ECU的车规级试验：DV试验（十三：EMC标准及测试-8）

 前言：

本文是《ECU的车规级试验》系列文章合集（点击可查看全部文章）的第十三篇。

书接前文，EMC相关知识，包括标准及测试等内容较多，前几篇文章已详细介绍了所有的传导发射、辐射发射、传导抗扰以及辐射抗扰-ALSE法，目前只剩下辐射抗扰-大电流注入BCI以及静电（ESD）抗扰了。辐射抗干扰的标准为GB/T 33014，采标为国际标准ISO 11452，上文介绍了GB/T 33014.1（一般规定）及GB/T 33014.2（辐射抗扰ALSE法），本篇将继续介绍该系列标准中最常用的另一个标准GB/T 33014.4大电流注入BCI法。

文中所有测试项目均配有真实的DV试验照片，包含测试设备、样品、测试Setup、测试限值及结果判定等，帮助大家对DV试验有一个更深刻的了解和认知。在此特别感谢CVC威凯检测技术提供的试验室技术支持和测试照片。

*注：本文部分内容节选自作者新书《广义车规级电子元器件可靠性设计与开发实践》，由机械工业出版社于2024年6月份出版，节选时进行了改编。本文内容较多，建议大家收藏阅读。

本文目录如下：

1. GB/T 33014.4大电流注入(BCI)法

1.1 一般规定

1.2 试验设备和试验布置要求

1.3 试验布置

1.4 试验方法

1.5 试验的严酷等级及频段

2. 辐射抗扰BCI法的DV测试

2.1 DV试验等级及要求

2.2 辐射抗扰BCI法的DV试验布置

2.3 结果判定

#01

在此修正一个前文的错误，GB/T 33014标准一共有10个，前面文章漏掉了最后一个标准GB/T 33014.11-2023，这个标准出来的较晚，于2024-04-01才实施，是GB/T 33014系列标准的最后一个。除标准的第1部分一般规定外，其他9个标准均为对不同测试方法的规定，但常用也就两个：第2部分：电波暗室法（ALSE法）和第4部分大电流注入法（BCI）。下面我们就详细介绍第4部分大电流注入法（BCI法）。

GB/T 33014.4-2016是标准的现行版本，于2017-11-1实施，标准全名：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，采标ISO 11452-4：2005，MOD。

1.1 一般规定

GB/T 33014.4标准适用于M（载客的机动车）、N（载货的机动车）、O（挂车）、L（两轮及三轮机动车）类车辆用电气/电子部件，且不限定车辆动力系统（燃油、混动或电动车）。这和GB/T 33014.2是一致的。不同的是，大电流注入（BCI）法使用的频率范围和电流探头特性有关，为1MHz～400MHz，远低于ALSE法的频率范围80MHz～18000MHz；另外，电流探头的种类不止一种类型，这点大家要注意一下。

试验温度、试验电压、调制方式、驻留时间、频率步长、试验严酷等级的定义等按照GB/T 33014.1的规定执行。另外标准要求试验在屏蔽室内进行，而ALSE法则是在电波暗室内。

1.2 试验设备和试验布置要求

大电流注入(BCI)法是使用电流注入探头将骚扰信号直接耦合到线束上进行抗扰度试验的一种方法。这里小伙伴们有没有发现，这种方法和之前我们讲过的传导发射中的电流探头法很类似，电流探头法是通过电流探头对DUT的整个线束上的传导发射进行测量的一种方法，而这里则是用电流探头通过DUT线束对DUT进行抗干扰测试的一种方法，是不是有点异曲同工，和前面我讲的干扰和抗干扰就是一个产品EMC性能的一体两面。

注入探头为电流互感器，被测装置(DUT)的线束穿过电流探头，这个试验设置和传导发射测试是相同的，试验中通过改变试验严酷等级和感应骚扰的频率进行抗扰试验。

辐射抗扰BCI法的试验设备包括：

电流注入探头(探头组)：将测试设备输出信号耦合到DUT，探头组可在全频段承受连续输入功率。

电流测量探头(探头组)：应覆盖全频段

人工网络(AN) 

射频(RF)信号发生器：具备内部或外部调制能力

功率放大器

功率计(或等效测量仪器)：用于测量前向功率和反射功率

电流测量设备

试验布置方面，接地平板应采用至少0.5mm厚的紫铜、黄铜或者镀锌钢板。最小宽度为1000mm，最小长度为2000mm，或者比整个设备的各边大200mm，取两者中尺寸较大的平板。接地平板(试验台)的高度应位于地面上(900±100)mm处，接地平板应与屏蔽室壳体电气搭接，接地带之间的距离不得大于300mm，直流电阻不得超过2.5mΩ。这些试验布置要求和GB/T 33014.2（ALSE法）中的规定是完全一致的。

另外，每一个DUT的电源线都应经过5μH/50Ω的AN与供电电源相连。通常供电电源负极接地，如果DUT使用的供电电源是正极接地，则标准给出的试验布置需要进行相应调整，这些要求和ALSE法是一致的。另外，所需AN的数量根据DUT在车辆上的安装情况确定。AN应直接安装在接地平板上，外壳应与接地平板搭接。电源回线应与接地平板相连(在电源和AN之间)，每个AN的测量端口应接50Ω的负载。

和ALSE法一样，试验AN的数量也需要根据DUT在车辆上的安装情况确定，如下： 

DUT远端接地(车辆电源回线大于200mm)：要用两个AN，其中一个接电源正极，另一个接电源回线。

DUT近端接地(车辆电源回线不大于200mm)：使用一个AN，用到电源正极上。

关于DUT的规定如下：

DUT应放置在非导电、低相对介电常数(Er≤1.4)材料上，位于接地平板上方(50±5)mm的位置

DUT的外壳不应与接地平板相连(模拟实际车辆结构的除外)

DUT表面距离接地平板边缘至少100mm。这个规定和发射测试也基本一致

除了放置DUT的接地平板，DUT和其他任何金属部件(如屏蔽室的墙壁)距离至少500mm。

关于线束及模拟负载的规定如下：

DUT和负载模拟器之间试验线束的总长度应为(1000±10)mm

试验线束应放置在绝缘支架上，位于接地平板上方(50±5)mm的位置

试验线束应直线放置，并且有固定的位置和数量

线束应穿过电流注入探头和电流测量探头

连接负载模拟器的导线应固定，其长度应比试验线束短

最好将负载模拟器直接放置在接地平板上，如负载模拟器为金属外壳，外壳与接地平板直接搭接

如负载模拟器放在接地平板上，负载模拟器的直流电源线应通过AN进行连接

关于电流探头与DUT连接器距离d的位置规定如下：

d=(150±10)mm

d=(450±10)mm

d=(750±10)mm

如在测试中使用电流测量探头，应位于DUT连接器(50±10)mm处。

而传导发射电流探头法测试则要求在距离被测件50mm和750mm两处分别用探头测量发射，是不是感觉有点类似。

1.3 试验布置

标准对试验布置的规定按照标准规定分为两种：替代法与限制功率的闭环法。替代法试验布置如下图所示：

辐射抗干扰：BCI法试验布置示例-替代法（整理：左成钢）

限制功率的闭环法电流注入探头应置于距DUT连接器(900±10)mm处，电流测量探头应置于距DUT连接器(50±10)mm处，限制功率的闭环法试验布置示例见下图。