ISO 7637-3（2016）：除電源線外的導(dǎo)線通過(guò)容性和感性耦合的電瞬態(tài)發(fā)射

本文目錄

一、標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍和目的
二、脈沖介紹
       2.1慢瞬態(tài)脈沖測(cè)試2a
       2.2快速瞬態(tài)脈沖3a和3b測(cè)試
三、測(cè)試方法
       3.1總體概述
       3.2 電容耦合鉗（CCC）方法
       3.3電感耦合鉗（ICC）方法
       3.4直接電容耦合（DCC）方法

01  標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍和目的Scope and purpose
ISO 7637-3 明確適用于配備標(biāo)稱 12V 或 24V 電氣系統(tǒng)的道路車輛。
其核心目標(biāo)是評(píng)估 DUT 對(duì)通過(guò)容性和感性耦合至非供電線路的瞬態(tài)脈沖的抗擾度。這些瞬態(tài)脈沖模擬了由感性負(fù)載切換以及繼電器觸點(diǎn)彈跳所導(dǎo)致的快速和慢速瞬態(tài)干擾。例如，在車輛運(yùn)行過(guò)程中，雨刮器電機(jī)、車窗升降電機(jī)等感性負(fù)載的頻繁開(kāi)關(guān)，會(huì)產(chǎn)生各種瞬態(tài)脈沖，該標(biāo)準(zhǔn)正是針對(duì)這些情況制定測(cè)試規(guī)范。
本部分提供了三種試驗(yàn)方法：
—— 電容耦合鉗（CCC）方法；
—— 直接電容耦合（DCC）方法；
—— 感性耦合鉗（ICC）方法。
表1顯示了三種不同測(cè)試方法的適用性：

選擇一種用于慢瞬態(tài)脈沖的測(cè)試方法和一種用于快瞬態(tài)脈沖的檢測(cè)方法就足夠了。
02  脈沖介紹 Introduce
2.1 慢脈沖測(cè)試2a
慢速瞬態(tài)脈沖是瞬態(tài)脈沖的模擬，瞬態(tài)脈沖是由于將電路斷開(kāi)到較大的電感負(fù)載（如散熱器風(fēng)扇電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)離合器等）而產(chǎn)生的。

▲瞬態(tài)慢脈沖2a-正極波形

負(fù)瞬態(tài)脈沖可以通過(guò)切換發(fā)電機(jī)輸出連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。

▲瞬態(tài)慢脈沖2a-負(fù)極波形

▲瞬態(tài)慢脈沖2a-正極/負(fù)極參數(shù)表

2.2  快速脈沖3a和3b
快速瞬態(tài)脈沖測(cè)試是對(duì)開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的瞬態(tài)脈沖的模擬。這些瞬態(tài)脈沖的特性受到線束分布電容和電感的影響。

▲瞬態(tài)快脈沖-3a

▲瞬態(tài)快脈沖-3b

▲瞬態(tài)快脈沖-3a/3b參數(shù)

03 測(cè)試方法 Test method
3.1總體概述
1. 測(cè)試環(huán)境與計(jì)劃：測(cè)試需在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行，且要編寫(xiě)詳細(xì)的測(cè)試計(jì)劃。測(cè)試計(jì)劃涵蓋諸多關(guān)鍵要素，包括選定的測(cè)試方法、應(yīng)用的瞬態(tài)脈沖測(cè)試類型、瞬態(tài)脈沖的等級(jí)、施加的瞬態(tài)脈沖數(shù)量、DUT 的運(yùn)行模式、使用的線束類型（測(cè)試線束還是生產(chǎn)線束）、若采用電容耦合鉗，需明確納入其中的導(dǎo)線、若使用直接耦合電容法，要確定用于特定通信線路的電容值以及測(cè)試的導(dǎo)線、若采用電感耦合鉗，需說(shuō)明納入的導(dǎo)線和電感耦合鉗的類型等。
2.測(cè)試條件：標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件遵循 ISO 7637-1，包括測(cè)試溫度和供電電壓。除非本部分另有規(guī)定，測(cè)試嚴(yán)重性等級(jí)的公差為 +10%。
3.接地平面：接地平面需采用厚度至少 0.5mm 的銅、黃銅或鍍鋅鋼材質(zhì)。在測(cè)試計(jì)劃未另行規(guī)定時(shí)，其最小寬度為 1000mm，或者為整個(gè)測(cè)試裝置（不包括電源和瞬態(tài)脈沖發(fā)生器）寬度加 200mm，取兩者中的較大值；最小長(zhǎng)度為 2000mm，或者為整個(gè)測(cè)試裝置長(zhǎng)度加 200mm，同樣取較大值。
4.測(cè)試裝置通用條件：DUT 需按要求進(jìn)行布置和連接。若車輛制造商和供應(yīng)商無(wú)其他約定，DUT 應(yīng)通過(guò)特定測(cè)試裝置連接到原始操作設(shè)備（負(fù)載、傳感器等）。若實(shí)際 DUT 操作信號(hào)源不可用，可進(jìn)行模擬。所有線束應(yīng)放置在非導(dǎo)電、低相對(duì)介電常數(shù)材料上，距離接地平面（50±5）mm。DUT 與其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)（除測(cè)試裝置下方的接地平面外）之間的最小距離建議大于 0.5m，以減少外部電容耦合對(duì) DUT 的影響。
3.2電容耦合鉗（CCC）方法
1.適用場(chǎng)景：CCC 方法適用于耦合快速瞬態(tài)脈沖，尤其適用于需要測(cè)試較多導(dǎo)線的DUT，但無(wú)法耦合慢速瞬態(tài)脈沖。
2.發(fā)生器驗(yàn)證：測(cè)試前，需依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)瞬態(tài)脈沖參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。
3.  瞬態(tài)脈沖電平調(diào)整：將瞬態(tài)脈沖發(fā)生器按特定方式連接，通過(guò) 50Ω 輸入示波器經(jīng) 50Ω 同軸電纜連接到 50Ω 衰減器，該衰減器直接連接到 CCC 輸出（無(wú)中間電纜連接）來(lái)調(diào)整瞬態(tài)脈沖電平。調(diào)整過(guò)程中，耦合鉗內(nèi)不得有線路通過(guò)。
4. DUT 測(cè)試：確保滿足通用測(cè)試裝置條件。測(cè)試裝置中，DUT 的 12/24V 供電線路（接地和電源）不納入 CCC，而其提供給輔助設(shè)備（傳感器、執(zhí)行器）的其他接地或供電線路應(yīng)納入。若輔助設(shè)備本地接地，則該本地接地連接應(yīng)排除在 CCC 之外，且任何關(guān)于接地或供電線路納入 CCC 的例外情況都需在測(cè)試計(jì)劃中說(shuō)明。所有置于 CCC 內(nèi)的線路應(yīng)單層平鋪（通常為 10 至 20 條線路），可能需多次測(cè)試以覆蓋 DUT 的所有線路。CCC 的鉸接蓋應(yīng)盡可能放平，以確保與測(cè)試線束充分接觸。DUT 與 CCC、周邊設(shè)備與 CCC 之間的距離應(yīng)大于或等于 300mm。測(cè)試線路在 CCC 外的部分應(yīng)放置在接地平面上方（50±5）mm 處，并與 CCC 縱向軸線成 90°±15° 方向。未進(jìn)行 CCC 測(cè)試的線路應(yīng)布置在耦合鉗外，放置在高度為（50±5）mm 的絕緣支架上，且與耦合鉗的最小距離為 100mm。DUT 應(yīng)與瞬態(tài)脈沖發(fā)生器置于 CCC 的同一端，測(cè)試線束總長(zhǎng)度為 1700mm（+300mm/0mm）。
5.CCC 夾具:CCC 夾具可由黃銅、銅或鍍鋅鋼制成，其特性包括耐壓絕緣強(qiáng)度≥200V、特性阻抗（夾具中無(wú)電線時(shí)）為（50±5）Ω 等。

▲容性耦合夾（CCC法）EA-7637-CCC

▲標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)架圖

1?絕緣支架  2?DUT（按測(cè)試計(jì)劃規(guī)定接地）3?絕緣支架  4?負(fù)載模擬器 5?接地平面 6?電源 7?電池  8?示波器（50Ω輸入）  9?50Ω衰減器  10?CCC  11?瞬態(tài)脈沖發(fā)生器  12?待測(cè)試線路   13?線路不進(jìn)行測(cè)試

▲CCC實(shí)際臺(tái)架照片
3.3  電感耦合鉗（ICC）方法
1.適用場(chǎng)景：ICC 方法適用于耦合慢速瞬態(tài)脈沖，尤其適用于有較多線路需要測(cè)試的 DUT。
2.發(fā)生器驗(yàn)證：由于瞬態(tài)脈沖電平按特定方式調(diào)整，故無(wú)需進(jìn)行發(fā)生器驗(yàn)證。
3.瞬態(tài)脈沖電平調(diào)整：將特定的瞬態(tài)脈沖施加到注入探頭時(shí)，通過(guò)特定配置，瞬態(tài)脈沖定時(shí)特性應(yīng)滿足相關(guān)要求。可能需要一個(gè)可選的匹配網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)脈沖特性，此外，脈沖發(fā)生器的設(shè)置（如脈沖幅度和 Ri）可能需要更改以滿足要求。通過(guò)使用特定校準(zhǔn)夾具來(lái)調(diào)整發(fā)生器輸出電壓。
4.DUT 測(cè)試：滿足通用測(cè)試裝置條件。測(cè)試裝置中，DUT 的 12/24V 電源線（接地和電源）不納入 ICC，而其提供給輔助設(shè)備（傳感器、執(zhí)行器）的其他接地或供電線路應(yīng)納入。若輔助設(shè)備本地接地，則該本地接地連接應(yīng)排除在 ICC 之外，且任何關(guān)于接地或供電線路納入 ICC 的例外情況都需在測(cè)試計(jì)劃中說(shuō)明。測(cè)試可以按特定圖示方式進(jìn)行，也可以使用 ISO 11452-4 中規(guī)定的直線束。線束應(yīng)放置在非導(dǎo)電、低相對(duì)介電常數(shù)材料上，在接地平面上方（50±5）mm 處，長(zhǎng)度為 1700mm（+300mm/0mm）。ICC 的中心應(yīng)放置在距離 DUT 連接器（150±50）mm 處。對(duì)于 ICC 方法，通過(guò)將注入探頭在線束上反向放置可實(shí)現(xiàn)負(fù)瞬態(tài)脈沖極性。
ICC測(cè)試的pulse為慢脈沖，類似2a，當(dāng)然電壓會(huì)有所不同。
5.ICC 夾具

ICC 為適用于本測(cè)試的大電流注入（BCI）探頭，可在不與 DUT、線束和 / 或輔助設(shè)備進(jìn)行任何電氣連接的情況下，將瞬態(tài)脈沖耦合到被測(cè)電路中。

▲標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)架圖

▲ICC實(shí)際臺(tái)架照片

3.2  電容耦合鉗（CCC）方法
1.耦合電容取值：DCC 方法利用電容進(jìn)行瞬態(tài)耦合，耦合到通訊線（如CAN      bus）的耦合除外，其他電容值在表中明確給出。

2.發(fā)生器驗(yàn)證：測(cè)試前，需依據(jù) ISO 7637-2 對(duì)瞬態(tài)脈沖參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，包括開(kāi)路和加載條件下的測(cè)量。在開(kāi)路條件下驗(yàn)證快速瞬態(tài)脈沖特性時(shí)，建議使用 1kΩ 至 50Ω 適配器，搭配配置為 50Ω 輸入的示波器，以減少測(cè)量短上升時(shí)間和持續(xù)時(shí)間瞬態(tài)脈沖時(shí)可能產(chǎn)生的振蕩。
3.瞬態(tài)脈沖電平調(diào)整：測(cè)試前，需在電容輸出端調(diào)整瞬態(tài)脈沖電平。對(duì)于慢速瞬態(tài)脈沖，使用特定設(shè)置，通過(guò)高阻抗無(wú)源探頭測(cè)量，該探頭特性需符合 ISO 7637-2 的規(guī)定；對(duì)于快速瞬態(tài)脈沖，電容輸出連接到 1kΩ 至 50Ω 適配器，再連接到配置為 50Ω 輸入的示波器，測(cè)量的峰值脈沖電平需針對(duì)該適配器進(jìn)行校正。電容應(yīng)放置在接地的屏蔽盒中，50Ω 同軸電纜連接到該盒。
4.DUT 測(cè)試：滿足通用測(cè)試裝置條件。DCC 方法測(cè)試時(shí)，線束長(zhǎng)度為 1700mm（+300mm/0mm）。對(duì)于快速瞬態(tài)測(cè)試，發(fā)生器通過(guò)長(zhǎng)度不大于 500mm 的 50Ω 同軸電纜連接到電容。使用 DCC 方法時(shí)，DUT 的每條線路需單獨(dú)測(cè)試，但對(duì)于雙絞線和平衡對(duì)稱線路（如橋接音頻、CAN 通信），需對(duì) DCC 方法進(jìn)行修改，以同時(shí)激勵(lì)所有線路。測(cè)試時(shí)要注意確保使用該方法不會(huì)使 DUT 的預(yù)期信號(hào)失真，線路 / 線束應(yīng)放置在非導(dǎo)電、低相對(duì)介電常數(shù)材料上，距離接地平面（50±5）mm。I/O 線注入點(diǎn)與 DUT 之間的距離應(yīng)小于或等于 100mm，對(duì)于快速瞬態(tài)，I/O 線注入點(diǎn)與電容屏蔽盒之間的距離應(yīng)小于或等于 100mm，I/O 線與接地平面邊緣的距離應(yīng)大于或等于 100mm。
DCC一般直接將Pulse通過(guò)串聯(lián)電容耦合到信號(hào)中。參考的pulse根據(jù)客戶要求可能是3a，3b，也可能是2a。

▲DCC電容耦合盒
DCC 夾具為非極化電容，其特性有明確規(guī)定。

▲DCC法測(cè)試裝置——瞬態(tài)慢脈沖——DUT測(cè)試

▲DCC法測(cè)試裝置——瞬態(tài)快脈沖——DUT測(cè)試

▲DCC實(shí)際臺(tái)架照片
5. DCC之特殊信號(hào)線：當(dāng)使用直接電容耦合（DCC）方法時(shí)，受試設(shè)備（DUT）的每條線路應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行測(cè)試。然而，當(dāng)測(cè)試絞合且平衡的對(duì)稱線路（例如橋式音頻線路、CAN）通信線路時(shí)，直接電容耦合（DCC）方法應(yīng)進(jìn)行修改，以便同時(shí)以相同的方式激勵(lì)所有線路。應(yīng)注意確保受試設(shè)備（DUT）的預(yù)期信號(hào)不會(huì)因使用直接電容耦合（DCC）方法而受到失真影響。

慢速脈沖法是470nf電容2個(gè)同時(shí)注入

快速脈沖法是100nf電容2個(gè)同時(shí)注入

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