Road vehicles—Component test methods for electrical/electronic disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy—Part 8:Immunity to magnetic fields
Road vehicles- Component test methods for electrical/ electronic disturbances from narrow band radiated electromagnetic energy-
Part 8:Immunity to magnetic fields
1 Scope
This part of GB/T 33014 specifies component test methods for electrical/electronic disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy- immunity to magnetic fields.
This part applies to the electrical/electronic components of M, N, O and L vehicles (regardless of the propulsion system, e.g. spark-ignition engine, diesel engine, electric motor).
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
GB/T 33014.1 Road vehicles- Component test methods for electrical/electronic disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy - Part 1: General (GB/T33014.1-2016, ISO11452-1:2005, MOD)
VG 95377-13:1993 Electro-magnetic compatibility - Measuring devices and measuring equipment - Measuring antennas. measuring coils and field probes
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in GB/T 33014.1 apply.
4 Test conditions
4.1 General
The applicable frequency range of this test method is 0 HZ (DC) and 15 Hz to 150 kHz. The users shall specify the test severity level(s) over the frequency range (see Annex A).
Standard test conditions are given in GB/T 33014 for the following:
- test temperature;
- test voltage;
- dwell time;
- definition of test severity levels.
4.2 Frequency step sizes
The tests shall be conducted at frequencies of 0 Hz (DC), 16.67 Hz, 50 Hz, 60 Hz, 150 Hz, and 180 Hz and with frequency step sizes (logarithmic or linear) not greater than those specified in Table 1. The step sizes other than those in Table 1 shall be documented in the test report.
Note: The 5th harmonic of 16,67 Hz, 50 Hz and 60 Hz may also be tested.
Table 1 Maximum frequency steps sizes
Frequency band
kHz Linear steps
kHz Logarithmic steps
%
0(DC) — —
0.015 - 0.1 0.01 10
0.1 - 1 0.1 10
1 - 10 1 10
10 - 150 10 10
If it appears that the susceptibility thresholds of the DUT are very near to the chosen test level, these frequency step sizes shall be reduced in the frequency range concerned in order to find the minimum susceptibility thresholds.
5 Test location
A shielded room is not required.
6 Test apparatus
6.1 General
The test apparatus shall consist of the following:
- field-generating device(s): radiating loop or Helmholtz coil;
- magnetic field strength monitor;
- low-frequency (LF) generator;
- low-frequency (LF) amplifier (capable of driving inductive load);
- voltmeter;
- current monitor;
- artificial network(s) (optional, see GB/T 33014.1 for charateristics).
6.2 Field-generating device
6.2.1 Radiating loop
Radiating loop is recommended (not suitable for high level d.c. fields), but any similar coil may be used. The loop has the following characteristics:
- diameter: 120 mm;
- number of turns: 20;
- wire: approximate diameter 2.0 mm.
For d.c. fields up to 3,000 A/m, a specialized coil is required in accordance with VG 95377-13:1993.
The magnetic flux density B50mm of this radiating loop with a current I at a distance of 50 mm from the plane of the loop is given by Formula (1):
B50mm =μ0H =95I (1)
where
B is the magnetic flux density, in microtesla;
H is the magnetic field, in amperes per metre;
95 is a constant, in volt. second per ampere per square meter;
I is the coil current, in amperes.
μ0 is the magnetic constant, permeability in vacuum, in Henry per meter.
The magnetic field strength H50mm of this radiating loop with a current I at a distance of 50 mm from the plane of the loop is given by Formula (2):
H50mm = 75.6 I (2)
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8部分:磁场抗扰法
1范围
GB/T 33014的本部分规定了电气/电子部件对连续窄带辐射电磁骚扰的抗扰试验方法——磁场 抗扰法。
本部分适用于M、N、O丄类车辆(不限定车辆动力系统,例如火花点火发动机、柴油发动机、电动 机)用电气/电子部件。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 33014.1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1部分:一 般规定(GB/T 33014.1—2016.ISO 11452-1 :2005 .MOD)
VG 95377-13 = 1993电磁兼容性测量装置和测量设备测量天线、测量线圈和场探头(Electro¬magnetic compatibility—Measuring devices and measuring equipment一Measuring antennas. measuring coils and field probes)
3术语和定义
GB/T 33014.1界定的术语和定义适用于本文件。
4试验条件
4.1 概述
本试验的适用频率范围为0 Hz(DC)和15 Hz~150 kHz。用户应指定频率范围内试验的严酷等级 (参见附录A)。
按照GB/T 33014.1的规定对下列标准试验条件进行设置,包括:
试验温度;
试验电压;
—驻留时间;
一试验严酷等级的定义。
4.2 频率步长
试验的单点频率应为0 Hz(DC) J6.67 Hz,50 Hz,60 Hz J50 Hz和180 Hz,扫频试验时的频率步 长(对数或线性)应不大于表1中规定的频率步长。若使用的频率步长与表1不同,应在试验报告中进
行记录。
注:16.67 Hz,50 Hz和60 Hz的5次谐波也能进行试验。
表1最大频率步长
频段
kHz 线性频率步长
kHz 对数频率步长
%
0( DC) 一 —
0.015 — 0.1 0.01 10
0.1 — 1 0.1 10
1〜10 1 10
10 〜150 10 10
若被测设备(DUT)的敏感度门限非常接近所选择的试验电平,在所关注的频率范围内,应减小频 率步长以找到最小敏感度门限。
5试验地点
不要求使用屏蔽室。
6试验设备
6.1 概述
试验设备应由以下部分构成:
—场发生装置:辐射环或亥姆霍兹线圈;
—磁场强度监测器;
低频发生器;
低频放大器(能驱动感性负载);
电压表;
—电流监测器; ——人工网络(可选,特征见GB/T 33014.1)。
6.2场发生装置
6.2.1辐射环
推荐使用辐射环(不适于高等级的直流磁场),也可以使用类似的线圈。辐射环参数如下:
直径:120 mm;
—匝数:20;
导线:直径近似为2.0 mmo
对于高达3 000 A/m的直流磁场,需要使用特殊的线圈,其特性符合VG 95377-13 : 1993 0 距离辐射环的环平面50 mm时,环中电流为I的辐射环的磁通密度B50 mm ,按公式(1)计算:
-8 50 mm ~ fJ-oH — 951 ( 1 )
式中:
B ——磁通密度,单位为微特斯拉(/D;
H ——磁场,单位为安培每米(A/m);
95 ——常数,单位为伏特秒每安培平方米(V- s/A- m2);
I 线圈电流,单位为安培(A);
心——磁常数,真空中的磁导率,单位为亨利每米(H/m)。
距离辐射环的环平面50 mm时,环中电流为I的辐射环的磁场强度H50 mm ,按公式(2)计算:
H50 mm =75.61 ( 2 )
式中:
H ——磁场,单位为安培每米(A/m);
75.6 常数,单位为每米(/m);
I ——线圈电流,单位为安培(A)。
在整个频率范围内应给出辐射环的特性。在确定DUT试验计算的电流值时,应考虑线性特性。
6.2.2亥姆霍兹线圈
理想情况下,亥姆霍兹线圈建立了一个均匀的磁场区域,其作用是将DUT暴露到均匀的磁场中。
线圈的半径由DUT的尺寸确定。为获得均匀的磁场( + 10%),线圈和DUT之间的空间尺寸关系 应满足图3。图3所示的均匀磁场区域最小应为300 mmX300 mmX300 mmo
亥姆霍兹线圈间的距离为R时,系统中心的磁通密度B按公式(3)计算:
n TT 0.899 XN XI
式中:
B 一磁通密度,单位为微特斯拉(/T);
N 线圈中导线的匝数;
R 线圈半径,单位为米(m);
I ——线圈电流,单位为安培(A);
H 一磁场,单位为安培每米(A/m);
心 一磁常数,真空中的磁导率,单位为亨利每米(H/m);
0.899 常数,单位为亨利每米(H/m)。
系统中心的磁场H按公式(4)计算:
u _0.7155N X I
H= IT
式中:
H——磁场,单位为安培每米(A/m);
N 线圈中导线的匝数;
R 线圈半径,单位为米(m);
I——线圈电流,单位为安培(A)。 所选线圈的载流容量和匝数应满足试验规范。
线圈的自谐振频率不应小于或等于150 kHz的上限频率。
在整个频率范围内应给出亥姆霍兹线圈的特性。在确定DUT试验计算的电流值时,应考虑线性 特性。
6.3电流监测器
通过使用钳式探头或通过测量分流电阻上的电压来监测电流,电流监测器应确保在0 Hz(DC)和
15 Hz〜150 kHz的频率范围内测量的电流为真有效值。
可以使用的电流监测器有示波器、真有效值交流电压表或真有效值交流电流表。
6.4磁场强度监测器
对辐射环法,使用的磁场强度监测器符合如下规定:
a) 直流时,磁场强度监测器应为基于霍尔传感器的测量仪器,应能测量至少3 000 A/m的磁场 强度。
b) 当/'忌15 Hz时,推荐的磁场强度监测器为满足如下规定的环形传感器:
直径:40 mm;
—匝数:51;
一导线:直径近似为0.071 mm的7股丝包漆包线;
——屏蔽:静电屏蔽;
一修正因子:把传感器的线圈电压转换为磁场强度的校准系数。
在环形传感器中感应的开路电压U可通过高阻抗电压表测量,也可由公式(5)计算:
U = 2K/ X N X A XB ( 5 )
式中:
f 频率,单位为赫兹(Hz);
N—线圈中导线的匝数;
A-一线圈的横截面积,由线圈的平均直径计算得到,单位为平方米(m。);
B——磁通密度,单位为特斯拉(T)。
通常磁场强度监测器在15 Hz~150 kHz时应能测量至少1 000 A/m的磁场强度。
6.5 DUT的激励和监测
操纵DUT的执行器应尽量不影响DUT的电磁特性,如在按钮上使用塑料块、使用气动执行器(供 气管路使用塑料管)等。
监测设备应使用光纤或高阻抗导线连接。如使用其他类型的连接,应尽量减小线间的相互作用,并 记录导线的布置方向、长度和位置,以确保试验结果的可复现性。
应避免监测设备同DUT之间的任何电连接可能引起的DUT误动作。
7试验布置
7.1概述
试验区域应具备容纳所有试验设备的合适的空间尺寸,并应免受可能影响试验结果的任何骚扰。 DUT监测设备应距磁场发生器(辐射环或亥姆霍兹线圈)至少2 m0磁场发生器应距离平行于线圈平 面的金属表面至少1 mo
7.2 电源
电源应符合GB/T 33014.1的规定。
7.3试验线束和DUT的位置
试验线束和DUT应放置在非导电的、低磁导率的非铁磁性的支撑物(如木桌)上。试验线束应尽 可能减小线束(例如:双绞线)内部的耦合效应差异、减小对负载和电源的干扰。
7.4 辐射环法
试验配置如图1所示。DUT的每一个表面应分割成100 mmXlOO mm或更小的相等区域。辐射
4
环应距离每个区域中心50 mm且平行于DUT的表面。此外,辐射环还应放置在DUT每一个连接器 及附带的磁敏感元件上,辐射环的放置应使其和磁敏感元件之间为最大耦合。
线束中所有导线的端接或开路应符合DUT的实际应用情况。应尽可能使用实际负载和执行器。 单位为毫米