日产汽车电子EMC标准解读之⇨⇨瞬态传导免疫和电性能测试与ISO国际标准的对比

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第1730期

日产汽车电子EMC测试标准目前按照的是28401NDS02 [5],最近一次版本修订是2006.3.29。

  其中,涉及瞬态传导免疫和电性能测试的项目,与对应的国际标准ISO7637、ISO16750-2比照,既有沿用的;也有日产只借鉴部分,在要求上作出差异化的;也有个别是完全日产独有,无国际标准可依据的。


  首先,我们来看基本沿用ISO国际标准的测试项目。

  一、其中,涉及电性能测试项目如下:

  6.1. RESISTANCE TO ELECTRICAL DISTURBANCES TESTS

  6.1.1. EQ/TE 01 : Resistance to power supply voltages

  6.1.2. EQ/TE 02 : Resistance to slow decrease and increase power of supply voltages

  6.1.3. EQ/TE 03 : Re-initialization test

  6.1.4. EQ/TE 04: Resistance to non-usual power supply voltages

  6.1.5. EQ/TE 05: Resistance to ground and positive supply voltages short circuit


  日产标准在此基础上,在一些测试细节上,提出了一些更周到细致的要求,涉及到的如下:

  1、 试验布置上,

  a) 对EUT和线束的绝缘垫的高度作出了明确规定。-(50mm)

  b) 对EUT电源线的长度作出了明确规定。-(0.2m)

  c) 对EUT的试验周边设施:传感器、启动激励装置的摆放作了明确规定(如下图)。

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  2、 试验步骤上,对EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的运行时间(也可以理解为热机时间)作出了明确规定。-(需要至少运行10分钟)

  3、 对试验前的波形校准参数作出了明确要求。

  4、 对试验报告的书写,具体需要体现哪些信息作出了明确要求。

  5、 对试验判定等级作出了明确要求。


  二、其中,涉及瞬态传导免疫测试项目如下:

  6.2.1. EQ/IC 07: Immunity to signal line transients

  日产标准在此基础上,在一些测试细节上,提出了一些更周到细致的要求,涉及到的如下:

  1、 试验布置上,

  a) 明确规定了选用CCC法(容性耦合钳法)

  b) 对EUT和线束的绝缘垫的高度作出了明确规定。-(50mm)

  c) 对EUT电源线的长度作出了明确规定。-(0.2m)

  d) 对EUT的试验周边设施:传感器、启动激励装置的摆放和线束长度作了明确规定(如下图)。

  e) 对EUT信号线的长度作了明确规定。-(1m)

  f) 明确规定了试验中需要在容性耦合钳靠近负载一侧加载50欧姆负载。(如下图)

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  2、 试验步骤上,对EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的运行时间(也可以理解为热机时间)作出了明确规定。-(需要至少运行10分钟)

  3、 对试验前的波形校准参数作出了明确要求。

  4、 对试验报告的书写,具体需要体现哪些信息作出了明确要求。

  5、 对试验判定等级作出了明确要求。


  其次,我们来看仅仅借鉴了ISO国际标准,在要求上有明显差异的测试项目。

  一、其中,涉及电性能测试项目如下:

  6.1.10. EQ/IC 04: Resistance to power supply micro-interruptions

  6.1.11. EQ/IC 05: Resistance to starting profile

  6.1.12. EQ/IC 06: Resistance to on-board power system voltage ripples


  接下来,我们逐一展开叙述:

  6.1.10. EQ/IC 04: Resistance to power supply micro-interruptions

  1、该试验要求借鉴了ISO16750-2的4.6.1 Momentary drop in supply voltage(供电电压瞬时下降),差别在于,ISO标准对波形要求比较简单,只需测一个波形,上升沿/下降沿不超过10ms,详见下图:

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12V系统

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24V系统

  而日产标准则需要测很多波形,归纳后如下:

  Ø 10 µs 微中断

  Ø 100 µs 微中断

  Ø 5 ms 微中断

  Ø 50 ms 微中断 EUT 处于发动机启动状态

  Ø 50 ms 微中断 EUT 不处于发动机启动状态

  Ø 300 ms 微中断

  2、试验布置以及试验配置上,日产标准相对ISO16750,也更为复杂,多了很多要求,具体如下:

  a) 对EUT和线束的绝缘垫的高度作出了明确规定。-(50mm)

  b) 对EUT电源线的长度作出了明确规定。-(0.2m)

  c) 对EUT的试验周边设施:传感器、启动激励装置的摆放作了明确规定(如下图)。

  d) 对EUT需要并联一个外置2欧姆负载作了明确规定。

  e) 试验配置上明确规定了需要示波器、电子开关、电源供应器、电池,布局如下图:

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  3、在试验步骤上,

  a) 提出了试验前的校准方案,该方案要求按上图布置,在EUT位置用一个1k欧姆负载取代,在示波器端经调试达到符合要求的测试波形。然后再进行EUT测试。详细波形参数见下图:

  b) 对EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的运行时间(也可以理解为热机时间)作出了明确规定。-(需要至少运行10分钟)

  4、对试验报告的书写,具体需要体现哪些信息作出了明确要求。

  5、对试验判定等级作出了明确要求。

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  6.1.11. EQ/IC 05: Resistance to starting profile

  1、该试验要求借鉴了ISO16750-2的4.6.3 Starting profile(启动电压)的测试波形,如下图:

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  差别在于,ISO16750-2标准的波形等级详见下图:

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12V系统

  而日产标准的波形,如下表,与ISO16750对比,可以得出以下结论:

  Ø 日产标准的等级 I(*)基本对应ISO标准的I

  Ø 日产标准的等级 II基本对应ISO标准的II

  Ø 日产标准的等级 I和III是相对独特的,无ISO波形等级能够对应。

 

No

I

启停系统

I(*)

II

III

参数

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  2、试验布置以及试验配置上,日产标准相对ISO16750,也更为复杂,多了很多要求,具体如下:

  a) 对EUT和线束的绝缘垫的高度作出了明确规定。-(50mm)

  b) 对EUT电源线的长度作出了明确规定。-(0.2m)

  c) 对EUT的试验周边设施:传感器、启动激励装置的摆放作了明确规定(如下图)。

  d) 试验配置上明确规定了需要示波器、发生器、电源供应器、电池,布局如下图:

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  3、在试验步骤上,

  a) 提出了试验前的校准方案,该方案要求按上图布置,在EUT开路状态下(断开连接)下进行波形校准,在示波器端经调试达到符合要求的测试波形。然后再进行EUT测试。

  b) 对EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的运行时间(也可以理解为热机时间)作出了明确规定。-(需要至少运行10分钟)

  4、对试验报告的书写,具体需要体现哪些信息作出了明确要求。

  5、对试验判定等级作出了明确要求。

  6.1.12. EQ/IC 06: Resistance to on-board power system voltage ripples

  1、该试验要求借鉴了ISO16750-2的4.4 Superimposed alternating voltage(叠加交流电压)的测试波形,如下图:

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  差别在于,ISO16750-2标准的波形等级和扫频参数详见以下四条及波形:

  Ø 等级1: peak to peak voltage, U PP , of 1 V, for U N = 12 V and U N = 24 V;

  Ø 等级2: peak to peak voltage, U PP , of 4 V, for U N = 12 V and U N = 24 V;

  Ø 等级3: peak to peak voltage, U PP , of 10 V, for U N = 24 V only;

  Ø 等级4: peak to peak voltage, U PP , of 2 V, for U N = 12 V

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单位:f(Hz),t(秒)

  而日产标准的波形等级和扫频参数详见以下两条及波形。

  Ø 2 V (peak-to-peak) between 50 Hz and 50 kHz(对应下方左图扫频谱图)

  Ø 4 V (peak-to-peak) between 50 Hz and 20 kHz(对应下方右图扫频谱图)

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  与ISO16750对比,可以得出以下结论:

  Ø 日产标准的等级只有2个,而ISO标准的有4个,且两者无一一对应关系。

  Ø 日产标准有2个扫频谱图,且与ISO标准的扫频谱图均不同。

  2、试验布置以及试验配置上,日产标准相对ISO16750,也更为复杂,多了很多要求,具体如下:

  a) 对EUT和线束的绝缘垫的高度作出了明确规定。-(50mm)

  b) 对EUT电源线的长度作出了明确规定。-(0.2m)

  c) 对EUT的试验周边设施:传感器、启动激励装置的摆放作了明确规定(如下图)。

  d) 试验配置上明确规定了需要示波器、发生器、电源供应器、电池,布局如下图:

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  3、在试验步骤上,

  a) 提出了试验前的校准方案,该方案要求按上图布置,示波器选择高阻抗输入模式,在EUT位置用一个500毫欧姆负载取代,在示波器端经调试达到符合要求的测试波形。然后再进行EUT测试。

  b) 对EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的运行时间(也可以理解为热机时间)作出了明确规定。-(需要至少运行10分钟)

  4、对试验报告的书写,具体需要体现哪些信息作出了明确要求。

  5、对试验判定等级作出了明确要求。

  二、其中,涉及瞬态传导免疫测试项目如下:

  6.1.6. EQ/IC 01: Resistance to pulses 1 and 1 bis and 2a

  6.1.7. EQ/IC 02: Resistance to pulses 3a and 3b

  6.1.9. EQ/IC 03: Resistance to pulse 5b

  接下来,我们逐一展开叙述:

  6.1.6. EQ/IC 01: Resistance to pulses 1 and 1 bis and 2a

  1、该试验要求借鉴了ISO7637-2的Test pulse 1和Test pulses 2a的测试波形,如下图:

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Test pulse 1

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Test pulse 2a

  而日产标准的波形,详见下图:

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  日产标准的波形与ISO7637-2波形对比,可以得出以下结论:

  Ø 日产标准增加了Pulse 1 bis

  Ø 日产标准明确了波形参数中的试验脉冲电压值(日产中Ua等同于ISO中Us)

  Ø 日产标准波形参数中的t值与ISO的完全一致。

  再来对比日产标准与ISO7637-2标准中的脉冲实施次数/时间(如下表),可以得出以下结论:

  Ø 日产标准明确了脉冲数量5000,比ISO要求的数量500要多很多。

  Ø 日产标准明确了波形参数中的试验脉冲电压等级值,与ISO7637-2的三个等级值无对应关系。

 

标准

描述

日产

Pulse 1 and 1 bis: 5000 pulses of - 100 V

Pulse 2a: 5000 pulses of + 100 V

ISO7637-2

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12V系统

 

  2、试验布置以及试验配置上,日产标准相对ISO7637-2,也更为复杂,多了很多要求,具体如下:

  a) 对EUT和线束的绝缘垫的高度作出了明确规定。-(50mm)

  b) 对EUT电源线的长度作出了明确规定。-(0.2m)

  c) 对EUT的试验周边设施:传感器、启动激励装置的摆放作了明确规定(如下图)。

  d) 对EUT需要并联一个外置2欧姆负载作了明确规定((如下图))。

  e) 试验配置上明确规定了需要示波器、发生器、电源供应器、电池,布局如下图:

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  3、在试验步骤上,

  a) 提出了试验前的校准方案,该方案要求按上图布置,在EUT开路状态下(断开连接)下进行波形校准,示波器选择高阻抗输入模式,在示波器端经调试达到符合要求的测试波形。然后再进行EUT测试。

  b) 对EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的运行时间(也可以理解为热机时间)作出了明确规定。-(需要至少运行10分钟)

  4、对试验报告的书写,具体需要体现哪些信息作出了明确要求。

  5、对试验判定等级作出了明确要求。

  6.1.7. EQ/IC 02: Resistance to pulses 3a and 3b

  1、该试验要求借鉴了ISO7637-2的Test pulse 3a和Test pulses 3b的测试波形,如下图:

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Test pulse 3a

 

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Test pulse 3b

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Test pulse 3a/3b 12V系统试验等级与脉冲数量

  而日产标准的波形,详见下图:

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Pulse 3a

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Pulse 3b

  日产标准的波形与ISO7637-2波形对比,可以得出以下结论:

  Ø 日产标准中的f频率是一个变化值(前30分钟内从1 kHz上升到 100 kHz, 后30分钟内从100kHz下降到 1kHz ,最大频率步进1 kHz),同步t1值是在10us-1ms这个区间内变化。而ISO7637-2中的f是一个固定值(即t1=100us的倒数,即10kHz)

  Ø 日产标准波形参数中的t值(除了t1)与ISO7637-2的完全一致。

  Ø 日产标准试验脉冲周期60分钟,与ISO要求的试验周期1小时等同。

  Ø 日产标准明确了波形参数中的试验脉冲电压等级值,与ISO的三个等级值无对应关系。

  2、试验布置以及试验配置上,日产标准相对ISO7637-2,也更为复杂,多了很多要求,具体如下:

  a) 对EUT和线束的绝缘垫的高度作出了明确规定。-(50mm)

  b) 对EUT电源线的长度作出了明确规定。-(0.2m)

  c) 对EUT的试验周边设施:传感器、启动激励装置的摆放作了明确规定(如下图)。

  d) 试验配置上明确规定了需要示波器、发生器、电源供应器、电池,布局如下图:

日产汽车电子EMC标准解读之⇨⇨瞬态传导免疫和电性能测试与ISO国际标准的对比

  3、在试验步骤上,

  a) 提出了试验前的校准方案,该方案要求按上图布置,在EUT开路状态下(断开连接)下进行波形校准,示波器选择高阻抗输入模式,在示波器端经调试达到符合要求的测试波形。然后再进行EUT测试。

  b) 对EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的运行时间(也可以理解为热机时间)作出了明确规定。-(需要至少运行10分钟)

  4、对试验报告的书写,具体需要体现哪些信息作出了明确要求。

  5、对试验判定等级作出了明确要求。

  6.1.9. EQ/IC 03: Resistance to pulse 5b

  1、该试验要求借鉴了旧版ISO7637-2 (04版)test pulse 5b也即ISO16750-2中的4.6.4 Load dump里Test B的测试波形,如下图:

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Test B

  而日产标准的波形,详见下图:

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Pulse 5a(校准设定Vs值参照此图)

 

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Pulse 5b(日产标准要求试验脉冲数:5次)

 

  日产标准的波形与ISO7637-2波形对比,可以得出以下结论:

  Ø 日产标准中只需要测Pulse 5b而ISO16750-2还需要测Test A(即Pulse 5a)

  Ø 日产标准波形参数中的t值与ISO16750-2的基本一致。

  Ø 日产标准试验脉冲数量5次,与ISO要求的试验数量一致。

  Ø 日产标准波形参数中的试验脉冲钳位电压等级值21.5V,低于ISO的等级值35V(12V系统)。

  2、试验布置以及试验配置上,日产标准相对ISO16750-2,也更为复杂,多了很多要求,具体如下:

  a) 对EUT和线束的绝缘垫的高度作出了明确规定。-(50mm)

  b) 对EUT电源线的长度作出了明确规定。-(0.2m)

  c) 对EUT的试验周边设施:传感器、启动激励装置的摆放作了明确规定(如下图)。

  d) 试验配置上明确规定了需要示波器、发生器、电源供应器、电池,布局如下图:

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  3、在试验步骤上,

  a) 提出了试验前的校准方案,该方案要求按下表要求,在空载状态下进行波形校准,峰值设定:+100 V ± 10 V,钳位电压设定21,5 V,在示波器端经调试达到符合要求的测试波形。然后再进行EUT测试。

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  b) 对EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的运行时间(也可以理解为热机时间)作出了明确规定。-(需要至少运行10分钟)

  4、对试验报告的书写,具体需要体现哪些信息作出了明确要求。

  5、对试验判定等级作出了明确要求。

  最后,我们来看完全日产独有,无国际标准可依据的的测试项目。

  相关测试项目如下:

  6.2.3. EQ/IC 09: Immunity to ignition high voltage

  6.1.8. EQ/IC 10: Resistance of inductive load connected circuits

  6.2.4. EQ/IC 11: Resistance to impulsive transient

  接下来,我们逐一展开叙述:

  6.2.3. EQ/IC 09: Immunity to ignition high voltage

  1、试验波形和试验布置如下图,测试要点如下:

  Ø 施加高压脉冲 - 10 kV 和 + 10 kV 至终端负载15 k Ω(EQ/IC 09试验布置图里的“Resistive load”)各 10 分钟。

  Ø EUT线束被耦合部位的长度至少 1 m ,耦合距离100 mm.(平行的EUT线束与高压线之间的距离)

  Ø LISN 需要符合 CISPR 25, 接50 Ω负载。

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EQ/IC 09试验波形图

 

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EQ/IC 09试验布置图

 

  2、试验实施步骤注意事项如下:

  Ø EUT线束长度最长不超过 2m 。

  Ø EUT和线束需放在50mm高度的绝缘垫上。

  Ø EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的需至少连续运行时间10分钟(也可以理解为热机时间)

  Ø 试验报告的书写,需要体现这些信息:试验布置、试验中的异常现象数据、试验发生器特性以及波形图。

  6.1.8. EQ/IC 10: Resistance of inductive load connected circuits

  1、该项测试由两项试验组成,(1)实际电感负载法和(2)模拟(备用)负载法。试验波形和试验布置如下图,测试要点如下:

 

试验方法

试验模式

试验参数/等级

实际电感负载法

模式1:

足够的额定电流;以及在额定机械负载条件下运行

1000次开关动作

模式2:

在实际电感负载处于锁定模式的情况下运行

100次开关动作

模拟(备用)负载法

Pulse 1bis

- 100 V for 20 s minimum

+ 100 V for 20 s minimum

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EQ/IC 10试验波形图(Pulse 1bis of - 100 V)

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EQ/IC 10试验波形图(Pulse 1bis of + 100 V)

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EQ/IC 10 -实际电感负载法试验布置图

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EQ/IC 10 -模拟(备用)负载法试验布置图

 

  2、实际电感负载法试验实施注意事项如下:

  Ø EUT和线束需放在50mm高度的绝缘垫上。

  Ø 模式1:将EUT设置为使用机械负载驱动真实感应负载,同时考虑防止过热,这是必要且足够的工作时间,以及足够的间隔时间来冷却,例如,0,2 Hz的循环和20%的工作循环。

  Ø 模式2:将EUT设置为驱动锁定的真实感应负载,同时考虑防止过热,这是必要且足够的工作时间,以及足够的间隔时间来冷却负载,例如,0,2 Hz的循环和10%的工作循环。

  3、模拟(备用)负载法试验实施注意事项如下:

  Ø EUT和线束需放在50mm高度的绝缘垫上。

  Ø 试验前需校准波形,按上图布置,在EUT开路状态下(断开连接)下进行波形校准,示波器选择高阻抗输入模式,在示波器端经调试达到符合要求的测试波形。然后再进行EUT测试。

  Ø EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的需至少连续运行时间10分钟(也可以理解为热机时间)

  Ø 波形发生器、传感器、EUT均需要接地。

  Ø 波形发生器内阻应选10Ω。

  4、试验报告要求如下:

  Ø 试验报告的书写,需要体现这些信息:试验布置、试验中的异常现象数据、试验发生器特性以及波形图。

  6.2.4. EQ/IC 11: Resistance to impulsive transient

  1、本试验旨在检查设备对开关设备和电动机触点处发生的电弧放电(骤弧)引起的瞬态的抗扰度。试验波形、等级和试验布置如下图,测试要点如下:

 

试验模式

试验参数/等级

被测点

正脉冲

单次持续时长20s

针对所有导线

将脉冲逐个施加于每一根导线(一根一根单独测

测试电压三个等级:+ 400, + 120 或 + 80 V

脉宽三个等级:50 ns,100 ns,400 ns

脉冲间隔:10 ms – 2 s

负脉冲

单次持续时长20s

针对所有导线

将脉冲逐个施加于每一根导线(一根一根单独测

测试电压三个等级:- 400, - 120 或 - 80 V

脉宽三个等级:50 ns,100 ns,400 ns

脉冲间隔:10 ms – 2 s

 

试验

脉冲幅值

连接非屏蔽导线的针脚

+400V

-400V

屏蔽线连接的针脚。(屏蔽的一端在车内接地。)

+120V

-120V

屏蔽线连接的针脚。(屏蔽的两端在车内接地。)

+80V

-80V

EQ/IC 11试验等级表

 

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EQ/IC 11试验波形图

 

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EQ/IC 11试验布置图

 

耦合电容

(应用于上图红圈内)

进行此测试的导线

10 nF

连接至12 V电源的导线(BAT、IGN、ACC)

470pF

上述以外的导线(包括5 V电源线)

耦合电容值的选择

 

  2、波形校准实施步骤注意事项如下:

  Ø 通过耦合电容器10 nF将示波器的高阻抗输入(EUT断开)连接到脉冲发生器输出,并设置脉冲发生器以获得规定正负电压的脉冲。

  Ø 同样,通过耦合电容器470 pF设置脉冲发生器。

  3、试验实施步骤注意事项如下:

  Ø EUT线束长度最长不超过 2m 。

  Ø 除地线外的所有导线的滤波器(64µH的电感器)

  Ø 地线滤波器(8µH的电感器)

  Ø 滤波器到EUT端子的导线长度最大应为200 mm

  Ø 脉冲发生器(输出阻抗50Ω ) .

  Ø EUT和线束需放在50mm高度的绝缘垫上。

  Ø EUT在试验进行前(即测试脉冲注入前)的需至少连续运行时间10分钟(也可以理解为热机时间)。

  Ø 所有导线需要一根一根单独测。

  4、试验报告要求如下:

  Ø 试验报告的书写,需要体现这些信息:试验布置、试验中的异常现象数据、试验发生器特性以及校准波形图。

END

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日产汽车电子EMC标准解读之⇨⇨瞬态传导免疫和电性能测试与ISO国际标准的对比

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原文始发于微信公众号(电磁兼容之家):日产汽车电子EMC标准解读之⇨⇨瞬态传导免疫和电性能测试与ISO国际标准的对比

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