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新能源汽車零部件大電流注入BCI試驗解析

日期：2025-12-30 17:50

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摘要：近幾年隨著汽車向電動化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化方向發(fā)展，汽車有限的空間內(nèi)集成了越來越多的電子設(shè)備，這些電子設(shè)備也帶來越來越多的電磁兼容問題。為了應(yīng)對電磁兼容問題，電子零部件在裝上整車前必須進(jìn)行電磁兼容測試。其中大電流注入(Bulk Current Injection,BCI)法因僅需在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行，成本較必須在電波暗室進(jìn)行的輻射抗擾度低得多，同時不侵入被測設(shè)備的特點，成為電子部件驗證的必選方法。大電流注入(BCI)法是使用電流注入探頭將騷擾信號直接耦合到線束上進(jìn)行抗擾度試驗的一種方法。注入探頭為電流互感器，被測裝置(EUT)的線束...

近幾年隨著汽車向電動化、智能化和網(wǎng)聯(lián)化方向發(fā)展，汽車有限的空間內(nèi)集成了越來越多的電子設(shè)備，這些電子設(shè)備也帶來越來越多的電磁兼容問題。為了應(yīng)對電磁兼容問題，電子零部件在裝上整車前必須進(jìn)行電磁兼容測試。其中大電流注入(Bulk Current Injection,BCI)法因僅需在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行，成本較必須在電波暗室進(jìn)行的輻射抗擾度低得多，同時不侵入被測設(shè)備的特點，成為電子部件驗證的必選方法。大電流注入(BCI)法是使用電流注入探頭將騷擾信號直接耦合到線束上進(jìn)行抗擾度試驗的一種方法。注入探頭為電流互感器，被測裝置(EUT)的線束穿過其中。通過改變試驗嚴(yán)酷等級和感應(yīng)騷擾的頻率進(jìn)行抗擾試驗。

2 大電流注入試驗方法

采用大電流注入法進(jìn)行抗擾度測試的測試方法一般分為替代法和閉環(huán)法。

替代法是指在使用電流注入鉗校準(zhǔn)裝置得到相應(yīng)測試電平對應(yīng)的信號源電平后，測試時，直接輸出信號源電平。要求在離EUT 150mm、450mm和750mm等三個位置，放置注入鉗進(jìn)行測試。如圖一所示。

圖一 BCI試驗布置-替代法

閉環(huán)法是指：在使用電流注入鉗校準(zhǔn)裝置得到相應(yīng)測試電平對應(yīng)的信號源電平后(記錄此時的凈功率為校準(zhǔn)功率)，測試時，使用電流探頭監(jiān)視實際注入的電流，如果注入功率比校準(zhǔn)功率大4倍，測量到的注入電流還是沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流，就停止加大注入功率。要求注入鉗放置在距離EUT 900mm 處，電流探頭在50mm 處。如圖二所示。

圖二 BCI試驗布置-閉環(huán)法

替代法和閉環(huán)法存在以下差異：

A，替代法的試驗線束長度為1700mm，閉環(huán)法的試驗線束長度為1000mm;

B，替代法的電流注入位置為150mm、450mm、750mm，而閉環(huán)法的電流注入位置為900mm;

C，閉環(huán)法必須使用電流監(jiān)測探頭，探頭位于50mm處，而替代法測試中一般不使用電流監(jiān)測探頭;

D，替代法是一種基于給定注入功率的開環(huán)測試，而閉環(huán)法則是通過電流監(jiān)測探頭實時監(jiān)測的閉環(huán)測試。

3 試驗裝置

該試驗需在屏蔽室中進(jìn)行，所需的主要試驗設(shè)備有：信號源(帶調(diào)制功能)、功率放大器、功率計、人工電源網(wǎng)絡(luò)、電流注入探頭、電流注入探頭校準(zhǔn)夾具、電流監(jiān)測探頭等。圖三為測試系統(tǒng)連接框圖。

圖三 BCI測試系統(tǒng)連接框圖

4 試驗布置

在測試平臺的布局中，被測設(shè)備及線束放在接地平板上方50mm處，其中，接地平板應(yīng)采用至少0.5mm 厚的銅板、黃銅或者鍍鋅鋼板。*小寬度為1000mm，*小長度為 2000mm，或者比整個設(shè)備的各邊大200mm，取兩者中尺寸較大的平板。接地平板(試驗臺)的高度應(yīng)位于地面上(900±100)mm 處，接地平板與屏蔽殼體電氣搭接，接地銅帶之間的距離為300mm，直流電阻不得超過2.5mΩ。在線束和銅板之間由厚度為50mm，相對介電常數(shù)(≤ 1.4)的材料作為支撐。電源通過兩個人工源網(wǎng)絡(luò)給被測設(shè)備供電，其中，一個人工源網(wǎng)絡(luò)與電源的正極相連，另一個與電源的負(fù)極相連。圖四、圖五為試驗布置圖。

圖四試驗布置-側(cè)視圖

圖五試驗布置-俯視圖

5 試驗過程

5.1 替代法試驗過程

替代法使用前向功率做為校準(zhǔn)和測試的參考基準(zhǔn)，使用未調(diào)制的正弦波進(jìn)行校準(zhǔn)。

5.1.1 校準(zhǔn)

根據(jù)規(guī)定的試驗等級(電流)進(jìn)行校準(zhǔn)，記錄各個試驗頻率下在50Ω校準(zhǔn)夾具上產(chǎn)生規(guī)定電流所需的前向功率。校準(zhǔn)夾具的一端連接50Ω負(fù)載(大功率)，另一端連接50Ω射頻功率計，并串接相應(yīng)功率的50Ω衰減器來保護(hù)功率計。在夾具上施加試驗信號電平并記錄相應(yīng)的前向功率。這種方法標(biāo)定了試驗前大電流注入系統(tǒng)預(yù)定功率和電流的關(guān)系。如圖六所示。

圖六替代法校準(zhǔn)布置

5.1.2 測試

在對連接線束后的EUT進(jìn)行測試時，把預(yù)定功率施加到注入探頭里。應(yīng)注意，監(jiān)測到的用于注入探頭的功率為預(yù)定功率。測試布置依據(jù)圖一所示。

5.2 閉環(huán)法試驗過程

閉環(huán)法使用前向功率做為校準(zhǔn)和測試的參考基準(zhǔn)，使用未調(diào)制的正弦波進(jìn)行校準(zhǔn)。

5.2.1 校準(zhǔn)

用于確定EUT測試的功率限值。根據(jù)規(guī)定的試驗等級(電流)在測試前進(jìn)行校準(zhǔn), 確定各個試驗頻率在50Ω校準(zhǔn)夾具上產(chǎn)生規(guī)定電流所需的前向功率。校準(zhǔn)夾具的一端連接50Ω負(fù)載(大功率)，另一端連接50Ω射頻功率計，并串接相應(yīng)功率的50Ω衰減器來保護(hù)功率計。在夾具上施加試驗信號電平并記錄相應(yīng)的前向功率。這種方法標(biāo)定了試驗前大電流注入系統(tǒng)預(yù)定功率和電流的關(guān)系。如圖六所示。

5.2.2 測試

測試時，使用電流探頭監(jiān)視實際注入的電流，如果注入功率比校準(zhǔn)功率大4倍，測量到的注入電流還是沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電流，就停止加大注入功率。測試布置依據(jù)圖二所示。

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