ISO 10605(2008年版,2009.12.25翻译)(1).pdf

国际标准 国际标准 ISO 10605 第二版 第二版 2008 07 15 道路车辆道路车辆 由静电放电 引起电气骚扰的试验方法 由静电放电 引起电气骚扰的试验方法 Road vehicles Test methods for electrical disturbances from electrostatic discharge ISO 2 目录 1 范围 2 参考文件 3 术语和定义 4 试验条件 5 试验场所 6 测试设备和仪器 6 1 静电发生器 6 2 放电电极 6 3 放电电流特性 6 4 耦合和地参考平面 6 5 绝缘块 6 6 绝缘支撑 7 放电模式 7 1 概述 7 2 接触放电模式 7 3 空气放电模式 8 组件的抗扰度试验方法 加电试验 8 1 概述 8 2 试验计划 8 3 直接放电的试验步骤 8 4 间接放电的试验步骤 9 组件的包装和搬运试验方法 不加电试验 9 1 概述 9 2 试验计划 9 3 试验步骤 10 整车试验方法 10 1 概述 10 2 试验计划 10 3 试验步骤 11 试验报告 附录 A 标准化的 电流靶的技术要求以及静电放电发生器的校验 附录 B 知识性的 标准的靶面图纸及靶面的校验方法 附录 C 知识性的 功能的性能状态分类 FPSC 附录 D 知识性的 试验方法指南 发生器的电阻值和空气或接触放电 附录 E 知识性的 空气放电的发生器校验的基本原理 附录 F 知识性的 适用于电子模块带电试验的可选用试验配置及步骤 3 国际标准国际标准 ISO 10605 2008 E 道路车辆道路车辆 由静电放电引起电气骚扰的试验方法 由静电放电引起电气骚扰的试验方法 1 范围 本国际标准规定了静电放电 ESD 试验方法 用于评估车辆使用的电子组件 它适用于 下列情形引起的放电 在装配过程中的静电放电 由服务人员引起的静电放电 由客户引起的静电放电 静电放电加到被试设备 DUT 可直接影响被试设备 静电放电加到邻近的零件上可以耦 合到车辆上被试设备的电源线和信号线 以及 或者直接进入被试设备 本国际标准描述了评估在型式试验和整车上电子组件的试验过程 本国际标准适用于所 有类型的车辆 而无论它是什么推进系统 例如火花点火发动机 柴油机和电动马达 本国际标准是根据 IEC 61000 4 2 的部分内容 并描述了车载设备的特殊要求 本国际标准不适用于烟火信号的组件 2 参考文件 下面的参考文件对本文件的应用是不可缺少的 对标注日期的文件只适用其有效版本 又没有标注日期的 最新版本的参考文件 包括 任何修订 均适用 ISO 7637 1 道路车辆 来自传导和耦合的电气干扰 第 1 部分 定义和一般考虑 ISO 11452 1 道路车辆 用于元件测试的来自窄带电磁辐射能量的电气干扰试验方法 第 1 部分 一般原则和术语 3 术语和定义 为了更好地理解本文件 采用 ISO 7637 1 和 ISO 11452 1 标准中以及下面的术语 和定义 3 1 空气放电 试验方法以试验发生器电极靠近被试设备 在被试设备上形成电弧放电为特征 3 2 接触放电 试验方法以试验发生器电极与被试设备接触 用发生器放电开关激励放电为特征 3 3 被试设备 DUT 定义为被试的单个部件或组合部件 3 4 直接放电 直接在被试设备上放电 3 5 静电放电 ESD 先于接触发生之前 或通过静电场感应 在两个有不同电位的物体间的静电电荷迁移 3 6 ESD 发生器 模拟人体静电放电模型的仪器 3 7 地参考平面 GRP 平整的传导性表面 它的电位被用作公共的基准 3 8 保持时间 放电之前 由于泄漏 在这段时间内试验电压降低了 10 3 9 垂直耦合板 HCP 在垂直方向的金属板 放电施加在它上面以模拟对邻近于被试设备的物体的放电 4 3 10 人体放电模型 用来代表带电人体的无源元件网络和电压 用作车载环境的静电放电源 3 11 间接放电 在靠近被试设备的耦合板上的放电 注意 放电电流产生一个可以影响被试设备的瞬变场 间接放电模拟人体在靠近被试设 备的东西上的放电 3 12 表面 连续的外壳表面 缝隙或窗口 例如 开关 刀开关 触头 通风孔 扬声器孔 4 试验条件 用户将为部件和整车指定严酷度等级 建议的试验电平已包含在附录 C 中 标准的试验条件如下 环境温度 20 10 相对湿度在 20 至 60 之间 以 20 和 30 的对湿度为最佳 如果用户同意其他值 这些值应记录在试验报告中 5 试验场所 特定的场所 例如屏蔽室和安装吸收体的屏蔽室 可以使用 但不要求 注意 ESD 试验会产生一个瞬变场 甚至能在几米远的距离干扰敏感的电子设备或接 收器 在选择试验场地时 这一考虑是必须的 6 测试设备和仪器 6 1 静电发生器 表 1 给出了静电发生器的特性 表 1 静电发生器的基本参数 参数 特征 接触放电模式的输出电压范围 2kV 至 15kV 或按照试验计划的要求 a 空气放电模式的输出电压范围 2kV 至 25kV 或按照试验计划的要求 a 输出电压精度 5 输出极性 正和负 接触放电模式的短路电流上升时间 10 至 90 0 7ns 至 1ns 保持时间 5s 储能电容 150pF 330pF 放电电阻 330 2000 a 见附录 C 的例子 注意 当静电放电发生器由外部电源 交流或直流 供电 或由独立设备控制 这根 这些电缆是不与静电 放电发生器的返回电缆结合 或捆扎 在一起 否则会有意想不到的电流流经这根 这些电缆 静电放电发生器应能从产生重复率至少为每秒 10 次的放电直到至手动控制 而不产生 任何放电电流波形的变坏 如果放电返回电缆的长度 2m 还不够时 例如对于高的被试设备 可以使用长度不超 过 3m 的电缆 但要确保符合波形特性 例如由制造商或经过校验来确保 6 2 放电电极 6 2 1 接触放电电极 接触放电模式的静电放电的放电电极如图 1 所示 典型的电极是由不锈钢制成的 5 图中 1 尖端 图 1 静电放电发生器接触放电模式的电极 6 2 2 空气放电电极 空气放电模式的静电放电的放电电极如图 2 所示 图中 1 人体模拟器 注意 试验电压高于 15kV 的空气放电 要用较大的电极 例如直径为 20mm 至 30mm 以避免预放电 图 2 静电放电发生器空气放电模式的电极 6 3 放电电流特性 6 3 1 接触放电模式的电流特性 接触放电的电流应按照附录 A 来验证 对每一种放电网络的接触放电模式波形参数应 在表 2 规定数值的范围内 表 2 接触放电模式的电流特性 典型的电容 电阻 峰值电流 充电电压 A kV 允差 在 t1时的电流 充电电压 A kV 允差 在 t2时的电流 充电电压 A kV 允差 150 pF 330 3 75 10 2 在 t1 30 ns 处 30 1 在 t2 60 ns 处 30 330 pF 330 3 75 10 2 在 t1 65 ns 处 30 1 在 t2 130 ns 处 30 150 pF 2000 3 75 30 0 0 275 在 t1 180 ns 处 30 0 15 在 t2 360 ns 处 30 330 pF 20000 3 75 30 0 0 275 在 t1 400 ns 处 30 0 15 在 t2 800 ns 处 30 注 1 峰值电流值从测量系统得到 没有任何数据插入 注 2 本测试系统使用的靶面 满足第 A 1 和 A 2 的要求 具体例子参见附录 B 所示 注 3 测量时间 30ns 60ns 65ns 130ns 180ns 360ns 400 ns 和 800ns 是由电阻电容 RC 的时间常数 40 在 t1点的电流 和 20 在 t2点的电流 后导出 按照 IEC 61000 4 2 来定义电 流脉冲下降斜率上的两个值 按照表 2 特性计算接触放电波形的例子给出在图 3a 和 3b 中 尺寸为 mm 尺寸为 mm 6 图中 X 时间 ns Y 电流 A 1 330pF 330 2 150pF 330 a 对 150pF 330 330pF 330 在 5kV 电压下的放电波形 图中 X 时间 ns Y 电流 A 1 330pF 2000 2 150pF 2000 a 对 150pF 2000 330pF 2000 在 5kV 电压下的放电波形 图 3 计算静电放电发生器接触放电波形的例子 6 3 2 空气放电模式电流特性 静电放电发生器只要求在接触模式下进行校验 注意 附录 E 的信息是空气放电发生器的校验步骤 6 4 耦合和地参考平面 水平耦合平面 HCP 和地参考平面 GRP 放置在非导电性桌子的下面 为金属平 7 板 例如铜 黄铜或铝 最小厚度为 0 25mm 注意 如果使用铝 要审慎行事 氧化以后便阻止其成为良好的接地 水平耦合平面 HCP 伸展到被试设备的几何投影 被试设备的几何投影包含被试设 备的连接电缆 在每一边上至少 0 1m 处 最小尺寸为 1 6m 0 8m 水平耦合平面 HCP 的高度在地参考平面 GRP 上面 0 7m 至 1 0m 处 地参考平面 GRP 在地板上 至少 要达到水平耦合平面 HCP 的尺寸 6 5 绝缘块 如果使用绝缘块 应该用清洁的 非吸湿性材料构成 相对介电常数应该在 1 至 5 之 间 如聚乙烯 该绝缘块的高度应为 50 5 mm 并超出试验配置的每一边上至少 20 毫米 6 6 绝缘支撑 如果使用绝缘支撑 应该用清洁的 非吸湿性材料构成 相对介电常数应该在 1 至 5 之间 如聚乙烯 绝缘支撑的高度应在 2mm 和 3mm 之间 且投影在每一边上超出试验 配置至少应为 20mm 注意 该支撑防止介电击穿的能力达到 25kV 7 放电模式 7 1 概述 放电可以有两种放电模式 接触的和空气的 对空气与接触放电模式比较的介绍参见附 录 D 7 2 接触放电模式 接触放电模式中 在放电开关被激励用于放电之前 静电放电发生器放电电极的尖端要 与被试设备保持接触 7 3 空气放电模式 空气放电模式中 放电电极被充电到试验电压 然后以要求的速度接近被试设备 当尖 端足够接近被试设备时 击穿了尖端与试验点之间的介质材料 通过所产生的电弧进行放电 在空气放电期间 对注入电流的上升时间和幅度来说 放电电极的接近速度是一个重要 因素 就所有的试验 接近速度应在 0 1m s 至 0 5m s 之间 由于接近速度的测量不重要 在实际上 静电放电发生器应该尽可能快地接近被试设备 直至放电发生 或放电尖端接触 到放电点 但不引起被试设备或发生器损坏 8 组件的抗扰度试验方法 加电试验 8 1 概述 这些试验包括对被试设备的直接和间接放电 参见下面所述 直接放电 接触或空气放电模式 被直接加在被试设备上 以及加在车内用户够得 着的遥控部件 如开关和按钮上 见 8 3 间接放电 接触放电模式 模拟对被试设备附近的其他导电性对象发生的放电 放 电加在一块插入的金属如水平耦合板 HCP 上 见 8 4 注意 在附录 F 描述了一个与直接放电试验方法有关的可供选用的激励耦合试验 对于电子模块的试验 静电放电发生器将配置 330pF 或 150pF 的电容 这取决于被试 设备在车内的位置 见 10 1 及 330 的电阻 如果被试设备的位置没有指定 则采用 330pF 的电容 对导电表面应使用接触放电模式的试验 对于接触放电 要使用接触放电的尖端 见图 1 如果在试验计划中有要求 空气放电也可以用于导电表面 对非导电表面应使用空气放电模式进行试验 对于空气放电 要使用空气放电的尖端 见 图 2 在对被试设备进行任何放电之前 要按照附录 A 所规定的静电放电发生器校验步骤来 8 验证 这在实验室或客户建立的时间周期内已经做过了 8 2 试验计划 试验之前 要制订一个试验计划 包括以下内容 详细的试验配置 试验点 电子模块的工作方式 来源于标准化试验的任何特殊的指令或变化 8 3 直接放电的试验步骤 8 3 1 概述 放电施于所有指定的试验点上 设备工作在正常模式下 产品的响应可以受放电极性的 影响 在试验期间应使用两种极性的放电以确定它们对被试设备的作用 注意 在附录 F 描述了一个与直接放电试验方法有关的可供选用的激励耦合试验 8 3 2 试验配置 将被试设备放在水平耦合板 HCP 上 见图 4 将底盘安装的电子模块直接放在并 连接在水平耦合板 HCP 上 试验电子模块 对在正常安装时与地隔离的电子模块 要 使用绝缘支撑在电子模块与水平耦合板 HCP 之间进行隔离 见 6 6 试验时 被试设备要连接在功能试验所需的所有外部设备 所使用的线长应在 1 50m 和 2 50m 之间 试验中 如果车载专用外部设备不可使用 则替代的外部设备和试验点应在试验计划中 写清楚 在试验桌上的所有组件彼此间的最小距离为 0 2m 在这种情况下 线要与水平耦合板 HCP 的边沿以及板面相平行 对所有组件 它们要离开水平耦合板 HCP 边沿 0 1m 这些线应该捆扎并固定在绝缘块上 符合 6 5 的要求 接线类型由实际系统的应用和要求来 规定 供电电池应放在试验桌上 电池的负极直接接到水平耦合板 HCP 上 应考虑电池 的爆炸危险 并采取相应的保护措施 对直接放电 静电放电发生器的放电返回电缆应接至水平耦合板 HCP 上 如图 4 所示 静电放电的试验桌 试验表面 与其他导电性结构 如屏蔽室的导电面 的最小距离是 0 1m 至水平耦合板 HCP 的同一台发生器应采用经验证和试验过的放电返回电缆 在放 电时 发生器的放电返回电缆应与被试设备 以及接到被试设备上的所有电缆保持至少 0 2m 的距离 以减小与这一返回电缆的耦合 否则会影响试验的结果 9 图中 1 被试设备 9 外部设备 2 静电放电发生器 10 电池 3 静电放电发生器的电源 11 绝缘支撑 如有需求 4 非导电性桌子 12 绝缘块 5 水平耦合板 HCP 13 470k 电阻 6 接地点 14 地参考平面 GRP 选件 7 地线连接 15 水平耦合板 HCP 接地 8 被试设备的遥控部件 图 4 对帯电的被试设备进行直接静电放电试验的试验配置例 8 3 3 直接放电方式的电极连接 8 3 3 1 接触放电模式 在接触放电的情况下 放电电极的尖端 见图 1 在放电开关被激励之前要先接触在被 试设备上的导电点 对用油漆表层覆盖在导电基体的情况 使用以下做法 如果设备制造商没有说明涂层是 绝缘涂层 那么发生器与尖端刺穿涂层 以便与导电基体产生接触 8 3 3 2 空气放电模式 在空气放电的情况下 放电电极的尖端 见图 2 在放电开关被激励之后要尽可能快地 接近被试设备 见 7 3 对外壳用油漆涂覆在导电表面的 或者绝缘表面的情况 采用以下方法 如果绝缘涂覆 说明是作为绝缘表面的 那么表面要作为绝缘表面来试验 而采用空气放电的模式 8 3 4 静电放电发生器的方向 对于直接放电 只要可能 静电放电发生器的放电尖端要保持垂直于被试设备的表面 如果不可能 优先选用至少与被试设备表面成 45 的角度 8 3 5 两次静电放电试验之间的放电次数和时间 对于每一个指定的试验电压和极性 见附录 C 在所有直接放电的试验点上至少要施 加 3 次放电 在两次连续的单次放电之间的间隔时间应该尽可能取得长一些 以便允许因试 验所建立起来的电荷得到消退 但是间隔时间不得低于 1 s 以保证在每一次新的放电开始 之前能移走该电荷 下面所描述的办法是可以采用的 所建立的电荷可以用一根连接高电阻 1M 的泄放线按下列接法来消除 在 放电位置和地之间 在被试设备的接地点和地之间 如果有证据表明这根线不会对试验结 果产生影响 那么这根线可以连接在被试设备上 10 如果在两次连续放电之间的间隔时间延长 由于电荷的自然衰减 使已经建立的电 荷消失掉 可以使用空气离子发生器来加速被试设备对周围环境的 自然 放电过程 但在做空 气放电试验的时候 离子发生器应当关掉 8 3 6 试验电压 试验电压 按照附录 C 应该提高 至少数用两个值 直至最高试验电平 注意 某些产品当它暴露在特定试验电压下时会显示出响应敏感的倾向 但是在其他试验电压值下则 不会 8 4 间接放电的试验步骤 8 4 1 概述 对于放置或安装在被试设备附近的物体的放电 静电放电发生器采取对水平耦合板 HCP 用接触放电来模拟 接触放电应施加在被试设备每一边试验点的水平耦合板 HCP 上 静电放电脉冲应加在水平耦合板 HCP 的边上 被试设备被在水平耦合板的上面 它最近的面离开水平耦合板 HCP 的边为 0 1m 以便接受放电 在试验期间 被试设备 需要改变位置 这样 静电放电加在水平耦合板 HCP 边上时 可以维持被试设备的边 与水平耦合板 HCP 的边之间的空间为 0 1m 注意 在附录 F 描述了一个与间接放电试验方法有关的可供选用的激励耦合试验 8 4 2 试验配置 将被试设备放在水平耦合板 HCP 上 见图 5 将底盘安装的电子模块直接放在并 连接到水平耦合板 HCP 上 试验电子模块 对在正常安装时与地隔离的电子模块 要 使用绝缘支撑在电子模块与水平耦合板 HCP 之间进行隔离 见 6 6 试验时 被试设备要连接在功能试验所需的所有外部设备 所使用的线长应在 1 50m 和 2 50m 之间 试验中 如果车载专用外部设备不可使用 则替代的外部设备和试验放电点应在试验计 划中写清楚 在试验桌上的所有组件彼此间的最小距离为 0 2m 在这种情况下 线要与水平耦合板 HCP 的边沿以及板面相平行 对所有组件 它们要离开水平耦合板 HCP 边沿 0 1m 这些线应该捆扎并固定在绝缘块上 符合 6 5 的要求 接线类型由实际系统的应用和要求来 规定 供电电池应放在试验桌上 电池的负极直接接到水平耦合板 HCP 上 应考虑电池 的爆炸危险 并采取相应的保护措施 对间接放电 静电放电发生器的放电返回电缆可以接到水平耦合板 HCP 或地参考 平面 GRP 上 在试验计划中规定 如图 5 所示 静电放电的试验桌 试验表面 与 其他导电性结构 如屏蔽室的导电面 的最小距离是 0 1m 至水平耦合板 HCP 的同一台发生器应采用经验证和试验过的放电返回电缆 在放 电时 发生器的放电返回电缆应与被试设备 以及接到被试设备上的所有电缆保持至少 0 2m 的距离 以减小与这一返回电缆的耦合 否则会影响试验的结果 11 图中 1 被试设备 9 外部设备 2 静电放电发生器 10 电池 3 静电放电发生器的电源 11 绝缘支撑 如有需求 4 非导电性桌子 12 绝缘块 5 水平耦合板 HCP 13 470k 电阻 6 接地点 14 地参考平面 GRP 选件 7 地线连接 15 水平耦合板 HCP 接地 8 被试设备的遥控部件 16 静电放电发生器接地至水平耦合板 HCP 或地参考平面 GRP 由试验计划定 图 5 对帯电的被试设备进行间接静电放电试验的试验配置例 8 4 3 两次静电放电试验之间的放电次数和时间 在每一指定试验电压和极性 见附录 C 对所有间接放电试验点施加 50 次放电 对于水平耦合板 HCP 的放电 在两次连续的单次放电之间的时间间隔应当大于 50ms 8 4 4 静电放电发生器的方向 对耦合板的放电 间接放电 放电尖端与水平耦合板 HCP 同在一个平面里 但 与平面的边沿相接触 不对水平耦合板 HCP 的表面放电 8 4 5 试验电压 试验电压 按照附录 C 应该提高 至少数用两个值 直至最高试验电平 注意 某些产品当它暴露在特定试验电压下时会显示出响应敏感的倾向 但是在其他试验电压值下则 不会 9 组件的包装和搬运试验方法 不加电试验 9 1 概述 试验将使被试设备经受模拟人体在装配过程以及操作过程中的放电 试验包括直接对被 被试设备的放电 在对被试设备进行任何放电之前 要按照附录 A 所规定的静电放电发生器校验步骤来 验证 这在实验室或客户建立的时间周期内已经做过了 对于包装和搬运试验 静电放电发生器应配置 150pF 的电容 而电阻值则在试验计划 中指定 9 2 试验计划 试验之前 要制订一个试验计划 包括以下内容 12 详细的试验配置 试验点 电子模块的工作方式 来源于标准化试验的任何特殊的指令或变化 9 3 试验步骤 9 3 1 概述 在所有的引脚 触点上 试验应该采用接触放电来做 以及 或所有在装配过程中或操 作过程可以触及的表面和点 用空气放电的模式 靜电放电施加在每一个连接器的引脚 外壳 按钮 开关 显示器 外壳螺丝以及被试 设备打开的机壳上 这些都是在搬运时可以接触到的 在这一做法中 将凹形连接器的引脚 考虑为在搬运期间是可以接触到的 为了要接近凹形连接器的引脚 可以用一根橫截面为 0 5mm2至 2mm2之间 最大长度 为 25mm 的单股绝缘导线 对于空间靠近的连接器引脚的放电可能是困难的 在这种情况下 对凹形连接器的引脚 可能要使用一根橫截面为 0 5mm2至 2mm2之间 最大长度为 25mm 的单股绝缘导线 在试验计划中 放电应施于的所有指定的试验点上 产品的响应可能会受到放电的极 性的影响 在试验中 应将两种极性的放电施在被试设备上 以确定对它的作用 9 3 2 试验配置 用于试验对包装和搬运敏感性的试验配置见图 6 所示 这个被试设备应在不带外部设备 的情况下进行试验 就像是由供应商递交时的那样 安全接地 见图 6 中的项 7 可以包含 2 个 470k 的电阻 类似于带电试验 见图 4 和 5 如果在试验计划中有要求 可以在被试设备和水平耦合板 HCP 之间用一块消静电 的垫子 应保证所用垫子超出被试设备 材料的表面电阻率应在每平方 107 和 109 之间 对于直接放电 接触放电模式和 或空气放电模式 静电放电发生器的放电返回电缆应 接到水平耦合板 HCP 上 如图 6 所示 静电放电的试验桌 试验表面 与其他导电性结构 如屏蔽室的导电面 的最小距离是 0 1m 至水平耦合板 HCP 的同一台发生器的放电返回电缆应该是经过验证 放电试验时 发生器的放电返回电缆应位于离开被试设备至少 0 2m 处 放电返回电缆也应保持与被试设 备至少有 0 2m 的距离 9 3 3 直接放电方式的电极连接 9 3 3 1 接触放电模式 在接触放电的情况下 放电电极的尖端 见图 1 在放电开关被激励之前要先接触在被 试设备上的导电点 对用油漆表层覆盖在导电基体的情况 使用以下做法 如果设备制造商没有说明涂层是 绝缘涂层 那么发生器与尖端刺穿涂层 以便与导电基体产生接触 9 3 3 2 空气放电模式 在空气放电的情况下 放电电极的尖端 见图 2 在放电开关被激励之后要尽可能快地 接近被试设备 见 7 3 对外壳用油漆涂覆在导电表面的 或者绝缘表面的情况 采用以下方法 如果绝缘涂覆 说明是作为绝缘表面的 那么表面要作为绝缘表面来试验 而采用空气放电的模式 13 图中 1 被试设备 5 水平耦合板 HCP 2 静电放电发生器 6 接地点 3 静电放电发生器的电源 7 地线连接 4 非导电性桌子 8 消静电的垫子 如有需求 图 6 对包装和搬运中敏感性分级的试验配置例 9 3 4 静电放电发生器的方向 对于直接放电 只要可能 静电放电发生器的放电尖端要保持垂直于被试设备的表面 如果不可能 优先选用至少与被试设备表面成 45 的角度 9 3 5 两次静电放电试验之间的放电次数和时间 对于每一个指定的试验电压和极性 见附录 C 在所有直接放电的试验点上至少要施 加 3 次放电 在两次连续的单次放电之间的间隔时间应该尽可能取得长一些 以便允许因试 验所建立起来的电荷得到消退 但是间隔时间不得低于 1 s 以保证在每一次新的放电开始 之前能移走该电荷 下面所描述的办法是可以采用的 所建立的电荷可以用一根连接高电阻 1M 的泄放线按下列接法来消除 在 放电位置和地之间 在被试设备的接地点和地之间 如果有证据表明这根线不会对试验结 果产生影响 那么这根线可以连接在被试设备上 如果在两次连续放电之间的间隔时间延长 由于电荷的自然衰减 使已经建立的电 荷消失掉 可以使用空气离子发生器来加速被试设备对周围环境的 自然 放电过程 但在做空 气放电试验的时候 离子发生器应当关掉 9 3 6 试验电压 试验电压 按照附录 C 应该提高 至少数用两个值 直至最高试验电平 注意 某些产品当它暴露在特定试验电压下时会显示出响应敏感的倾向 但是在其他试验电压值下则 不会 一旦全部试验做完 被试设备应能成功通过全部功能性试验 不应产生永久性的损伤 另外 按照附录 C 在静电放电试验后应进行电磁兼容保护电路有效性的试验 例如 输入 电容应能分别保证对电磁干扰的抗扰度和发射的有效性 10 整车试验方法 10 1 概述 仅仅在车内容易接近的部位 发生器的电容选择为 330pF 电阻选 330 或 2 k 在 14 这种情况下 最高的试验电压被限制在 15 kV 对于仅在车外能够容易触及的点 电容选 150 pF 电阻选 330 或 2 k 在这种情况下 最高的试验电压为 25 kV 对于在车内和 车外都能接触到的部位 用两种电容值来试验 试验电压的最大值分别达到 15 kV 和 25 kV 在对被试设备进行任何放电之前 要按照附录 A 所规定的静电放电发生器校验步骤来 验证 这在实验室或客户建立的时间周期内已经做过了 对导电表面应使用接触放电模式的试验 对于接触放电 要使用接触放电的尖端 见图 1 如果在试验计划中有要求 空气放电也可以用于导电表面 对非导电表面应使用空气放电模式进行试验 对于空气放电 要使用空气放电的尖端 见 图 2 10 2 试验计划 试验之前 要制订一个试验计划 包括以下内容 试验点 电子模块的工作方式 车子的运行方式 例如 驱动 怠速 巡航 来源于标准化试验的任何特殊的指令或变化 10 3 试验步骤 10 3 1 概述 试验包括接触和 或空气放电模式的应用 放电施于所有指定的试验点上 设备工作在正常模式下 产品的响应可以受放电极性的 影响 在试验期间应使用两种极性的放电以确定它们对被试设备的作用 10 3 2 试验配置 对于只在车内容易接近的部位 静电放电发生器的接地线应该直接接到车体接地的金属 部件 例如座位的导轨 门闩 图 7 a 提供了对内部试验点的试验配置例子 对于车外容易接近的部位 静电放电发生器的接地线可以直接接到车体最近的金属部 件 或直接接到位于车轮下面 离施加试验点最近的金属板上 要在试验计划中规定 图 7 b 提供了对外部试验点的试验配置的例子 在一个标准测试顺序中 车辆的引擎将运行在驱动或怠速模式下 如果试验顺序中包括 在道路上的系统试验 例如巡航控制 速度由试验计划中指定 速度试验要使用测功机 10 3 3 电极连接 用于直接放电方式 10 3 3 1 接触放电模式 在接触放电的情况下 放电电极的尖端 见图 1 在放电开关被激励之前要先接触在被 试设备上的导电点 对用油漆表层覆盖在导电基体的情况 使用以下做法 如果设备制造商没有说明涂层是 绝缘涂层 那么发生器与尖端刺穿涂层 以便与导电基体产生接触 10 3 3 2 空气放电模式 在空气放电的情况下 放电电极的尖端 见图 2 在放电开关被激励之后要尽可能快地 接近被试设备 见 7 3 对外壳用油漆涂覆在导电表面的 或者绝缘表面的情况 采用以下方法 如果绝缘涂覆 说明是作为绝缘表面的 那么表面要作为绝缘表面来试验 而采用空气放电的模式 10 3 4 静电放电发生器的方向 对于直接放电 只要可能 静电放电发生器的放电尖端要保持垂直于被试设备的表面 如果不可能 优先选用至少与被试设备表面成 45 的角度 10 3 5 两次静电放电试验之间的放电次数和时间 对于每一个指定的试验电压和极性 见附录 C 在所有直接放电的试验点上至少要施 15 加 3 次放电 在两次连续的单次放电之间的间隔时间应该尽可能取得长一些 以便允许因试 验所建立起来的电荷得到消退 但是间隔时间不得低于 1 s 以保证在每一次新的放电开始 之前能移走该电荷 下面所描述的办法是可以采用的 所建立的电荷可以用一根连接高电阻 1M 的泄放线按下列接法来消除 在 放电位置和地之间 在被试设备的接地点和地之间 如果有证据表明这根线不会对试验结 果产生影响 那么这根线可以连接在被试设备上 如果在两次连续放电之间的间隔时间延长 由于电荷的自然衰减 使已经建立的电 荷消失掉 可以使用空气离子发生器来加速被试设备对周围环境的 自然 放电过程 但在做空 气放电试验的时候 离子发生器应当关掉 10 3 6 试验电压 试验电压 按照附录 C 应该提高 至少数用两个值 直至最高试验电平 注意 某些产品当它暴露在特定试验电压下时会显示出响应敏感的倾向 但是在其他试验电压值下则 不会 10 3 7 试验点的选择 试验在车上或车内 采用空气放电或接触放电模式进行 由试验计划规定 所有部位 都是车辆使用人员可以达到的 例如 刀开关 开关 表面 转向锁 控制器和天线等 图中 1 被试设备 2 静电放电发生器 3 静电放电发生器 可以在车辆的外面或里面 4 静电放电发生器的接地 a 车内的点 16 图中 1 被试设备 2 静电放电发生器 3 静电放电发生器 4 静电放电发生器的接地 b 车外的点 图 7 整车的静电放电试验配置例 11 试验报告 根据试验计划的要求 试验报告应该将有关试验设备 特别是放电网络的值 试验电 平 试验部位 被试系统 放电点 环境情况 接地情况 被试设备的工作模式 被试设备 的监视情况 系统的相互连接情况以及任何其他与试验有关的信息等等详细记录在案 17 附录 A 标准化的 电流靶的技术要求以及静电放电发生器的校验 A 1 电流靶的技术要求 输入阻扰 电流靶用于测量静电放电发生器的放电电流 测量在内电极和地之间进行 直流输入阻 抗不大于 2 1 注 1 此靶被认为用于测量进入理想地平面的静电放电电流 为了减小由于理想导电平面和靶面输入 阻抗不同所引起的误差 输入阻抗被限定为 2 1 然而如果靶面的输入阻抗太低 将使输出信号变得很小 这可能引起耦合到电缆和示波器去的误差 此外 如果取用较低的电阻值 分布电感问题将变得非常严重 注 2 附录 B 中描述了电流靶的例子 A 2 静电放电发生器的校验 A 2 1 概述 静电放电发生器评估结果的相关性是非常重要的 特别是在试验是采用不同制造商的静 电放电发生器时 或者试验预期要延长到相当长的一段时间时 在评估中 必要的重复性是 一个重要因素 静电放电发生器应当按照保证体系在规定的时间段内进行校验 对用于验证试验的任何所规定的重复率 静电放电发生器应能满足其所有的技术指标 A 2 2 静电发生器校验所需要的试验设备 下面是校验静电放电发生器所必需的设备 模拟带宽至少为 1 GHz 的示波器 电流靶 有能力测量电压至少达到 25kV 精度至少达到 5 的高压表 必要时可以使用静电 电压计 以避免对输出电压形成负载 参考平面至少要达到 1 2 m 1 2 m 同轴的电流靶安装在上面 从靶至平面每一条 边的距离至少为 0 6m 衰减器 如有需要的话 A 2 3 接触放电模式的发生器校验步骤 A 2 3 1 在校验放电电流之前先用高压计确定静电放电发生器的试验电压的幅值 试验电 压的测量精度规定在表 A 1 中 A 2 3 2 在校验时 要记录下列环境条件 温度 相对湿度 这些条件应当在第 4 条所规定的限值内 A 2 3 3 电流靶应当安装在尺寸至少为 1 2 m 1 2 m 垂直参考平面的中央 见图 A 1 静 电放电发生器的放电返回电缆与校验平面直接在靶面正下方 距靶面 0 5m 处相接 放电返 回电缆向后将被拉扯在缆绳的中部 形成一个等腰三角形 在校验期间 放电返回电缆将不 会躺在地板上 A 2 3 4 为了验证静电放电发生器的电流波形是否在技术要求的范围之内 以下参数应通 过测量 或从测量值中获取 Ip 放电电流的峰值 A I1 电流在 t1处的值 A 从表 2 来 I2 电流在 t2处的值 A 从表 2 来 tr 电流的上升时间 ns 参数 XX 的平均值用 X X 表示 例如 Ip 表示峰值电流的平均值 18 A 2 3 5 带有最小尺寸为 1 2m 1 2m 垂直参考地平面的屏蔽外壳 其上安装了电流靶 这 是为了屏蔽所使用的示波器 这一配置可能不是必须的 只要能够通过测量证明至测量系统 的间接耦合通路不会影响校验结果 当示波器所设置的能发电平 10 的由第一峰电流转换 来的峰值电压 静电放电发生器放电放在靶面的外环 而不是内环 若没造成示波器触发 那么该校验系统可以认为是有足够抗干扰能力的 可以不需要屏蔽的外壳 表 A 1 接触放电校验步骤 电阻 330 2 k 电容 电容 步骤 150 pF 330 pF 150 pF 330 pF 说明 静电放电发生 器在给定的输 出电压下放电 10 次 并记录 结果 多次测量作为 验收的准则 为 此 参数采用 10 次放电的平 均值来取得 这 样做是因为放 电与放电间存 在一些变化 在每个波形上 测量 Ip I1 I2 和 tr值 该参数必须在 每一个试验电 平下检查 计算从测量得 到的 Ip I1 I2 和 tr值的平均 值 和 参数的平均值 而不是对波形 进行平均 在这 种方法下稍有 跳动 不会影响 平均值 校验在 t1时的 电流 充电电压 A kV 校验是否为 校验是否为 校验是否为 校验是否为 静电放电发生 器的校验仍取 参数的平均值 校验在 t2时的 电流 充电电压 A kV 校验是否为 校验是否为 校验是否为 校验是否为 静电放电发生 器的校验仍取 参数的平均值 校验峰值电流 充电电压 A kV 校验是否为 校验是否为 静电放电发生 器的校验仍取 参数的平均值 验证上升时间 校验是否为 19 图中 1 静电放电发生器要垂直于地参考平面 GRP 表面 2 电流靶 3 地参考平面 GRP 4 接地点 5 放电返回电缆 在中点处向后拉 6 用于示波器和连接电缆的屏蔽外壳 7 电源滤波器 8 电源插头 图 A 1 静电放电发生器性能校验的典型布局 尺寸为 mm 20 附录 B 知识性的 标准的靶面图纸及靶面的校验方法 B 1 标准靶面说明 图 B 至 B 5 说明满足附录 A 要求的方法或设计 注意 这靶面不同于本国际标准第一版的规定 如果使用 1m 长的 GR400 电缆 所设计的靶面能能给出平坦插入损耗 为了避免多次 反射 建议在靶面输出端口直接接入衰减至少 6dB 的衰减器 靶面不需要与图 B 1 至 B 5 的说明完全一致 a 顶视图 尺寸为 mm 21 b 底视图 图中 1 电阻安装区 包括大约 25 个电阻 仅显示了 90 c 剖视图 图 B 1 电流靶的机械图 黄铜部件 尺寸为 mm 尺寸为 mm 22 图中 1 电阻安装区 包括大约 25 个电阻 仅显示了 90 电阻尺寸 0805 电阻值 15 位置 接触 精确地对称 使用模板 材料 0 5 mm FR4 镀金 孔 加上印刷板外侧的一圈孔 在电阻的每一侧有两圈孔 a 印刷电路板 图中 1 3 3mm 直径的洞 2 孔 b 电阻区域的扩大 图 B 2 电流靶的机械图 印刷板图 23 注意 零件是旋转对称的 a 聚四氟乙烯塑料 特富龙 PTFE 零件 注意 零件是旋转对称的 b 中心导体 黄铜 注意 零件是旋转对称的 c 中心导体的顶端部分 不锈钢 尺寸为 mm 尺寸为 mm 尺寸为 mm 24 d PTFE 零件 顶视图 e PTFE 零件 剖视图 尺寸为 mm 尺寸为 mm 25 图中 1 中心导件 注意 类似的 N 型连接器可以用来代替 f 附属的小型连接器 A 同轴射频连接器 SMA 图 B 3 电流靶的机械图 尺寸为 mm 26 a 顶视图 b 剖视图 图 B 4 电流靶的机械图 盖 不锈钢 尺寸为 mm 尺寸为 mm 27 图中 1 PTFE 零件 2 中心导体的顶部零件 3 盖 4 中心导体 5 PTFE 零件 6 中间的黄铜零件 7 SMA 连接器 8 表面贴装电阻 图 B 5 电流靶的机械图 28 B 2 电流靶技术要求 B 2 1 电流靶技术要求 插入损耗 不是指电流靶的插入损耗 而是指由电流靶 衰减器和电缆所组成测量链的插入损耗 这简化了对测量系统的描述 仅仅需要对测量链和示波器的描述 而不是对每一个组成部分 进行描述 电流靶 衰减器 电缆链从直流至 1GHz 的插入损耗变化应该小于 0 5dB 注 1 如果插入损耗的变化范围超出 然后通过复杂的快速傅里叶变换方法 FFT 和反变换 这种影 响可以得到补偿 但是 不建议这样做 注 2 不同的校验时间段可用于又可直流传输阻抗和更复杂的插入损耗的测量 如果对直流传输阻抗 的重复测量显示与最初的测量结果相差小于 1 则操作人员可以认为电流靶 衰减器 电缆链的插 入损耗没有变化 倘若是用同样的电缆和衰减器的 则没有迹象表明有其他问题 例如连接器有松动或损 坏 B 2 2 电流靶适配线 电流靶适配线见图 B 6 所示 可以被用来连接至静电放电电流靶的输入端的 50 同轴 电缆 从几何上来说 它平滑地从同轴电缆的直径扩展到电流靶的直径 如果这样制出的电 流靶从 d 与 D 见图 B 7 的直径之比计算得到的阻抗不等于 50 则电流靶适配线应制 成它内导体的外径等于电流靶内电极的直径 阻抗应利用填充电流靶适配线材料 典型材料 为空气 的相对介电系数来进行计算 在 1GHz 带宽内 电流靶适配线将维持在 50 2 两个面对面放置的电流靶适配线在高达 1GHz 范围内的反射系数将大于 30dB 两个面对面 放置的电流靶适配线在从直流至 1GHz 范围内的插入损耗将低于 0 3dB 注意 与其他连接器的连接来实现阻抗和损耗的要求是可能的 图中 1 同轴适配线 2 静电放电的电流靶 图 B 6 连接在电流靶上的电流靶适配线 29 图中 1 内电极 2 电阻性的气隙 3 地 d 内电极的外径 D 外电极的内径 图 B 7 电流靶的正面 B 2 3 确定电流靶 衰减器 电缆链的插入损耗 链的插入损耗是通过对链连接的比较来确定的 见图 B 8 首选的测量设备是一个网 络分析仪 带有跟踪发生器的频谱分析仪 或其他测量幅度插入损耗的系统也可使用 为了避免适度匹配的信号源与高度反射的电流靶之间的反射 可能需要在信号源和电流 靶之间插入匹配良好的衰减器 通常在每一边有一个 20dB 的衰减器就足够了 同样 为了 避免在衰减器与电流靶或电流靶适配线之间的同轴衰减器可能引入的反射这也是很重要的 通过改变在测量系统和电流靶之间的电缆长度 可以确定反射是否被足够抑制了 这些反射 将显示为在插入损耗 频率曲线上的周期性起伏 30 图中 1 网络分析仪 2 静电放电电流靶 3 50 同轴适配线 4 衰减器 A 5 衰减器 B 6 网络分析仪的输出连接器 7 网络分析仪的输入连接器 a 在这些点上校准网络分析仪 图 B 8 电流靶 衰减器 电缆链插入损耗的网络分析仪测量 插入损耗的测量作业是校准在图 B 8 校验点上的网络分析仪 位于衰减器和电流靶之 间 以及衰减器与电流靶适配线之间 注 1 如果没有使用网络分析仪 则相应作业要作出修改 将电流靶适配线与电流靶 衰减器 电缆链连接 插入方法如图 B 8 所示 测量插入损耗 电流靶 衰减器 电缆链在直流至 1GHz 间的插入损耗变化应该小于 0 5dB 注 2 不用直流 利用网络分析仪 应该应用最低频率 至于直流特性 应分开来测量 注 3 不同的校验时间段可用于又可直流传输阻抗和更复杂的插入损耗的测量 如果对直流传输阻抗 的重复测量显示与最初的测量结果相差小于 1 则操作人员可以认为电流靶 衰减器 电缆链的插 入损耗没有变化 倘若是用同样的电缆和衰减器的 则没有迹象表明有其他问题 例如连接器有松动或损 坏 B 2 4 确定电流靶 衰减器 电缆链的直流传输电阻 电流靶 衰减器 电缆链的直流传输电阻被定义为注入电流靶输入处的电流与加 在电缆输出端精密的 50 负载 即位于电缆末端用以代替示波器 上的电压的比率 电路 图画在图 B 9 中 在静电放电测量中 如果用 Isys 的电流注入到电流靶上 则示波器的显示电压为 Vosc 为了从显示电压来计算未知的电流 将电压用直流系统传输电阻 Zsys 来除 31 图中 1 电流靶 2 电流靶的内部电路例 其他电路也是可能的 3 衰减器 4 衰减器的内部电路 5 直流电流源 6 安培表 7 50 负载 8 数字电压表 图 B 9 用于确定直流系统传输电阻的电路图 电流靶 衰减器 电缆链的直流系统传输电阻可以由下述方法确定 注入电流 Isys大约 1A 到电流靶的前端 这电流靶的前端是专为对电流靶放电而设计 的 电流的精度应在 1 以内 更大的电流也可以采用 只要它们不产生超出电流靶规定 的热应力 测量加在 50 精密负载上的输出电压 V 按照 B 1 式计算传输阻抗 注意 为了验证热电压不影响结果 测量应在正 负电流下进行 检查两两个结果 彼此在 0 5 之内 用于确定整个电流靶 衰减器 电缆链传输特性的其他方法也可使用 B 1 32 附录 C 知识性的 功能的性能状态分类 FPSC C 1 概述 本附录提供在静电放电抗扰度试验之中和之后界定汽车电气系统的电气 电子功能的可 接受性能的一般方法 这个方法基于以下考虑 a 车载被试设备可以包含一个或几个功能 例如 一个电子设备可以管理前面的雨刷 礼 让车灯和低光照明灯 b 一个功能可以有几个工作模式 例如 低光照明灯开 低光照明灯关 礼让车灯开 礼 让车灯关 c 一个工作模式可以有几个状态 例如在低光照明工作模式中 状态 可以在干扰作用期间 低光灯关掉 而在干扰结束后 自动恢复低光照明 功能的性能状态分类可适用于每一种功能 C 2 功能的性能状态分类 FPSC 的方法 这个方法是基于下述原理 a 功能的性能状态分类适用于每一个特有功能 因此一辆汽车将有许多功能 一个被试设 备也可以包含几个功能 例如 一个电子设备可以管理前面的雨刷 礼让车灯和低光照明灯 b 一个功能可以是简单的开 关操作 也可以是复杂的 例如在数据总线上的通信 必须强调的是 按照这个国际标准中所说的 器件和系统仅将在代表和模拟设备实际经 受的汽车电磁环境下进行试验 这将有助于确保在技术上和经济上对潜在敏感的器件和系统 进行优化设计 还应当注意的是 本附录不打算成为产品的技术规范 同时也起不到这样的作用 它应 当与本国际标准中的规定的试验方法结合起来使用 因此在本附录中对试验信号的严酷度电 平没有规定具体的值 因为这应该由汽车制造商和器件供应商来决定 不过使用在本附录中 描述的原理 以及在制造商和供应商之间的仔细应用和协议时 本附录可以用来描述具体设 备的功能状态的要求 事实上 这可以是描述如何期望一个具体设备在指定试验信号的影响 下的工作 C 3 功能的性能状态分类 FPSC 的基本要素 C 3 1 概述 在讲述功能的性能状态分类 FPSC 时 有两个要素要在 C 3 2 和 C 3 3 中介绍 C 3 2 功能的性能状态 这个要素