ;

　　———匝数:51 ;

　　———导线:直径近似为 0.071mm 的 7 股丝包漆包线;

　　———屏蔽:静电屏蔽;

　　———修正因子:把传感器的线圈电压转换为磁场强度的校准系数。

　　在环形传感器中感应的开路电压 U 可通过高阻抗电压表测量,也可由公式( 5 )计算:

　　U =2π f × N × A × B……………………( 5 )

　　式中:

　　f ———频率,单位为赫兹( Hz );

　　N ———线圈中导线的匝数;

　　A ———线圈的横截面积,由线圈的平均直径计算得到,单位为平方米( m2 );

　　B ———磁通密度,单位为特斯拉( T )。

　　通常磁场强度监测器在 15Hz~150kHz 时应能测量至少 1000A / m 的磁场强度。

　　2015版

　　对辐射环法,使用的磁场强度监测器符合如下规定:

　　a ) 直流时,磁场强度监测器应为基于霍尔传感器的测量仪器,应能测量至少 3000A / m 的磁场强度。

　　b ) 当 f ≥15Hz 时,推荐的磁场强度监测器为满足如下规定的环形传感器:

　　———直径:40mm ;

　　———匝数:51 ;

　　———导线:直径近似为 0.071mm 的 7 股丝包漆包线;

　　———屏蔽:静电屏蔽;

　　———修正因子:把传感器的线圈电压转换为磁场强度的校准系数。

　　在环形传感器中感应的开路电压 U 可通过高阻抗电压表测量,也可由公式( 5 )计算:

　　U =2π f × N × A × B……………………( 5 )

　　式中:

　　f ———频率,单位为赫兹( Hz );

　　N ———线圈中导线的匝数;

　　A ———线圈的横截面积,由线圈的平均直径计算得到,单位为平方米( m2 );

　　B ———磁通密度,单位为特斯拉( T )。

　　通常磁场强度监测器在 15Hz~150kHz 时应能测量至少 1000A / m 的磁场强度。

　　7. 3. 1. 3 / 8. 3. 1. 3 DUT 试验

　　2007版

　　试验时把试验计划中规定的试验电平施加给 DUT 。

　　试验应按照图 5 进行布置。

　　2015版

　　试验时把试验计划中规定的试验电平施加给 DUT 。试验应在三个轴向极化下进行。

　　试验应按照图 5 进行布置。

　　附 录 A

　　A. 2. 2 车内磁场

　　2007版

　　表 A.1 和图 A. 1 给出了车内磁场试验严酷等级示例。

　　表 A.1 试验严酷等级示例(车内磁场)

　　2015版

　　表 A.1 和图 A. 1 给出了车内磁场试验严酷等级示例。

　　表 A.1 试验严酷等级示例(车内磁场)