《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GBT 21437.2-2021》详细解读

《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/T21437.2-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4试验规程4.1一般规定4.2试验温度和供电电压4.3电压瞬态发射试验contents目录4.4瞬态抗扰性试验5试验设备及要求5.1人工网络5.2并联电阻RS5.3开关S5.4电源5.5测量仪器5.6抗扰性试验脉冲发生器contents目录附录A(资料性)试验脉冲严酷等级示例附录B(规范性)瞬态发射评估—电压波形附录C(规范性)试验脉冲发生器验证程序附录D(资料性)脉冲发生器能量的确定附录E(资料性)道路车辆电气系统中瞬态的来源contents目录附录F(资料性)基于机电切换感性负载的替代瞬态试验技术011范围1范围标准适用范围本标准适用于道路车辆用电气/电子部件对沿电源线传导和耦合引起的电骚扰的试验方法。试验目的评估电气/电子部件在受到电源线电瞬态传导发射和抗扰性时的性能。试验对象道路车辆用电气/电子部件，包括但不限于发动机控制单元、电子控制单元、传感器、执行器等。试验要求按照标准规定的试验方法和要求进行试验，确保部件在受到电瞬态传导发射和抗扰性时能够正常工作。022规范性引用文件GB/T17619道路车辆电气和电子设备的环境条件和试验方法。GB/T21437.1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：一般规定。国家标准道路车辆-传导和耦合引起的电骚扰-第2部分：沿电源线的电瞬态传导发射和抗扰性。ISO7637-2道路车辆-窄带辐射电磁骚扰的试验方法。ISO11452国际标准033术语和定义3.1电骚扰耦合指两个或多个电路之间相互作用，导致一个电路中的信号或能量传递到另一个电路中的现象。传导骚扰通过导电介质传播到设备中的骚扰电压或电流。电瞬态在电路中产生的短时间的电压或电流变化。发射指设备向外部辐射电磁能量的现象。3.2电瞬态传导发射设备性能设备在受到电磁骚扰时，能够保持正常工作并满足规定要求的能力。骚扰限值设备在正常工作状态下，能够耐受的电磁骚扰的最大值。3.3抗扰性044试验规程4.1试验设备瞬态发生器用于产生符合标准的电瞬态信号。耦合/去耦网络（CDN）用于将瞬态信号耦合到电源线路上，或去耦电源线路上的瞬态信号。衰减器用于降低瞬态信号的幅度，以保护测试设备。示波器用于监测和记录电源线路上传导的瞬态发射。试验应在无电磁干扰的环境下进行，确保试验结果的准确性。布置要求试验设备应接地，以减少外界干扰对试验结果的影响。接地要求电源线应按照实际使用情况进行布置，以模拟真实的工作环境。电源线布置4.2试验布置010203抗扰性测试在注入瞬态信号的同时，观察电气/电子部件的工作状态，判断其是否受到瞬态信号的干扰。瞬态信号注入通过瞬态发生器向电源线路注入符合标准的瞬态信号，模拟实际工作环境中的电瞬态现象。发射测试在注入瞬态信号后，使用示波器监测电源线路上的传导发射，并记录测试结果。4.3试验方法发射测试结果根据观察结果，判断电气/电子部件是否能够在瞬态信号的干扰下正常工作。抗扰性测试结果评估报告根据测试结果，编写详细的评估报告，包括测试方法、测试数据、测试结果及结论等。根据测试结果，判断电气/电子部件在电源线上传导的瞬态发射是否符合标准要求。4.4试验结果与评估054.1一般规定电气/电子部件本标准适用于道路车辆用电气和电子部件，包括但不限于发动机控制单元、电子控制单元、传感器等。电源线本标准涉及沿电源线传导的电瞬态骚扰，包括电源线和搭铁线。4.1.1适用范围通过模拟电源线上的电瞬态骚扰，评估电气/电子部件在受到骚扰时的性能。评估电气/电子部件的抗扰性测试电气/电子部件在工作过程中向电源线发射的电瞬态骚扰水平。验证部件的发射水平4.1.2试验目的在电气系统中，由开关操作、雷电冲击、静电放电等引起的瞬态电压或电流变化。电瞬态骚扰电气/电子部件在受到电瞬态骚扰时，能够保持正常工作的能力。抗扰性电气/电子部件在工作过程中向电源线发射的电瞬态骚扰的强度。发射水平4.1.3术语和定义010203064.2试验温度和供电电压试验温度温度控制在试验过程中，需采取适当的温度控制措施，如使用恒温箱或温度调节设备，以保持试验温度在规定的范围内。温度范围标准规定了试验过程中设备应处于的环境温度范围，以确保测试结果的准确性和可靠性。电压范围标准规定了试验设备的供电电压范围，以保证设备在正常工作电压下运行，避免电压过高或过低对设备造成损害。电压稳定性供电电压应保持稳定，避免电压波动对试验结果产生干扰。通常要求供电电压的波动范围在设备允许的电压范围内。供电电压074.3电压瞬态发射试验试验设备瞬态发生器用于产生规定的电压瞬态波形。示波器用于观测和记录电压瞬态波形。耦合/去耦网络（CDN）用于模拟电源线上的耦合和去耦效应。衰减器用于调整电压瞬态的幅度，以适应试验设备和受试部件的要求。试验方法设置瞬态发生器根据标准规定，设置瞬态发生器的参数，包括脉冲波形、重复频率、脉冲持续时间等。02040301开启瞬态发生器启动瞬态发生器，按照规定的波形和重复频率向受试部件施加电压瞬态。连接受试部件将受试部件的电源线连接到耦合/去耦网络上，并确保连接牢固可靠。观测和记录使用示波器观测和记录受试部件在电压瞬态作用下的响应情况，包括电压波动、电流变化等。注意事项确保受试部件在正常工作状态下进行试验，避免损坏部件。在试验过程中，应注意保护受试部件和试验设备，避免意外损坏或电击危险。试验结果应详细记录，包括试验日期、受试部件型号、试验参数、试验结果等信息，以便后续分析和评估。在进行电压瞬态发射试验时，应注意电磁兼容性和电磁干扰问题，避免对周围设备和环境造成不良影响。084.4瞬态抗扰性试验4.4.1试验目的评估电气/电子部件在瞬态抗扰性环境下的性能。确定部件在瞬态抗扰性试验中是否会出现故障或性能下降。用于产生瞬态抗扰性信号，模拟实际环境中的电瞬态现象。瞬态抗扰性测试仪用于将瞬态信号耦合到受试部件的电源线上，或去耦受试部件产生的瞬态信号。耦合/去耦网络（CDN）用于监测受试部件在瞬态抗扰性试验中的电压和电流波形。示波器4.4.2试验设备010203在受试部件的电源线上施加瞬态信号，模拟实际环境中的电瞬态现象。观察受试部件在瞬态信号作用下的工作状态和性能变化。按照标准规定的试验方法和参数进行试验。4.4.3试验方法4.4.4试验结果评估根据受试部件在瞬态抗扰性试验中的工作状态和性能变化，评估其是否满足标准要求。如果受试部件出现故障或性能下降，则需要进行进一步的分析和改进。095试验设备及要求5.1试验设备瞬态发生器用于产生符合标准规定的电瞬态波形。耦合/去耦网络（CDN）用于将瞬态波形耦合到受试设备的电源线路上。示波器用于监测受试设备电源线路上电瞬态的波形和参数。阻抗稳定网络（ISN）用于在受试设备端口处提供规定的阻抗，以保证测试的准确性。5.2设备要求应符合GB/T21437.2-2021标准中规定的参数要求，包括脉冲波形、幅度、持续时间等。瞬态发生器参数设置CDN应满足标准中规定的性能要求，包括耦合系数、频率响应等，以保证测试的准确性。测试应在无电磁干扰的环境中进行，以避免外部因素对测试结果的影响。同时，温度和湿度等环境条件也应符合标准要求。CDN性能要求受试设备应按照实际使用情况进行布置和连接，包括电源线、地线等，以模拟实际使用中的工作状态。受试设备布置01020403环境要求105.1人工网络人工网络是由人工电源、人工电源网络（AN）和耦合/去耦网络（CDN）等组成的网络。人工网络定义模拟车辆电气系统在电源线上的传导发射和抗扰性。人工网络作用5.1.1人工网络概述提供稳定的电压和电流，模拟车辆电气系统的电源环境。人工电源连接人工电源和受试设备（EUT），提供规定的阻抗和频率特性。人工电源网络（AN）用于将人工电源网络产生的瞬态电压和电流耦合到受试设备的电源线端，或将其从受试设备的电源线端去耦。耦合/去耦网络（CDN）5.1.2人工网络组成人工网络应具有规定的阻抗特性，以模拟车辆电气系统的实际情况。阻抗特性人工网络应能在规定的频率范围内工作，以覆盖车辆电气系统的工作频率。频率特性人工网络应能产生规定的瞬态电压和电流波形，以模拟车辆电气系统中的瞬态现象。瞬态特性5.1.3人工网络特性010203传导发射测试通过人工网络将受试设备连接到测试设备上，测量受试设备在电源线上的传导发射。抗扰性测试通过人工网络将瞬态电压和电流耦合到受试设备的电源线端，测试受试设备在瞬态干扰下的性能。5.1.4人工网络应用115.2并联电阻RS并联电阻RS在电路中起到稳定电流和电压的作用，有助于减少电路中的波动和干扰。提高电路稳定性并联电阻RS的重要性并联电阻RS能够分担部分电流，降低电路元件的负荷，从而延长其使用寿命。保护电路元件通过合理选择并联电阻RS的阻值，可以调整电路的性能，使其更加符合实际应用需求。优化电路性能调整电路性能通过调整并联电阻RS的阻值，可以改变电路的性能，如改变电路的阻抗、调整电路的增益等。分流作用当电路中的电流过大时，并联电阻RS可以分流部分电流，从而保护电路中的其他元件不受损坏。稳压作用并联电阻RS还可以起到稳压的作用，当电路中的电压波动时，它可以稳定电压，保证电路的正常工作。并联电阻RS的作用与原理阻值选择功率选择在通信设备中，并联电阻RS可用于减少干扰和噪声，提高通信质量和稳定性。通信设备在工业控制系统中，并联电阻RS可用于调整电路性能，实现精确的控制和监测。工业控制在汽车电子系统中，并联电阻RS常用于稳定电流和电压，保护电路元件，提高电路的可靠性。汽车电子并联电阻RS的阻值应根据电路的实际需求进行选择，以保证电路的稳定性和性能。在选择并联电阻RS时，还需要考虑其功率承受能力，以确保其能够正常工作并承受电路中的功率。其他相关考虑125.3开关S开关S是控制电源线通断的关键部件，能够实现对电源线的开关控制。控制电源线的通断开关S具有过载保护功能，当电流过大时能够自动切断电源，保护电路和设备不受损坏。保护电路和设备通过开关S的切换，可以实现电路的不同状态转换，如启动、停止、正转、反转等。转换电路状态开关S的功能按键式开关旋钮式开关通过旋转旋钮来控制电路的通断，通常具有多个档位，可以实现不同的电路状态。旋钮式开关电磁式开关电磁式开关利用电磁原理实现电路的通断，具有远程控制、自动化程度高等优点。按键式开关是一种常见的开关类型，通过按下按钮来实现电路的通断。开关S的类型开关S的技术参数额定电压开关S在正常工作时所承受的电压值，一般应大于或等于电路的工作电压。额定电流开关S在正常工作时所允许通过的最大电流值，一般应大于或等于电路的负载电流。绝缘电阻开关S在断开状态下，触点之间的绝缘电阻应大于规定值，以保证电路的安全可靠。寿命开关S的使用寿命应满足实际应用需求，一般应达到规定的开关次数或工作年限。135.4电源电瞬态传导发射测试评估电气/电子部件在电源线上的电瞬态传导发射水平。测试频率范围覆盖电气/电子部件工作频率范围内的相关频率。发射限制规定电气/电子部件在电源线上产生的电瞬态传导发射的限值。电源线电瞬态传导发射要求评估电气/电子部件在受到电源线上电瞬态传导干扰时的性能。抗扰性测试包括脉冲、浪涌、电压暂降等电源线上的电瞬态传导干扰。干扰类型规定电气/电子部件在受到干扰时应保持的性能水平。性能判据电源线抗扰性要求010203为抑制电源线上的电瞬态传导发射和干扰，需设计合适的滤波器。滤波器设计根据电气/电子部件的特性选择合适的滤波器件，如电容器、电感器等。滤波器件选择滤波器应安装在电源线入口处，以最大程度地减少电源线上的干扰。滤波器安装电源线滤波措施规定接地电阻的限值，以确保接地效果良好。接地电阻接地线应尽可能短而直，以减少接地阻抗和干扰。接地线布置为确保电气/电子部件的安全和性能，应将其接地。接地方式电源线接地要求145.5测量仪器测量设备应符合相关标准测量设备应符合GB/T21437.2-2021等相关标准要求，确保测量结果的准确性和可靠性。测量设备应具有足够的精度测量设备的精度应满足标准要求，以保证对电气/电子部件电骚扰的准确测量。5.5.1测量设备一般要求用于测量电气/电子部件在电源线上的电瞬态传导发射，具有频率范围广、灵敏度高等特点。用于记录电气/电子部件在电源线上产生的电瞬态波形，以便对电骚扰进行详细分析。用于在测量过程中保持电源线的阻抗稳定，以提高测量结果的准确性。用于将电气/电子部件与测量设备连接起来，同时滤除电源线上的干扰信号，以保证测量结果的准确性。5.5.2测量仪器选择频谱分析仪瞬态记录仪阻抗稳定网络耦合去耦网络155.6抗扰性试验脉冲发生器浪涌脉冲发生器用于模拟开关操作、雷电等引起的电压浪涌。瞬态脉冲发生器用于模拟电磁场、静电放电等引起的瞬态脉冲。5.6.1脉冲发生器类型脉冲波形根据标准要求，设置相应的脉冲波形，如方波、尖峰波等。脉冲幅度根据试验要求，调整脉冲幅度，以模拟实际工作环境中的电磁干扰。脉冲频率按照标准要求，设置脉冲的重复频率，以确保试验的准确性和有效性。脉冲持续时间控制脉冲的持续时间，以满足不同抗扰性试验的要求。5.6.2脉冲发生器参数设置采用标准信号源对脉冲发生器进行校准，确保其输出符合标准要求。校准方法定期对脉冲发生器进行校准，以保证其准确性和稳定性。校准周期详细记录校准过程和结果，便于追溯和评估脉冲发生器的性能。校准记录5.6.3脉冲发生器校准010203确保脉冲发生器与试验设备之间的连接正确无误，以避免损坏设备或影响试验结果。定期对脉冲发生器进行维护和保养，确保其处于良好的工作状态。5.6.4脉冲发生器使用注意事项01020304在使用过程中，应严格按照标准要求进行操作，避免误操作导致试验结果不准确。对于不同类型的电气/电子部件，应选择相应的脉冲发生器进行试验，以保证试验结果的准确性和有效性。16附录A(资料性)试验脉冲严酷等级示例脉冲波形标准规定了试验脉冲的波形，包括上升时间、下降时间、脉冲宽度等参数。脉冲幅度脉冲的电压或电流幅度是描述脉冲强度的重要指标，标准中给出了不同严酷等级下的脉冲幅度范围。脉冲波形及参数根据电气/电子部件的实际工作环境和需要，标准将脉冲严酷等级划分为多个等级。等级划分在进行试验时，应根据部件的实际工作条件和性能要求选择合适的脉冲严酷等级。等级选择脉冲严酷等级试验设备要求设备校准为确保试验结果的准确性和可重复性，标准规定试验设备应定期校准，并符合相关计量标准。设备精度试验设备的精度和准确性对试验结果具有重要影响，因此标准对设备的精度提出了严格要求。试验方法及步骤预处理在进行正式试验前，应对被试部件进行预处理，以消除运输、储存等因素对试验结果的影响。接线与配置按照标准要求正确连接试验设备和被试部件，确保试验电路的正确性和安全性。脉冲施加按照规定的脉冲波形和参数向被试部件施加脉冲，观察并记录其响应情况。结果评定根据被试部件在脉冲作用下的响应情况，对其抗扰性能进行评定。17附录B(规范性)瞬态发射评估—电压波形符合国家标准按照GB/T21437.2-2021标准进行电压波形评估，可以确保产品符合国家标准，提高市场竞争力。确保电气/电子部件的可靠性通过评估电压波形，可以确保电气/电子部件在瞬态发射情况下能够正常工作，从而提高其可靠性。提升车辆安全性准确的电压波形评估有助于发现潜在的电气故障，从而避免车辆因电气问题而发生事故。瞬态发射评估电压从稳定状态上升到峰值的时间，反映了瞬态发射的陡峭程度。上升时间电压波形在峰值附近持续的时间，反映了瞬态发射的持续时间。持续时间电压波形的最高值，反映了瞬态发射的最大能量。峰值电压瞬态发射的电压波形参数下降时间电压从峰值下降到稳定状态的时间，反映了瞬态发射的消散速度。振荡次数电压波形在峰值附近的振荡次数，反映了瞬态发射的复杂性。示波器测量使用示波器直接测量电压波形，可以直观地观察波形的形状和参数。030201瞬态发射的电压波形参数对比测试将待测部件的电压波形与标准波形进行对比，可以判断其是否符合国家标准。产品研发阶段在产品研发阶段进行电压波形评估，可以及时发现并解决潜在的电气问题，提高产品的可靠性。软件仿真利用电路仿真软件对电压波形进行模拟，可以预测瞬态发射的情况，为实际测量提供参考。瞬态发射的电压波形参数生产质量控制在生产过程中进行电压波形评估，可以确保产品质量符合国家标准，提高市场竞争力。故障排查与诊断瞬态发射的电压波形参数在车辆出现故障时，进行电压波形评估可以帮助快速定位故障点，提高维修效率。010218附录C(规范性)试验脉冲发生器验证程序目的确保试验脉冲发生器符合标准要求，能够准确模拟实际环境中的电瞬态传导发射和抗扰性。范围适用于试验脉冲发生器的验证，包括其性能、参数和校准等方面。验证程序概述用于测量试验脉冲发生器输出的电压和电流波形，验证其是否符合标准要求。示波器用于校准试验脉冲发生器的输出参数，确保其准确性和稳定性。脉冲发生器校准装置用于模拟实际电路中的负载情况，验证试验脉冲发生器在不同负载下的性能。负载验证设备010203检查外观预热在不同负载条件下，测试试验脉冲发生器的性能，确保其能够稳定工作并满足标准要求。负载验证使用示波器测量试验脉冲发生器的输出电压和电流波形，验证其是否符合标准要求。输出波形验证根据标准要求，设置试验脉冲发生器的相关参数，如脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲重复频率等。参数设置检查试验脉冲发生器外观是否完好，无损坏或变形。按照说明书要求，对试验脉冲发生器进行预热，使其达到稳定工作状态。验证步骤如果试验脉冲发生器在验证过程中各项参数和性能均符合标准要求，则判定为合格。合格如果试验脉冲发生器在验证过程中任何一项参数或性能不符合标准要求，则判定为不合格，需要重新校准或维修。不合格验证结果19附录D(资料性)脉冲发生器能量的确定能量公式脉冲发生器输出的能量可以通过计算电压和电流在特定时间内的积分得到。能量单位通常使用焦耳（J）或毫焦（mJ）来表示脉冲发生器输出的能量。脉冲发生器能量的计算方法测量仪器使用示波器或能量计等仪器来测量脉冲发生器输出的能量。测量方法将测量仪器连接到脉冲发生器的输出端，按照标准规定的测试参数进行测试，并记录测量结果。脉冲发生器能量的测量脉冲发生器的电压、电流、脉冲宽度等参数会影响其输出的能量。脉冲发生器的参数负载的阻抗、电容等特性会影响脉冲发生器输出的能量。负载特性温度、湿度等环境因素也可能对脉冲发生器输出的能量产生影响。环境因素脉冲发生器能量的影响因素汽车电子部件测试在汽车电子部件的设计和测试过程中，需要使用脉冲发生器来模拟电源线上的电瞬态传导发射和抗扰性，以确保部件的可靠性和稳定性。电磁兼容性测试脉冲发生器能量的应用脉冲发生器产生的能量可以用于评估电子设备的电磁兼容性，以确定其在实际使用中是否会受到其他电子设备的干扰。010220附录E(资料性)道路车辆电气系统中瞬态的来源电气开关操作开关