ISO 10605-2008 中文版 道路车辆 - 静电放电试验

ISO10605:2008中文版道路车辆—静电放电试验前言本国际标准由国际标准化组织（ISO）发布于2008年7月15日，为第二版，替代此前的相关版本，同时整合了2010年技术勘误表（ISO10605:2008/Cor.1:2010）和2014年修改件（ISO10605:2008/Amd1:2014）的内容。本标准规定了道路车辆电子电气组件在静电放电环境下的试验方法，旨在评估组件对静电放电引起的电气骚扰的抗扰性，保障车辆电子系统在实际使用中的稳定性和安全性。本标准适用于所有类型的道路车辆，无论其推进系统如何，包括火花点火发动机、柴油发动机和电动马达驱动的车辆。本标准的制定基于IEC61000-4-2的部分内容，并结合道路车辆的特殊使用场景，明确了针对性的试验要求，不适用于烟火信号类组件。1范围本标准规定了用于评估道路车辆电子组件的静电放电（ESD）试验方法，适用于由以下场景引起的静电放电：装配过程中产生的静电放电、服务人员操作时引起的静电放电、车辆驾乘人员引起的静电放电。静电放电可能直接作用于被试设备（DUT），也可能作用于被试设备邻近的零件，通过耦合方式影响车辆上被试设备的电源线、信号线，或直接侵入被试设备内部。本标准详细描述了型式试验和整车层面电子组件的静电放电试验过程，覆盖各类道路车辆的电子电气组件，不受车辆推进系统类型的限制。需要特别说明的是，本标准不适用于烟火信号组件的静电放电试验，此类组件的试验需遵循专门的行业标准。2参考文件下列参考文件对本标准的应用至关重要。对于标注日期的参考文件，仅其标注日期的版本适用于本标准；对于未标注日期的参考文件，其最新版本（包括所有修订版）均适用于本标准。ISO7637-1：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ISO11452-1：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术语和定义为便于理解本标准内容，除采用ISO7637-1和ISO11452-1中界定的术语和定义外，补充以下术语和定义，适用于本标准。3.1空气放电：以试验发生器电极靠近被试设备，在被试设备表面形成电弧放电为特征的试验方法，主要用于模拟人体与被试设备非接触时产生的静电放电。3.2接触放电：以试验发生器电极与被试设备表面接触，通过发生器放电开关激励放电为特征的试验方法，主要用于模拟人体与被试设备直接接触时产生的静电放电。3.3被试设备（DUT）：定义为接受静电放电试验的单个电子组件或多个组件的组合体，是试验的核心对象。3.4直接放电：将静电放电直接施加在被试设备的表面或引脚等部位，直接对被试设备产生干扰的放电方式。3.5静电放电（ESD）：在两个具有不同电位的物体之间，因静电场感应或接触前的电荷积累，发生的静电电荷迁移现象，是引起车辆电子组件干扰的重要因素之一。3.6ESD发生器：用于模拟人体静电放电模型的专用仪器，能够产生符合标准要求的静电放电电压、电流波形，是开展试验的核心设备。3.7地参考平面（GRP）：平整的传导性表面，其电位被用作试验过程中的公共基准电位，用于保障试验环境的稳定性和试验结果的准确性。3.8保持时间：在放电发生之前，由于电荷泄漏，试验电压降低10%所经历的时间，是衡量ESD发生器性能的重要参数。3.9垂直耦合板（HCP）：处于垂直方向的金属板，试验时将静电放电施加在该板上，用于模拟人体对被试设备邻近物体放电时产生的耦合干扰。3.10人体放电模型：由无源元件网络和特定电压组成的模型，用于模拟车载环境中带电人体的静电放电特性，为ESD发生器的设计和试验提供依据。3.11间接放电：将静电放电施加在靠近被试设备的耦合板上，通过放电电流产生的瞬变场对被试设备产生干扰的放电方式，模拟人体在被试设备附近物体上放电的场景。3.12表面：指被试设备连续的外壳表面、外壳缝隙或窗口，包括开关、触头、通风孔、扬声器孔等易发生静电放电的部位。4试验条件试验的严酷度等级由用户根据被试设备的实际使用场景和要求指定，本标准附录C中给出了推荐的试验电平，供用户参考选用。标准试验条件如下：环境温度控制在（20±10）℃，相对湿度控制在20%至60%之间，其中以20℃环境温度、30%相对湿度为最佳试验条件，可确保试验结果的稳定性和重复性。若用户因实际需求，与相关方协商确定了其他试验环境参数，需将该参数详细记录在试验报告中，明确说明偏离标准条件的原因，确保试验结果的可追溯性。5试验场所开展静电放电试验时，可选用特定的试验场所，例如屏蔽室或安装吸收体的屏蔽室，但本标准不强制要求必须使用此类场所。需要特别注意的是，静电放电试验过程中会产生瞬变电磁场，该电磁场即使在数米之外，也可能对敏感的电子设备或接收器产生干扰，影响试验结果的准确性。因此，在选择试验场地时，需充分考虑这一因素，避免试验环境中的其他电子设备对试验产生干扰，同时也要防止试验产生的瞬变场影响周围设备的正常运行。6测试设备和仪器开展本标准规定的静电放电试验，需配备符合要求的测试设备和仪器，各类设备的技术要求如下，所有设备需定期校准，确保性能符合标准规定。6.1静电发生器静电发生器需模拟人体静电放电模型，其输出参数需满足以下要求：接触放电模式的输出电压范围为2kV至15kV，或根据试验计划的具体要求调整；空气放电模式的输出电压范围为2kV至25kV，同样可根据试验计划调整。输出电压的精度需不大于5%，确保放电电压的准确性。发生器需支持正、负两种输出极性，满足不同场景下的试验需求；接触放电模式的短路电流上升时间（10%至90%区间）需控制在0.7ns至1ns之间，保持时间不小于5s，确保电荷能够充分积累。储能电容需选用150pF或330pF，放电电阻选用330Ω或2000Ω，具体参数可根据试验需求选择。若静电放电发生器由外部交流或直流电源供电，或由独立设备控制，其供电电缆或控制电缆不得与发生器的返回电缆结合或捆扎在一起，避免产生意想不到的电流，影响放电波形和试验结果。发生器需能够产生重复率至少为每秒10次的放电，直至手动控制停止，且在连续放电过程中，不得出现放电电流波形变坏的情况。若放电返回电缆的长度2m不足以满足试验需求（例如被试设备高度较高），可选用长度不超过3m的返回电缆，但需通过制造商校验或自行校验，确保电缆长度增加后，放电波形仍符合标准规定的特性。6.2放电电极放电电极分为接触放电电极和空气放电电极两种，分别对应不同的放电模式，其材质和尺寸需符合以下要求。6.2.1接触放电电极：接触放电模式所使用的电极通常由不锈钢制成，其结构和尺寸需符合标准规定，电极尖端需平整光滑，确保与被试设备表面能够良好接触，避免因接触不良影响放电效果。6.2.2空气放电电极：空气放电模式所使用的电极需符合特定的结构要求，当试验电压高于15kV时，需选用直径为20mm至30mm的较大电极，以避免出现预放电现象，确保电弧放电的稳定性和可控性。6.3放电电流特性放电电流的特性需按照本标准附录A的要求进行验证，确保其符合试验规范。对于每一种放电网络的接触放电模式，其电流波形参数需控制在标准规定的范围内，包括峰值电流、特定时间点的电流值及其允差，具体参数需通过专用设备测量确认。6.4耦合和地参考平面地参考平面需采用平整的传导性材料制成，其尺寸需满足试验要求，能够为被试设备和试验仪器提供稳定的基准电位。耦合板分为垂直耦合板和水平耦合板，根据试验需求选用，耦合板需与地参考平面保持良好的电气连接，确保静电放电产生的干扰能够有效耦合，模拟实际使用中的干扰场景。6.5绝缘块绝缘块用于支撑被试设备或耦合板，其材质需为绝缘性能良好的材料，避免产生额外的导电路径，影响试验结果。绝缘块的尺寸和形状需根据被试设备的大小和试验布置确定，确保支撑稳定，同时不干扰静电放电的传播。6.6绝缘支撑绝缘支撑用于固定放电电极、耦合板等设备，其绝缘性能需符合标准要求，防止放电过程中出现漏电现象。绝缘支撑的结构需牢固，能够确保试验过程中设备位置稳定，避免因设备晃动影响试验的准确性。7放电模式7.1概述静电放电试验主要采用两种放电模式，即接触放电模式和空气放电模式，两种模式分别模拟不同的实际静电放电场景，试验时需根据被试设备的使用环境和表面特性，选择合适的放电模式，确保试验的针对性和有效性。7.2接触放电模式接触放电模式适用于被试设备表面为导电材质或静电易积累且易接触的部位，试验时，将ESD发生器的接触放电电极与被试设备的试验部位良好接触，通过发生器的放电开关激励放电，模拟人体与被试设备直接接触时产生的静电放电。放电过程中，需确保电极与被试设备表面接触紧密，避免出现接触不良导致的放电异常，同时需按照试验计划设定的电压、极性和放电次数，依次完成各个试验部位的放电试验。7.3空气放电模式空气放电模式适用于被试设备表面为绝缘材质、不易接触的部位，或表面存在缝隙、窗口的部位，试验时，将ESD发生器的空气放电电极缓慢靠近被试设备的试验部位，直至电极与被试设备表面之间形成电弧放电，模拟人体与被试设备非接触时产生的静电放电。放电过程中，电极靠近被试设备的速度需均匀，避免速度过快或过慢影响电弧的形成和放电效果，对于试验电压高于15kV的空气放电，需选用较大尺寸的电极，防止预放电现象的发生。8组件的抗扰度试验方法（加电试验）8.1概述组件的抗扰度试验（加电试验）用于评估被试设备在正常工作状态下，对静电放电干扰的抗扰能力，试验时需将被试设备按照实际工作状态加电，模拟其在车辆中的正常运行场景，通过施加静电放电干扰，观察被试设备的功能状态。8.2试验计划试验前需制定详细的试验计划，明确试验目的、被试设备的基本信息（包括型号、规格、生产厂家等）、试验严酷度等级、放电模式、放电电压、放电极性、放电次数、放电部位以及被试设备的工作状态和监测项目。试验计划还需明确试验环境条件、测试设备的型号和校准状态、试验步骤以及试验结果的评价准则，确保试验过程规范、可追溯，试验结果准确可靠。8.3直接放电的试验步骤直接放电试验的步骤如下：首先，将被试设备放置在试验台上，按照实际工作状态连接电源和负载，确保被试设备正常工作，同时将被试设备和试验台与地参考平面良好连接，布置好绝缘支撑和相关测试仪器。其次，根据试验计划设定ESD发生器的放电模式（接触放电）、放电电压、放电极性，将发生器的放电电极与被试设备的指定放电部位良好接触，确认所有设备连接正常、工作状态稳定后，开始进行放电试验。每个放电部位需按照设定的放电次数进行放电，每次放电之间需保持一定的间隔，确保被试设备有足够的恢复时间，放电过程中，实时监测被试设备的工作状态、输出信号等参数，记录是否出现功能异常、性能下降等情况。完成一个部位的试验后，按照试验计划依次切换到其他放电部位，重复上述步骤，直至完成所有指定部位的直接放电试验，试验过程中若出现异常情况，需立即停止试验，记录异常现象和试验参数，分析异常原因。8.4间接放电的试验步骤间接放电试验的步骤如下：首先，按照试验计划布置试验场地，将被试设备放置在试验台上，加电并使其处于正常工作状态，将垂直耦合板或水平耦合板放置在靠近被试设备的指定位置，确保耦合板与地参考平面良好连接，ESD发生器的放电电极对准耦合板的指定部位。其次，设定ESD发生器的放电模式（空气放电或接触放电，根据试验计划确定）、放电电压、放电极性，确认被试设备、耦合板、发生器等设备的工作状态正常后，开始进行放电试验，将静电放电施加在耦合板上，通过耦合作用对被试设备产生干扰。每个耦合部位需按照设定的放电次数进行放电，每次放电间隔需符合试验要求，放电过程中，实时监测被试设备的功能状态、输出参数等，记录是否出现干扰现象，完成一个耦合部位的试验后，切换到其他指定耦合部位，重复上述步骤，直至完成所有间接放电试验。9组件的包装和搬运试验方法（不加电试验）9.1概述组件的包装和搬运试验（不加电试验）用于评估被试设备在包装、搬运过程中，对静电放电的耐受能力，试验时被试设备不加电，模拟其在运输、存储、搬运过程中可能遇到的静电放电场景，确保被试设备在未工作状态下不会因静电放电而损坏。9.2试验计划试验前需制定试验计划，明确被试设备的基本信息、包装方式（按照实际包装要求进行）、试验严酷度等级、放电模式、放电电压、放电极性、放电次数以及放电部位，同时明确试验环境条件、测试设备的校准状态和试验结果的评价准则。9.3试验步骤首先，将被试设备按照实际包装要求进行包装，放置在试验台上，确保包装完好，将包装后的被试设备与地参考平面之间通过绝缘支撑隔离，避免直接接地。其次，根据试验计划设定ESD发生器的放电模式、放电电压、放电极性，将放电电极对准包装表面的指定部位，或包装内部与被试设备接触的部位（若需模拟包装内部的静电放电），确认试验设备工作正常后，开始进行放电试验。每个放电部位需按照设定的放电次数进行放电，每次放电间隔需符合要求，放电过程中，观察包装是否出现破损、被试设备是否出现外观损坏等情况，试验完成后，拆除包装，检查被试设备的外观、电气性能等，确认是否因静电放电而产生损坏。若试验过程中需要对被试设备的引脚进行放电，需为引脚提供接地连接，确保放电电流能够正常泄放，避免引脚因静电积累而损坏。10整车试验方法10.1概述整车试验用于评估整车层面的电子电气系统对静电放电的抗扰能力，模拟车辆在实际使用过程中，驾乘人员、服务人员等产生的静电放电对整车电子系统的干扰，确保整车电子系统在静电放电环境下能够正常工作，保障车辆的行驶安全。10.2试验计划试验前需制定详细的整车试验计划，明确试验车辆的基本信息（型号、配置、生产厂家等）、试验严酷度等级、放电模式、放电电压、放电极性、放电次数以及放电部位（包括车辆内饰表面、电子设备控制面板、车门、车窗等易产生静电放电的部位）。试验计划还需明确试验环境条件、测试设备的型号和校准状态、车辆的工作状态（如怠速、正常行驶等，根据试验需求确定）、监测项目（如发动机运行状态、仪表显示、电子控制系统功能等）以及试验结果的评价准则。10.3试验步骤首先，将试验车辆放置在试验场地，确保车辆处于指定的工作状态（如怠速），连接好相关的监测设备，用于监测发动机、电子控制系统、仪表等设备的工作状态，将车辆与地参考平面良好连接，确保接地可靠。其次，根据试验计划设定ESD发生器的放电模式、放电电压、放电极性，将放电电极对准车辆的指定放电部位，确认车辆和试验设备工作正常后，开始进行放电试验，每个放电部位按照设定的放电次数进行放电，每次放电间隔需符合要求。放电过程中，实时监测车辆的各项性能参数，观察发动机是否出现熄火、仪表是否出现异常显示、电子控制系统是否出现功能失效等情况，记录试验过程中的所有现象和数据。完成一个部位的试验后，依次切换到其他指定放电部位，重复上述步骤，直至完成所有部位的整车静电放电试验，试验结束后，对试验数据进行整理分析，评估整车电子系统的抗静电放电能力。11试验报告试验完成后，需编制详细的试验报告，确保试验报告的完整性、准确性和可追溯性，试验报告需包含以下内容：试验名称、试验日期和地点、试验依据（即本标准ISO10605:2008）、试验人员信息。被试设备或试验车辆的详细信息，包括型号、规格、生产厂家、序列号、安装配置等；试验环境条件，包括环境温度、相对湿度、气压等，若偏离标准试验条件，需说明原因。试验设备的详细信息，包括设备型号、生产厂家、校准日期和校准证书编号等；试验计划中规定的各项参数，包括试验严酷度等级、放电模式、放电电压、放电极性、放电次数、放电部位等。试验过程的详细记录，包括试验步骤、放电过程中出现的现象、监测数据等；试验结果的评价，根据试验过程中的现象和数据，判断被试设备或整车电子系统是否符合抗静电放电要求，明确合格或不合格的结论。试验过程中出现的异常情况及处理方法、原因分析；必要的附录，包括试验布置图、监测数据记录表、设备校准证书复印件等。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：电流靶用于验证静电放电发生器的放电电流特性，其输入阻抗需符合标准规定，结构设计需确保能够准确测量放电电流的峰值和波形，电流靶的材质和尺寸需经过严格筛选，确保测量精度。A.2静电放电发生器的校验：ESD发生器需定期进行校验，校验内容包括输出电压精度、放电电流波形、上升时间、保持时间等参数，校验需按照标准规定的方法进行，使用经过校准的专用设备，校验结果需记录在案，若校验结果不符合标准要求，需对发生器进行调整或维修，直至符合要求后方可使用。附录B（知识性的）标准的靶面图纸及靶面的校验方法B.1标准靶面的描述：标准靶面为特定尺寸的金属板，其表面平整光滑，材质为导电性能良好的材料，靶面的尺寸和结构需符合标准规定，用于配合电流靶完成ESD发生器的校验。B.2靶面的校验方法：靶面的校验主要包括外观检查、尺寸测量和导电性能测试，外观检查需确认靶面无破损、划痕等缺陷；尺寸测量需使用专用测量工具，确保靶面尺寸符合标准要求；导电性能测试需测量靶面的电阻值，确保其导电性能良好，满足试验需求。附录C（知识性的）功能的性能状态分类（FPSC）C.1概述：功能性能状态分类（FPSC）用于评估被试设备在静电放电试验后的功能状态，为试验结果的评价提供依据，根据被试设备的功能重要性和试验后的表现，将其分为不同的状态等级。C.2FPSC方法：采用FPSC方法时，需首先明确被试设备的核心功能和次要功能，试验后，根据被试设备的功能恢复情况、性能下降程度等，对其功能状态进行分类，分类结果需与试验严酷度等级相结合，作为判断被试设备是否合格的重要依据。C.3FPSC的核心要素：包括被试设备的功能定义、试验后的功能表现、性能指标的变化、恢复能力等，这些要素需在试验计划中明确，确保试验结果评价的一致性和准确性。C.4FPSC示例：给出不同类型被试设备（如车载导航系统、发动机控制系统等）的FPSC分类示例，供试验人员参考，确保分类方法的正确应用。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D.1电阻值的选择：根据被试设备的类型和试验场景，选择合适的ESD发生器放电电阻值，330Ω电阻适用于大多数车载电子组件的接触放电试验，2000Ω电阻适用于部分敏感组件或特定场景的试验，选择时需结合被试设备的电气特性和实际使用环境。D.2试验方法的选择：接触放电和空气放电的选择需根据被试设备的表面特性和使用场景，导电表面优先采用接触放电，绝缘表面或不易接触的部位采用空气放电，对于既有导电表面又有绝缘表面的