GB/T 21437.3-2021 英文版 道路车辆 电气电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法

GB/T 21437.3-2021 英文版 道路车辆 电气电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法 第3部分：对耦合到非电源线电瞬态的抗扰性

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1  范围
   本文件规定了电气／电子部件对耦合到非电源线电瞬态脉冲的抗扰性的台架试验方法。
   本文件适用于M，N、O、L类车辆用标称电压12 V或24 V的电气／电子部件。
2  规范性引用文件
   下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
   GB／T 21437.1  道路车辆  电气／电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法  第1部分；定义和一般规定(GB／T 21437.1-2021，ISO 7637-1：2015，MOD)
   GB／T 21437.2  道路车辆  电气／电子部件对传导和耦合引起的电骚扰试验方法  第2部分：沿电源线的电瞬态传导发射和抗扰性(GB／T 21437.2-2021，ISO 7637-2；2011，MOD)
   GB／T 33014.4  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4部分：大电流注入(BCI)法(GB／T 33014.4-2016，ISO 11452-4；2005，MOD)
3  术语和定义
   GB／T 21437.1界定的术语和定义适用于本文件。
4  试验方法
4.1  概述
   本文件描述了电气／电子部件[即，被测装置(DUT)]对耦合电瞬态脉冲抗扰性的三种试验方法：容性耦合钳(CCC)法、直接电容器耦合(DCC)法，感性耦合钳(ICC)法。试验需在试验室中进行。
   试验瞬态脉冲模拟快速和慢速电瞬态骚扰，例如感性负载切换、继电器触点弹跳等引起的瞬态骚扰。本部分给出的试验脉冲均为典型脉冲，反映了车辆中可能出现的瞬态脉冲的主要特征。
   如果电气／电子部件靠自身的功能或结构不会受到本部分规定的脉冲影响，试验中无需施加这些脉冲。需要额外施加的试验脉冲，由车辆制造商和零部件供应商协商进行定义。
   试验计划至少应包括如下方面：
   ——采用的试验方法；
   ——施加的试验脉冲；
   ——试验脉冲幅度；
   ——试验脉冲数量；
   ——DUT操作方式；
   ——线束(产品线束或试验线束)；
   ——使用容性耦合钳法时容性耦合钳所用的导线；
   ——使用直接电容器耦合法时所用的导线；
   ——使用直接电容器耦合法时采用的电容值；
   ——使用感性耦合钳法时感性耦合钳所用的导线；
   ——使用感性耦合钳法时感性耦合钳的类型。
   DUT的抗扰性评价试验严酷等级由车辆制造商和零部件供应商协商确定，可从附录B中选择。表1给出了三种不同试验方法的适用性。可从慢速电瞬态脉冲试验方法和快速电瞬态脉冲试验方法中各选择一种适用DUT的方法。
表1  试验方法适用性
瞬态类型 CCC法 DCC法 ICC法
慢速脉冲2a 不适用 适用 适用
快速脉冲3a和3b 适用 适用 不适用
4.2  标准试验条件
   如下标准试验条件应满足GB／T 21437.1的规定：
   ——试验温度；
   ——供电电压。
   除特殊规定外，试验严酷电平的允差应为％。
4.3  接地平板
   接地平板应为最小厚度0.5 mm的金属薄板(如紫铜、黄铜或镀锌钢板)。接地平板的最小宽度应为1 000 mm，或整个试验布置下方的宽度(不包括电源和瞬态脉冲发生器)再加200 mm，取两者中尺寸较大的平板。接地平板的最小长度应为2 000 mm，或者整个试验布置下方的长度(不包括电源和瞬态脉冲发生器)再加200 mm，取两者中尺寸较大的平板。
4.4  试验布置
   DUT应按要求布置并连接。按4.5.4，4.6.4和4.7.3中的描述使用试验线束或产品线束将DUT与其正常运行所使用的装置(负载、传感器等)进行连接。如无法使用DUT运行的实际信号源，可使用模拟信号源。
   DUT应放置在接地平板上方(50±5) mm的非导电性，低相对介电常数(εr≤1.4)材料的绝缘支撑物上。如DUT以近端方式接地(接地线最大长度200 mm)，DUT连接至接地平板的接地回线应在试验计划中规定。
   DUT的外壳接地应反映车辆安装情况并应在试验计划中规定。
   所有线束应放置在接地平板上方(50±5)mm的非导电性、低相对介电常数(εr≤1.4)材料的绝缘支撑物上，所有负载、传感器等的接地(接地线、金属外壳)尽可能使用最短的线连接到接地平板。
   为了使DUT无关的容性耦合最小化，DUT和所有其他的导电结构(试验布置下方的接地平板除外)例如屏蔽室墙壁的最短距离应大于0.5 m。
4.5  容性耦合钳(CCC)法
4.5.1  概述
   CCC法适用于耦合快速电瞬态试验脉冲，特别适用于带有中等或大量导线的DUT。此方法不适用于耦合慢速电瞬态试验脉冲。
4.5.2  发生器验证
   试验前应按GB／T 21437.2对瞬态脉冲参数(见表6，表7)进行验证。验证时应在端接50 Ω的负载条件下进行。
4.5.3  瞬态脉冲电平校正
   瞬态脉冲发生器应按图1进行连接。瞬态脉冲电平通过输入阻抗为50 Ω示波器进行校正。
   CCC(无内部连接电缆)输出端与示波器之间通过带有50 Ω同轴电缆线的50 Ω衰减器相连。在校正过程中不得有线缆通过耦合钳。严酷等级示例见附录B。
   注：由于示波器和衰减器为50 Ω负载，瞬态脉冲发生器的开路电压约是规定试验电压的2倍。

   标引序号说明：
   1——瞬态脉冲发生器；          4——50 Ω衰减器；
   2——50 Ω同轴电缆(≤1 m)；     5——示波器(50 Ω输入阻抗)。
   3——CCC；
图1  CCC法瞬态脉冲电平校正
4.5.4  DUT试验
   试验布置应满足4.4总体规定。CCC法的试验布置见图2。
   穿过CCC的 DUT线缆经协商确定并在试验计划中记录，其耦合长度为1 m。
   CCC方法中不包括12 V／24 V电源线(正极线和回线)，其他需要连接到辅助设备(如传感器)的回线或正极线应包含进去。如果辅助设备近端接地，不应包含近端接地连线。所有不包含的回线或正极线应在试验计划中注明。
   位于CCC中的所有线缆应呈单层(典型值为10至20根线缆)平直放置，为测量DUT全部线缆，可进行多次试验。
   CCC铰链盖应尽可能平放，确保与平放的受试线束尽可能多地接触。在CCC中应保持双绞线和屏蔽线的配置。带有多个连接器的DUT试验(所有连接器线束同时进行试验或单个连接器线束分别进行试验)或超过10根～20根线缆的线束试验应在试验计划中规定。
   DUT 和CCC之间以及外围设备和CCC之间的距离均应大于或等于300 mm。受试线缆在CCC之外的部分应置于接地平板上方(50±5)mm，并且和CCC纵向轴的夹角为90°±15°。试验中非受试线缆放置(无需直线放置)在耦合钳外、(50±5)mm高的绝缘支撑上，与耦合钳的最短距离为100 mm。上述规定长度之外的线缆布置应在试验计划中注明。
   DUT与瞬态脉冲发生器应放在CCC的同一端。受试线束总长度为1 700 mm。

1 Scope

 

This document specifies bench test methods to evaluate the immunity of devices to transient pulses coupled to lines other than supply lines.

 

This document applies to nominal 12 V or 24 V electrical/electronic components of M, N, O and L vehicles

 

2 Normative references

 

The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

 

GB/T 21437.1 Road vehicles - Test method of electrical disturbances from conduction and coupling - Part 1: Definitions and general considerations (GB/T 21437.1-2021, ISO 7637-1:2015, MOD)

GB/T 21437.2 Road vehicles - Test method of electrical disturbances from conduction and coupling - Part 2:Electrical transient conduction along supply lines only (GB/T 21437.2-2021, ISO 7637-2: 2011, MOD)

GB/T 33014.4 Road vehicles - Component test methods for electrical/electronic disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy - Part 4: Bulk current injection (BCI) (GB/T 33014.4-2016, ISO 11452-4:2005, MOD)

 

3 Terms and definitions

 

For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 21437.1 apply.

 

4 Test conditions

 

4.1 General

 

This document describes CCC method, DCC method and ICC method for testing the immunity of electrical system components or devices under test (DUTs) against coupled transient pulses. These tests shall be performed in the laboratory.

 

Test transient pulses simulate fast and slow electrical transient disturbance, such as transient disturbance caused by inductive load switching and relay contact bounce. The test pulses in this part represent the characteristics of most of the known transient pulses which may occur in the vehicle.

 

Such pulse tests may be omitted if a device, depending on its function or its configuration, is not subjected to the transient pulses specified in this part. The vehicle manufacturer and the supplier shall define additional transient pulse tests needed.

 

A test plan shall be written to define the following:

 

— the test methods to be used;

 

— the test pulses to be applied;

 

— the test pulses levels;

 

— the number of test pulses;

 

— the DUT operating modes;

 

— the wiring harness (test versus production);

 

— the leads to be included in the capacitive coupling clamp, if used;

 

— the leads to be tested using the direct coupling capacitor method, if used;

 

— the capacitance values to be used, if the direct coupling capacitor method is used;

 

— the leads to be included in the inductive coupling clamp, if used; and

 

— the type of inductive coupling clamp, if the inductive coupling method is used.

 

The transient pulse test severity levels of DUT shall be mutually agreed upon between the vehicle manufacturer and the supplier, or may be chosen from Annex B.

The applicability of the three different test methods is indicated in Table 1. It is sufficient to select one test method for slow transient pulses and one test method for fast transient pulses.

 

 

Table 1 Test method applicability

Transient pulses type CCC method DCC method ICC method

Slow transient pulses 2a Not applicable Applicable Applicable

Fast transient pulses 3a and 3b Applicable Applicable Not applicable

 

4.2 Standard test conditions

 

Standard test conditions shall be according to GB/T 21437.1 for the following:

 

- test temperature;

 

- supply voltage.

 

Unless otherwise defined, the tolerance on test severity levels shall be %.

 

4.3 Ground plane

 

The ground plane shall be made of 0.5 mm thick (minimum) copper, brass or galvanized steel. The minimum width of the ground plane shall be 1,000 mm, or underneath the entire setup width (excluding power supply and transient pulse generator) plus 200 mm, whichever is larger. The minimum length of the ground plane shall be 2,000 mm, or underneath the entire setup length (excluding power supply and transient pulse generator) plus 200 mm, whichever is larger.

 

4.4 Test setup

 

The DUT shall be arranged and connected according to its requirements. The DUT shall be connected to the original operating devices (loads, sensors, etc.) using the test or production harnesses described in 4.5.4, 4.6.4 and 4.7.4. If the actual DUT operating signal sources are not available, they may be simulated.

 

The DUT shall be placed on a non-conductive, low relative permittivity material (εr≤1.4), at (50±5) mm above the ground plane. If the DUT is locally grounded (maximum length of 200 mm), then the DUT’s ground supply line shall be connected to the ground plane as defined in the test plan.

 

Grounding of the DUT case to the ground plane shall reflect the vehicle installation and shall be defined in the test plan.

 

All harnesses shall be placed on a non-conductive, low relative permittivity (dielectric-constant) material (εr≤1.4), at (50±5) mm above the ground plane. All loads, sensors, etc. grounds (lines, metallic cases) are connected to the ground plane using the shortest possible length.

 

To minimize extraneous capacitive coupling to the DUT, the minimum distance between the DUT and all other conductive structures, such as walls of a shielded enclosure (with the exception of the ground plane underneath the test setup) shall be more than 0.5 m.

 

4.5 CCC method

 

4.5.1 General

 

The CCC method is suitable for coupling the fast transient pulses, particularly for DUTs with a moderate or large number of leads to be tested. It is not suitable for coupling the slow transient pulses.

 

4.5.2 Generator verification

 

The transient pulse parameters (see Tables 6 and 7) shall be verified prior to the test according to GB/T 21437.2. Verification shall be performed with the 50 Ω load condition.

 

4.5.3 Transient pulses level adjustment

 

The transient pulse generator shall be connected as shown in Figure 1. The transient pulse level is adjusted with a 50 Ω input oscilloscope.

 

The output of the CCC (no intermediate cable connections) is connected with the oscilloscope through a 50 Ω attenuator with 50 Ω coaxial cable. There shall be no lines routed through the coupling clamp during adjustment. Examples of test severity levels are listed in Annex B.

 

Note: The open circuit voltage of the transient pulses generator is approximately twice the value of the specific test voltage, due to 50 Ω loading of the attenuator and the oscilloscope.