汽车电子产品EMC试验报告技术要点

2012-07-26蒋玉妹周海贝上海市电磁兼容检测重点实验室

上海计量测试 2012年2期

蒋玉妹周海贝施帅/上海市电磁兼容检测重点实验室

0 引言

随着电子技术的飞速发展以及人们对电磁环境质量要求的提高。电磁骚扰和抗干扰问题越发引人关注。随着大量电子控制技术在汽车制造业中的应用，汽车上电子产品的数量和种类也越来越丰富。车载电子产品必须能互不干扰地正常工作,才能确保整车的安全性能。因此，汽车电子产品的电磁兼容(EMC)性能也就与安全行驶密不可分，变得尤为重要。

EMC试验结果需要通过报告形式来体现，而对电磁兼容实验室来说，报告是其有形的产品输出。报告的品质直接体现了实验室的能力水平，必须给予高度重视。

汽车电子产品的EMC试验报告,不但是对已进行测试项目的客观证据记录,更是保存试验实施中的技术细节,指导研发工程师进行技术改进的重要文件。报告的内容必须足够详细,以便日后追溯试验细节,再现试验结果。

1 汽车电子产品EMC试验流程

1.1 试验性质分类

汽车电子产品的电磁兼容试验有着非常严谨的流程。一般来说试验可分为Pre DV、DV和PV三个阶段。

DV/PV 是英文 Design Verification/Product Validation的缩写。DV是设计验证试验，即在产品开发过程中，对电路设计和产品性能进行的验证试验；PV是产品验证试验，即在产品定型后进行的验证试验。从时间上来说，DV要先于PV。而Pre DV也就是我们通常说的预测试或摸底试验，即在产品正式DV试验之前，进行的试探性的试验，不属于正式验证试验的范畴。

进行汽车电子产品的DV/PV试验的主要目的是为了在零部件装上整车之前，及时发现技术问题，排除隐患，从而降低整车测试的技术风险和时间成本。

1.2 试验以及报告的特殊性

与民用消费类电子产品相比，汽车电子产品的试验存在一定的特殊性。一方面，汽车企业的测试规范差异性比较大，不同的车厂对其零部件的EMC性能有着不同要求。

其次，汽车电子产品EMC试验需要有详细的测试计划进行支持。电磁兼容试验的一个原则是在试验中模拟受试设备（简称DUT）在整车环境中真实的工作情况。而汽车电子产品种类繁多，EMC试验规范无法对其进行一一规定，因此在DV/PV测试之前，供应商必须向测试实验室提供整车厂认可的测试计划。并在测试计划中将试验规范中的共性要求与实测的产品相结合，并对产品的输入输出信号、功能等级、模拟负载等要素进行详细定义。所有的试验必须严格遵照试验规范以及试验计划进行，如有技术偏离发生，实验室需要向客户和整车厂进行汇报，并获得许可后方能继续进行试验。

此外，汽车电子产品EMC试验产生的数据量非常大。由于很多汽车电子产品都是模块或零件，许多输出量无法直观获得，需要通过多种信号采集的方式，考核受试设备的功能状态。而对于进行DV/PV试验的客户以及整车厂来说，其关心的不单是DUT通过试验与否，而对试验的过程以及中间产生的监控数据也十分关注。这些数据对产品的改进以及试验结果的追溯与再现非常重要，因此需要体现在试验报告之中。

2 试验报告的基本要求

2.1 试验报告的基本要素

根据ISO17025，试验报告应涵盖以下基本要素：

1) 标题；

2) 实验室的名称和地址，进行试验的地点；

3) 报告的唯一性标识，可在页眉或页脚添加唯一的报告编号；

4) 客户的名称和地址；

5) 所用方法的识别，即试验的标准、规范、测试计划等信息；

6) DUT的描述、状态和明确的标识，即产品的名称，信号序列号等信息；

7)受试产品的接收日期和进行检测的日期；

8)报告批准人的姓名、职务、签字或等效的标识；

9)检测报告应当有页码和总页数。

2.2 试验性质和阶段的描述

试验报告中应清楚注明本次试验的性质和所处的阶段。即本次试验属于正式验证与否，如果属于正式验证试验，应注明是处于DV还是PV阶段，并注明受整车厂认可的测试计划编号。如果是非正式验证试验，也应予以注明，加以区分。上述信息最好在报告的页眉或页脚中进行添加，例如图1。

图1 DV/PV试验报告页眉示例

2.3 试验环境描述

试验环境，主要指温度和相对湿度，需根据不同的测试项目分别列出。列出的温湿度值必须满足试验规范中对不同项目的具体要求。其他环境因素例如，大气压、声压、光强等，如果具体试验对其有所要求，也应在报告中体现。

2.4 其他要求

根据ISO17025，报告中应有以下声明：

1)结果仅与被检测或被校准物品有关的声明；

2)经实验室书面批准，不得复制（全文复制除外）报告的声明。

此外，由于通常DV/PV报告的页数很多，报告中最好附有目录，以便检索查阅。

3 试验报告的特殊要求

3.1 试验结果总结

对于汽车电子产品EMC试验报告，在其内容的开始部分，通常需要对所有试验项目进行总结，以便查阅报告者在第一时间了解整个试验项目的基本情况。具体的例子如表1所示。

表1 试验结果总结示例

3.2 技术偏离的声明

在DV/PV试验实施过程中, 当实际的试验与测试计划或试验标准发生技术偏离时，需要通知客户和整车厂的相关负责人，在获得整车厂允许后，方能继续进行试验。在相关报告中需要附上有关偏离的技术声明，如表2所示。

表2 技术偏离声明示例

3.3 产品关键信息的体现

受试设备的关键信息需要在报告中进行体现，具体包括表3的内容。

4 试验数据的呈现

表3 产品关键信息列表

4.1 试验数据基本要求

试验数据需要涵盖表4的内容。

其中，试验的布置框图可按图2所示，并根据不同的试验项目分别绘制。框图所体现的试验系统连接必须与实际的试验实施保持一致。

对于其他要素，下文将根据几个典型的试验项目进行具体说明。

表4 试验数据基本要求

图2 试验的布置框图示例

4.2 电磁骚扰发射测量数据

骚扰发射主要参照国际标准CISPR25，但不同厂商规范的试验频段和限值规定有所不同。该项试验是对DUT电磁发射量的测量，需要采用频谱图对试验数据进行体现。此外，为了清晰地体现试验中出现超差的频点，应使用数据表格列出对应的频率、幅度、限值、裕量等信息，如图3和表5所示。

4.3 电磁辐射抗扰度数据

电磁辐射抗扰度试验是对DUT在特定频率段上施加辐射能量干扰，同时监测DUT的功能状态、考核DUT的抗干扰能力的试验，主要参照国际标准ISO11452系列，而不同的厂商规范在试验方法和试验强度上的选择差别较大。因此，报告的数据必须充分体现试验的强度，并说明采用的方法（暗室法、BCI法、带装线法或TEM小室法）。

图3 测量频谱图示例

表5 测量数据列表示例

试验数据应以敏感度阈值曲线、监控数据图等进行体现（如图4和图5所示）。其中图4中的敏感度阈值曲线图是该试验中非常重要的数据，绝大多数汽车制造企业规范都要求在报告中提供这一曲线。敏感度阈值测量是军用标准中常用的试验方法，即当DUT在试验中发生功能降级时，降低干扰的强度，直到功能降级消除，并在这个时候记录下当时的试验频率和强度，从而描绘出敏感度阈值曲线。该曲线表征的是受试设备在该曲线描绘的电磁干扰强度下能够保持某种特定的功能状态，很直观地体现了产品的抗干扰能力以及正常功能阈值。

图4 抗扰度曲线图示例

图5 监控数据频谱图示例

4.4 传导抗扰度数据

传导抗扰度试验主要参考ISO7637和ISO16750-2。不同的企业规范中，对试验脉冲波形参数选择有着很大的区别，因此试验报告中应有完整的波形参数定义。

试验数据推荐采用矩阵列表的方式，分栏目体现以下重要信息，具体的关键参数如表6所示。

4.5 静电放电抗扰度数据

静电放电抗扰度试验主要参照ISO 10605和IEC61000-4-2，但不同的企业规范中，对试验的放电网络参数、试验桌接地方式等要素的定义迥异，因此在报告中必须详细地区分并加以体现。静电放电试验数据推荐采用矩阵列表的方式进行罗列，具体的关键参数如表7所示。

5 结语

综上所述，汽车电子产品DV/PV试验报告中有非常多的技术细节需要注意。EMC实验室应根据不同的汽车厂商试验规范，并根据客户要求，建立试验报告模板，在模板中对试验报告中必须具备的要素进行定义。这样既能令试验报告更加符合标准要求，又能大大提高报告制作的效率。高质量的试验报告模板还能作为试验的作业指导书，用于试验品质的提高以及培训工程师。