～汽车 EMC 试验的重要性及其技术～

菊水电子工业㈱研修会『关于电子化汽车的安全性评估①』

车载设备的环境① 汽车的电子化

一直以来大多数汽车是靠机械性控制和油压动作的，但是现在随着微机技术的进步，发动机、变速箱控制、反光镜和车窗控制、转向系统和悬架控制等几乎所有的动作都电子化，而且汽车导航、 ETC 等信息设备也迅速发展。

ABS 电动车窗

EPS安全气囊

无钥匙进入

ETC智能钥匙

电动座椅安全性

自动巡航

车载设备的环境② 对车载电子设备的 EMC 对策EMI ＝ Electro Magnetic Interference 电磁干扰

EMS ＝ Electro Magnetic Susceptibility 电磁敏感度 

车载设备的环境③ 电磁敏感度试验的重要性

● 天线、基地电台等的直接放射试验

● 来自电器配线的辐射、连接的电器配线的传导

AE

信号源

接收部

最近的话题① 2004/104/EC 　欧州汽车 EMC 指令　（ 2004 年 11 月 13 日发布）2006 年 1 月 1 日～　新法规生效（可按新法规试验）2006 年 7 月 1 日～　新法规规定的新型车 / 新申请的义务（新法规强制适用）2009 年 1 月 1 日～　新指令对 ESA( 电子 / 电子装配元器件 ) 强制适用

标准 EC Directives ECE 　 Regulation

编号 2004/104/EC （旧 95/54/EC ） No.10

采用国 EC 加盟国　 15 个国家 签订 R.10 34 个国家日本也自 2005 年起采用

目的 彻底实施电磁环境适合性的统一安全规格若无认可，采用国的车辆不能注册登记

最近的话题② -1 ISO7637-3 　修改中　增加试验方法CCC method : Capacitive coupling clamp

DCC method : Direct capacitive couplingICC method : Inductive coupling clamp

Transient type

CCC method DCC method ICC method

Slow(Pulse2a)

－ ○ ○

Fast(Pulse3a/3b)

○ ○ －

最近的话题② -2 ISO7637-3 　 CCC methodCCC method : Capacitive coupling clamp

绝缘体

供试品

耦合夹钳衰减器

电池绝缘体

各种传感器DC电源

示波管

接地平面

Pulse3a/3b发生器

最近的话题② -3 ISO7637-3 　 DCC methodDCC method : Direct capacitive coupling

Transient type Capacitive

Slow(Pulse2a) 100pF

Fast(Pulse3a/3b)

0.1μF

Pulse2a/3a/3b发生器

绝缘体

供试品

电池绝缘体

DC电源接地平面

外设

最近的话题② -4 ISO7637-3 　 ICC methodICC method : Inductive coupling clamp

使用 ISO11452-4 规定的注入探头。 (FCC 公司　 F-140 等 )

Pulse2a发生器

绝缘体

供试品

电池绝缘体

DC电源接地平面

外设

注入探头

车载电装品生产厂家的动向 从旗下型向自由竞争型转变　应对各汽车生产厂家标准： BIG3 、 T公司、 N公司…

　应对对方国家的指令・规定： SAE 、 ECE 、 JASO…

应对国际标准 ISO( 国际标准化机构 )International Organization for Standardization

国际规格　ＩＳＯ 7637-2 标准 过渡电涌试验＆电源电压变动试验要求　过渡电涌试验要求： KES7700 系统

　　 Pulse1,Pulse2a,Pulse3a/3b,Pulse5a/5b

Pulse5a/5b 模拟工作中从交流发电机切断电池时发生的过渡电压。具有过渡电压抑制器的交流发电机发生 Pulse5b 、不具有过渡电压抑制器的发生 Pulse5a 。

KES7700 系统 Pulse1:KES7711,KES7713APulse1 是连接电感性负荷的电路，模拟在开关 ON( 关 ) 到 OFF( 开 ) 时发生的过渡现象。

Pulse2a:KES7720,KES7721Pulse2a 是通过突发性地切断与被试验体并列连接的装置的电流，模拟束线的电感发生的过渡现象。

Pulse3a/3b:KES7731

Pulse3a/3b 模拟开关在开关过程中发生的过渡现象。

Pulse5a/5b:KES7750,KES7305

KES7700 系统 KES7711:Pulse1-12V< 插件 > KES7721:Pulse2a< 插件 > KES7731:Pulse3a/3b< 插件 > KES7713A:Pulse1-24V< 外部连接件 > KES7750,SP80376:Pulse5a/5b< 外部连接件 >

KES7700 系统 ISO7637-2 标准：完全符合 为组件式，系统结构小 输出端采用汇流条：提高波形品位 脉冲 5a/5b ：忠实再现标准

主框 脉冲组件

汇流条

Pulse5a 标准的确认

ANNEX D: 验证波形

Pulse5b 标准 ｔｄ ( 脉冲宽度 ) 要求与 Pulse5a 相同

td ： Same as unsuppressed value

必须输出 Pulse5a 所设定的脉冲宽度。

关键在这里 !

放大器方式的 Pulse5a ･･･ Pulse5a ：对 ANNEX D 符合标准

输出电感：连接２ Ω 、２ Ω 负荷电阻时电压 (Us) 和脉冲宽度 (td) 变为 1/2

◎ANNEX D 　要求事项

放大器方式是电压 (Us) 和脉冲宽度 (td) 变为 1/2 。

放大器方式框图

高压

电源

波形生成信号

放大器方式的 Pulse5b ･･･ Us( 电压 ) 不被分压， td( 脉冲宽度 ) 也不缩短。

以 Pulse5a 波形生成信号为基准对波形进行限幅，故 Us 不被分压，又因是放大器方式， td 保持在 Pulse5a 设定值。

■ 专利申请中

高压

电源

Pulse5a波形生成信号 限幅电压

设定输入

波形监视器电路

Pulse5b生成用箱

比较器

LCR 方式的发生器 Pulse5a 也・・・ Pulse5a ：对 ANNEX D 符合标准

输出电感：连接２ Ω 、２ Ω 负荷电阻时电压 (Us) 和脉冲宽度 (td) 变为 1/2

◎ANNEX D 　要求事项

LCR 方式是电压 (Us) 和脉冲宽度 (td) 变为 1/2 。

LCR方式框图

高压

电源

LCR 方式的发生器 Pulse5b ･･･ td( 脉冲宽度 ) 变短，不符合标准。Pulse5b 的脉冲宽度必须与 Pulse5a 所设定的脉冲宽度相同。用 LCR 方式生成 Pulse5b ，Pulse5b 生成电路 ( 相当于齐纳二极管的限幅电路 ) 变为负荷，脉冲宽度大幅度缩短。

发生 Pulse5a

Pulse5a 所设定的脉冲宽度 (400ms) 在 100ms附近，大幅度缩短。

相当于齐纳二极管的限幅电路

限幅电压被保持・・・

高压

电源

放大器方式？ LCR 方式？ Pulse5b 从破坏试验→放大器方式！由于 Pulse5a/5b 试验是将脉冲宽度长的脉冲外加于被试物的破坏性试验，脉冲宽度变短有可能会与原来的试验目的不同。

LCR 方式

脉冲宽度大幅度缩短，不符合标准。

相当于齐纳二极管的限幅电路

限幅电压被保持・・・

放大器方式

脉冲宽度也能按标准输出。

相当于齐纳二极管的限幅电路

保持抑制电压

＝

＝

＞

我公司放大器方式的 Pulse5b ･･･ 能忠实地再现 ISO7637 标准要求波形。以 Pulse5a 波形生成信号为基准对波形进行限幅，故 Us 不被分压，又因是放大器方式， td保持在 Pulse5a 设定值。

<ISO7637-2 标准摘录 >专利申请中

高压

电源

Pulse5a波形生成信号

Pulse5b生成用抑制器箱

Pulse5a发生器实测波形

国际标准　ＩＳＯ 7637-2 标准 过渡电涌试验＆电源电压变动试验要求　电源电压变动试验要求： KES7400 系统

　　 Pulse2b,Pulse4

KES7400 系统 Pulse2b模拟点火开关关闭后作为发动机工作的直流电动机发生的过渡现象。

Pulse4降低因内燃机的启动发电机电路的启动而发生的电源电压的降低。

KES7400 系统＜产品阵容＞ KES7400 ： ±60V,±12.5A KES7401 ： ±60V,±25A KES7402 ： ±60V,±37.5A KES7403 ： ±60V,±50A＜附带 DC 切断开关的机型＞ KES7410 ： ±60V,±12.5A KES7411 ： ±60V,±25A KES7412 ： ±60V,±37.5A KES7413 ： ±60V,±50A

KES7400 系统 最大 ±60V, ±50A 的双极电源 可 4 通道同步输出 频率特性 100kHz(±60V最大摆动时 ) 、

300kHz(±10V摆动时 ) 支持各汽车生产厂家的充实的波形库 DC 切断开关、 DC 切断时间： 1μs 以下

系统控制器

同步运行母线 同步运行母线供试品

绝缘体

接地平面

木制桌子

往+ACC线

往+lgn线

往+B 线

KES7400 系统 电源电压变动试验要求

按 ISO7637-2 标准只有 Pulse2b 和 4

起动波形、连接器的震颤、电池的装卸、多通道输出 、 DC 切断等瞬间切断试验等等

实际上按各汽车生产厂家独自的标准运营

存在复杂的电压变动波形模式

KES7400 系统 内置 DC 切断开关可在 1 ㎲以下瞬间切断

两极同时瞬间切断

脉冲下降时间： 347.8ns脉冲上升时间： 36.06ns

关键在这里 !!

使用 DC 切断开关，完全适应正极、负极、两极切断（ DC 切断时间： 1μs 以下）

可在束线上连接器脱落时、继电器开关等方面模拟实际车辆的工作。

＋极

－极

菊水电子工业株式会社

推出车载电子设备用 EMC 试验系统方案。