汽车电子EMC测试标准ISO10605解析
近海
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2020.03.18
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随着电子技术的发展,电子设备内部芯片的集成度越来越高,同时工作电压越来越低,这就对电子设备的静电抗扰度提出了更高的要求,保证其能够在无处不在的静电环境中稳定可靠地工作。而随着汽车上搭载越来越多的电子电气设备,汽车电子系统也越来越多地面对来自静电的考验。为此,国际标准化组织制定了ISO10605标准,规定了车辆电子电气设备在装配、维修过程中及驾乘人员在车内外可能产生的静电放电耐受性能的试验方法,以此来检测电子电气设备在受到静电放电时能否正常工作。

本文主要对电子电气设备在通电和不通电两种情况下的试验方法进行解析。

一.放电模式

对DUT的放电包括两种方式:接触放电和空气放电。

1.1 接触放电

在接触放电试验时,要求在放电之前,ESD发生器电极的尖端应与被测设备接触。

1.2 空气放电

在空气放电中,放电电极首先充电到试验电压,然后以规定的速度接近DUT,当放电尖端足够接近DUT时,放电尖端和试验点之间的电介质被击穿,通过电弧放电。

在空气放电中,放电电极的移动速度决定了注入电流的上升时间和幅度。放电电极的移动速度应在0.1m/s~0.5m/s之间。在实际操作中,放电电极应以尽可能快的速度接近DUT,直到放电发生,或者直到放电电极的尖端接触到放电点。

二.试验方法

DUT的静电放电试验包括直接放电和间接放电。

直接放电是采用接触放电或空气放电的模式,放电电极直接施加于DUT或可被车辆乘员接触的远端部件,如开关或按键等。

间接放电是模拟对DUT或线束附近导电物体的放电,一般通过水平耦合板间接施加。间接放电只能采用接触放电模式。

另外,对导电表面应采用接触放电模式。如果测试计划中有要求,也可以采用空气放电模式;对非导电表面采用空气放电模式。

三.设备静电放电试验

3.1 设备通电状态

3.1.1 直接放电试验

1. 直接放电施加于设备正常工作状态下所有规定的测试点上。

2. 产品的响应与放电极性有关,应使用两种极性放电并观察DUT的响应。

3.1.1.1 试验布置

试验布置如图1所示。

3.1.1.2 电极连接方式

接触放电:

1. 接触放电之前,ESD发生器的放电电极的尖端应与DUT接触。

2. 对于表面涂漆的导电层,电极尖端应穿透漆膜,与导电层接触。

空气放电:

1. 空气放电过程中,放电电极的尖端应尽可能快地接近DUT。

2. 如果壳体是非导电面,或是导电表面喷涂了绝缘层,则作为绝缘面只进行空气放电。

3.1.1.3 电极放电角度

直接放电模式下,ESD发生器的放电尖端应该垂直于DUT的表面。如做不到,电极与DUT表面至少要保持45°角。

3.1.1.4 放电次数和间隔时间

对每一个规定的试验电压和极性,所有的放电试验点应至少施加3次放电。连续单次放电之间的时间间隔不小于1s,确保新的放电之前使电荷消除。

3.1.1.5 试验电压

试验电压增加到最大试验电平之前,应至少施加两个电压。

3.1.2 间接放电试验

通过ESD发生器水平耦合板进行接触放电,以模拟放置或安装在DUT/线束附近的物体进行放电。接触放电应施加在DUT每侧的水平耦合板上(ESD脉冲施加在耦合板的边沿),其表面应距水平耦合板上最近的放电点为0.1m。对HCP的边沿施加放电时,要调整DUT的位置以保持其表面和水平耦合板边沿之间的距离为0.1m。

3.1.2.1 试验布置

间接放电试验布置如图2所示。

3.1.2.2 放电次数和时间间隔

对每一个规定的试验电压和极性,所有的间接放电试验点应施加放电50次。对HCP的放电,每次放电之间的时间间隔应大于50ms。

3.1.2.3 ESD发生器的方向

对HCP进行放电时,当放电电极接触HCP的边缘,应和HCP位于同一平面内。HCP的水平平面内不进行放电。

3.1.2.4 试验电压

试验电压增加到最大试验电平之前,应至少施加两个电压。

3.2设备断电状态

这种试验模拟在装配过程中或维修时人体对DUT的直接放电。接触放电应施加在装配过程中或维修时所有可能会接触到的所有管脚和面,空气放电应施加在所有的表面和点上。

直接放电应施加在实验计划规定的所有试验点上。产品的相应与放电极性有关,应使用两种极性进行放电。

3.2.1 试验布置

DUT断电状态下的试验布置如图3所示,DUT不连接外围设备。

3.2.2 电极连接方式

3.2.2.1 接触放电

1. 接触放电之前,ESD发生器的放电电极的尖端应与DUT接触。

2. 对于表面涂漆的导电层,电极尖端应穿透漆膜,与导电层接触。

3.2.2.2 空气放电

1. 空气放电过程中,放电电极的尖端应尽可能快地接近DUT。

2. 如果壳体是非导电面,或是导电表面喷涂了绝缘层,则作为绝缘面只进行空气放电。

3.2.3 电极放电角度

直接放电模式下,ESD发生器的放电尖端应该垂直于DUT的表面。如做不到垂直,电极与DUT表面至少要保持45°角。

3.2.4 放电次数和间隔时间

对每一个规定的试验电压和极性,所有的放电试验点应至少施加3次放电。每两次放电之间的时间间隔不小于1s,确保新的放电之前使电荷消除。

3.2.5 试验电压

试验电压增加到最大试验电平之前,应至少施加两个电压。

3.2.6 DUT功能检查

试验后,对DUT进行完整的功能试验,其各项功能应正常,没有永久的损坏。

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