ICS 43.040.10
T 36
中华人民共和国国家标准
GB/T 33014.4—2016
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4部分：大电流注入(BCI)法
Road vehicles—Component test methods for electrical/electronic disturbances
from narrowband radiated electromagnetic energy—
Part 4：Bulk current injection(BCI)
[ISO 11452-4：2005，Road vehicles—Component test methods for electrical
disturbances from narrowband radiated electromagnetic energy—
Part 4：Bulk current injection(BCI)，MOD]
2016-10-13发布 2017-11-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会
发布
前言
GB/T 33014《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》包括以下几部分：
——第1部分：一般规定；
——第2部分：电波暗室法；
——第3部分：横电磁波(TEM)小室法；
——第4部分：大电流注入(BCI)法；
——第5部分：带状线法；
——第7部分：射频(RF)功率直接注入法；
——第8部分：磁场抗扰法；
——第9部分：便携式发射机模拟法；
——第10部分：扩展音频范围的传导抗扰法；
——第11部分：混响室法。
本部分为GB/T 33014的第4部分。
本部分按照GB/T 1.1—2009给出的规则起草。
本部分使用重新起草法修改采用ISO 11452-4：2005《道路车辆 窄带辐射电磁能引发的电骚扰的零部件试验方法 第4部分：大电流注入(BCI)法》。
本部分与ISO 11452-4：2005的技术性差异及原因如下：
——按GB/T 1.1—2009规定对第1章进行规范编写；
——将原国际标准引用的ISO 11452-1改为修改采用ISO 11452-1的GB/T 33014.1；
——原国际标准7.2中的人工网络采用附录C，本部分改为与其内容等效的GB/T 33014.2—2016
中的附录A，避免相同内容的重复规定以及原国际标准的不完全统一；
——原国际标准7.2中的远端/近端接地采用附录D，本部分改为与其等效的GB/T 33014.2—2016中的附录B，避免相同内容的重复规定以及原国际标准的不完全统一；
——在规范性引用文件中增加GB/T 33014.2—2016；
——为实现和第1部分理解及表示方法的一致，将表C.1(原文的E.1)的I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、V对应改为L1、L2等，将I、Ⅱ、Ⅲ等理解为状态I、Ⅱ、Ⅲ等。
本部分还进行了下列编辑性修改：
——删除了原国际标准的前言和引言。
——删除原国际标准的附录C和附录D，本部分将原国际标准的附录E改为附录C；
本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。
本部分由全国汽车标准化技术委员会(SAC/TC 114)归口。
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4部分：大电流注入(BCI)法
1 范围
GB/T 33014的本部分规定了电气/电子部件对车外连续窄带辐射电骚扰的抗扰试验方法——大电流注入(BCI)法。
本部分适用于M、N、O、L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)
GB/T 33014.2—2016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2部分：电波暗室法(ISO 11452-2：2004，MOD)
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
大电流注入(BCI)法适用的频率范围是电流探头特性的直接函数，为1 MHz～400 MHz。所需电流探头不止一种类型。
用户应指定频率范围内的试验严酷等级，推荐的试验严酷等级参见附录C。
下列标准试验条件应符合GB/T 33014.1的规定：
——试验温度；
——试验电压；
——调制方式；
——驻留时间；
——频率步长；
——试验严酷等级的定义；
——试验信号质量。
5试验地点
试验应在屏蔽室中进行。
6试验设备和仪器
6.1 概述
大电流注入(BCI)法是使用电流注入探头将骚扰信号直接耦合到线束上进行抗扰度试验的一种方法。注入探头为电流互感器，被测装置(DUT)的线束穿过其中。通过改变试验严酷等级和感应骚扰的频率进行抗扰试验。
6.2试验仪器设备
6.2.1 电流注入探头(探头组)：将测试设备输出信号耦合到DUT，无论系统负载大小，应覆盖全频段，探头组可在全频段承受连续输入功率。
6.2.2 电流测量探头(探头组)：应覆盖全频段。
6.2.3人工网络(AN)：见7.2。
6.2.4射频(RF)信号发生器；具备内部或外部调制能力。
6.2.5功率放大器。
6.2.6功率计(或等效测量仪器)：用于测量前向功率和反射功率。
6.2.7电流测量设备。
6.3 DUT的激励和监测设备
应尽量使用传动装置操作DUT，以减小电磁特性影响。如塑料按钮，塑料管气动装置。
监测DUT电磁干扰特性的设备连接线可以使用光纤或高阻抗的电线，也可以使用其他类型的电线，但要尽量减小导线间的相互作用。电线的布置方向、长度和位置应记录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DUT的误动作。
7试验布景
7.1 接地平板
接地平板应采用至少0.5 mm厚的铜板、黄铜或者镀锌钢板。最小宽度为1 000 mm，最小长度为2 000 mm，或者比整个设备的各边大200 mm，取两者中尺寸较大的平板。
接地平板(试验台)的高度应位于地面上(900±100)mm处，接地平板应与屏蔽壳体电气搭接，接地铜带之间的距离不得大于300 mm，直流电阻不得超过2.5 mΩ。
7.2 电源和人工网络(AN)
每一个DUT的电源线都应经过AN与供电电源相连。
通常供电电源负极接地，如DUT使用的供电电源是正极接地，图1和图2所示的试验布置需要进行相应调整。电源通过5 μH/50 Ω的AN(见GB/T 33014.2—2016的附录A)连接到DUT。所需AN的数量根据DUT在车辆上的安装情况确定：
——DUT远端接地(车辆电源回线大于200 mm)：要用两个AN，其中一个接电源正极，另一个接电源回线(见GB/T 33014.2—2016的附录B)。
——DUT近端接地(车辆电源回线不超过200 mm)：使用一个AN，用到电源正极上(见GB/T 33014.2—2016的附录B)。
AN应直接安装在接地平板上，外壳应与接地平板搭接。电源回线应与接地平板相连(在电源和AN之间)。每个AN的测量端口应接50 Ω的负载。
7.3 DUT的位置
DUT应放置在绝缘支架(εr≤1.4)上，位于接地平板上方(50±5)mm的位置。DUT的外壳不应与接地平板相连(模拟实际车辆结构的除外)。DUT表面距离接地平板边缘至少100 mm。
除了放置DUT的接地平板，DUT和其他任何金属部件(如屏蔽室的墙壁)距离至少500 mm。
7.4试验线束的位置
除非试验计划中另有规定，DUT和负载模拟器(或RF边界)之间试验线束的总长度应为(1 000±10)mm。线束类型应根据实际系统的使用要求确定。试验线束应放置在绝缘支架上，位于接地平板上方(50±5)mm的位置。
试验线束应直线放置，并且有固定的结构(导线的位置和数量)。线束应穿过电流注入探头和电流测量探头。连接负载模拟器的导线应固定，其长度应比试验线束短。
7.5负载模拟器的位置
最好将负载模拟器直接放置在接地平板上。如负载模拟器为金属外壳，外壳与接地平板直接搭接。
如DUT引出的试验线束穿过RF界面与接地平板搭接，负载模拟器可置于接地平板附近(外壳与接地平板搭接)或实验室外。
如负载模拟器放在接地平板上，负载模拟器的直流电源线应通过AN进行连接。
7.6电流探头的位置
7.6.1 替代法
注入探头与DUT连接器距离d应分别为：
——d(见图1)=(150±10)mm；
——d=(450±10)mm：
——d=(750±10)mm。
如在测试中使用电流测量探头，应位于DUT连接器(50±10)mm处。
7.6.2限制功率的闭环法
电流注入探头应置于距UT连接器(900±10)mm处，电流测量探头应置于距DUT连接器(50±10)mm处。
替代法(8.3.1)试验布置示例见图1，限制功率的闭环法(8.3.2)试验布置示例见图2。
单位为毫米
说明：
1——DUT(如需要可就近接地)；
2——试验线束；
3——负载模拟器；
4——激励和监测系统；
5——电源；
6——人工网络(AN)；
7——光纤；
8——高频设备；
9——注入探头；
10——接地平板；
11——绝缘支架；
12——屏蔽壳体。
注：本试验电流测量探头为可选件，图中未给出标示。
a俯视图。
b侧视图。
图1 BCI试验布置——替代法
单位为毫米
说明：
1——DUT(如需要可就近接地)；
2——试验线束；
3——负载模拟器(位置与接地连接见7.5)；
4——激励和监测系统；
5——电源；
6——人工网络(AN)；
7——光纤；
8——高频设备；
9——电流测量探头；
10——注入探头；
11——接地平板；
12——绝缘支架；
13——屏蔽壳体。
a俯视图。
b侧视图。
图2 BCI试验布置——限制功率的闭环法
8试验方法
8.1 概述
骚扰源和连接线束等的整体布局代表规范的试验条件，若线束长度与标准试验线束长度及其他项目存在偏差，要在试验前得到认可，并在试验报告中记录下来。
DUT应端接典型负载，其他工作条件应与其在车辆上的条件一致。这些工作条件应在试验计划里规定，以便供应商与客户进行完全相同的试验。
8.2试验计划
在进行试验之前应制定试验计划，包括以下内容：
——试验布置；
——试验方法；
——频率范围；
——DUT的运行模式；
——DUT的验收准则；
——试验严酷等级；
——DUT监测条件；
——探头的位置；
——带有多个连接器线束的注入方式；
——试验报告的内容；
——其他特别说明及相对标准试验的差异。
每个DUT应在最典型的条件下进行试验，即至少在待机模式和DUT所有功能处于工作的模式下进行试验。
8.3试验
8.3.1 替代法
8.3.1.1概述
替代法使用前向功率做为标定和测试的参考基准。分两个阶段进行：
a)标定(使用夹具)；
b)测试。
8.3.1.2标定
规定的试验等级(电流)应定期进行标定(见附录A)，标定时记录各个试验频率下在50 Ω标定夹具上产生规定电流所需的前向功率。应采用非调制正弦波进行标定。
若有要求，试验报告的标定文件中应记录前向功率和反射功率。
标定夹具的一端连接50 Ω负载(大功率)，另一端连接50 Ω射频功率计，并串接相应功率的50 Ω衰减器来保护功率计(见附录A)。
8.3.1.3测试
按图1所示在试验台架上安装DUT、线束及相关设备。根据试验计划中预先确定的标定值向DUT施加试验信号。
电流注入探头和DUT之间可选用电流测量探头。当被测系统改进后电流测量探头可以为试验条件的变化和问题出现原因的研究工作提供必要信息。要注意的是测量探头可能会影响注入电流。
8.3.2 限制功率的闭环法
8.3.2.1概述
闭环法使用前向功率做为标定和测试的参考基准。分两个阶段进行：
a)标定(使用夹具)；
b)测试。
使用标定夹具确定功率限值。使用功率限值-频率曲线确定施加于DUT的骚扰。
8.3.2.2标定
用于确定DUT测试的功率限值。规定的试验等级(电流)应在实际测试前进行标定(见附录A)，确定各个试验频率在50 Ω标定夹具上产生规定电流所需的前向功率。
应使用未调制正弦波进行标定。标定夹具的一端连接50 Ω负载(大功率)，另一端连接50 Ω射频功率计，并串接相应功率的50 Ω衰减器来保护功率计。在夹具上施加试验信号电平并记录相应的前向功率。
若有要求，试验报告的标定文件中应记录前向功率和反射功率。
计算功率限值见式(1)：
PCW limit=kPfor cal (1)
式中：
PCW limit——功率限值；
Pfor cal——测试夹具上达到规定电流时所需的前向功率；
k——默认值为4(试验计划另有规定除外)。
8.3.2.3 测试
按图2所示在试验台架上安装DUT、电缆及相关设备。每一频率点测试过程如下：
增加施加给电流注入探头的前向功率并测量注入电流(Iref)，直到测量电流达到规定的试验等级，或前向功率达到功率限值。
两种情况都应记录注入电流(Iref)和施加的前向功率(Pref)。当发现DUT的敏感度门限时，失效电流(Ifault)和施加的前向功率(Pfault)也要记录。
当使用的线束包含几个分支时，用注入探头夹住每一个分支进行重复测试，注入探头距离DUT连接器为(900±10)mm。在这种测试情况下，电流测量探头距离DUT的位置保持不变。
8.4试验报告
按照试验计划要求，试验报告应包含下列信息：试验设备、试验区域、被测系统、频率、功率等级、系统相互作用以及其他试验相关信息。
对限制功率的闭环法，试验报告中应包括下列补充信息：
——Iref，Pref，Ifault，Pfault，和PCWlimit的值；
——试验台架的转移阻抗(电流注入探头所注入的电压值除以电流测量探头测量的电流值)，其测试或计算方法见附录B。
附 录A
(规范性附录)
电流注入探头的标定
使用标定夹具确定注入电流，进行电流注入探头标定的设备配置示例见图A.1。
注入探头安装在标定夹具的中心(见图A.2)，在测试频率范围内扫描，测量前向功率，得到进行DUT试验用的电流。
说明：
1——屏蔽室；
2——50 Ω的同轴负载(电压驻波比VSWR≤1.2：1)；
3——标定夹具；
4——注入探头；
5——50 Ω衰减器；
6——频谱分析仪或等效设备；
7——RF功率计(需要两路)；
8——RF 50 Ω双定向耦合器(最小去耦系数30 dB)；
9——输出阻抗为50 Ω的宽带放大器；
10——RF信号发生器。
图A.1 设备配置原理图
说明：
1——绝缘支架；
2——可移动金属盖；
3——电流注入探头；
4——端接50 Ω测量设备；
5——端接50 Ω负载。
注：标定夹具的物理尺寸应与注入探头制造商的要求一致。
图A.2标定夹具示例
附 录B
(规范性附录)
试验台架的转移阻抗
B.1 概述
转移阻抗用来描述线束、DUT和负载组成系统的特性，与注入探头和电流测量探头无关。使用转移阻抗使不同实验室或使用不同试验线束的比对试验更容易进行。试验台架的转移阻抗Zt定义为：
(B.1)
式中：
Uind——电流注入探头在线束中感应的共模电压；
Iind——测量点感应的共模电流。
转移阻抗可以用B.2描述的网络分析仪测量，也可以按B.3方法进行推导。
B.2转移阻抗测量(用网络分析仪)
B.2.1参数关系定义
见图B.1。
说明：
1——S参数四端网络。
图B.1 转移阻抗测量
对于已知S参数四端口网络，入射波和反射波定义如下：
对于网络分析仪的端口1：
(B.2)
(B.3)
式中：
a1——入射波；
b1——反射波；
U1——电流注入探头在线束中感应的共模电压；
I1——测量点感应的共模电流；
Zc——特性阻抗(Zc=50 Ω)。
对于网络分析仪的端口2：
(B.4)
(B.5)
式中：
a2——入射波；
b2——反射波；
U2——电流注入探头在线束中感应的共模电压；
I2——测量点感应的共模电流；
Zc——特性阻抗(Zc=50 Ω)。
从物理上入射波和反射波在四端口网络表现为输入和输出功率。入射波和反射波之间的关系用S参数表示为：
b1=S11a1+S12a2及b2=S21a1+S22a2 (B.6)
当网络输出端接50 Ω负载时：
a2=0，b1=S11a1及b2=S21a1 (B.7)
式中：
S11——反射系数；
S21——四端网络的传输系数。
B.2.2标定电流注入探头
见图B.2。
说明：
1——网络分析仪；
2——端口1；
3——端口2；
4——电流注入探头；
5——50 Ω负载；
6——标定夹具。
图B.2标定电流注入探头
根据定义电流注入探头的插入损耗IL可由式(B.8)计算：
(B.8)
式中：
I22——电流注入探头的功率插入损耗；
b22——标定夹具端口感应功率；
a12——电流注入探头的输入功率；
S221,inject——电流注入探头的功率传输系数。
也可以得出：
IL(dB)=S21,inject(dB) (B.9)
电流注入探头对标定夹具感应电压Uind，夹具每个50 Ω负载感应电压为Uind/2，由此得出：
(B.10)
由式(B.8)和式(B.10)可得：
(B.11)
B.2.3电流测量探头标定
见图B.3。
说明：
1——网络分析仪；
2——端口1；
3——端口2；
4——电流测量探头；
5——50 Ω负载；
6——标定夹具。
图B.3 电流测量探头标定
使用转移阻抗Zt描述电流测量探头特性，计算公式如下：
(B.12)
式中：
Urtnd——由端接50 Ω负载的电流测量探头反馈电压；
Iind——被测电流。
(B.13)
(B.14)
由式(B.12)和式(B.13)可得：
(B.15)
由式(B.14)和式(B.15)可得：
(B.16)
B.2.4转移阻抗测量
见图B.4。
说明：
1——网络分析仪；
2——端口1；
3——端口2；
4——电流注入探头；
5——电流测量探头；
6——DUT；
7——端接负载的AN。
图B.4转移阻抗测量
转移阻抗Zr由式(B.17)定义：
(B.17)
由式(B.11)和式(B.16)，试验台架的转移阻抗可根据图B.4中S21，测量值和探头特性按式(B.18)计算：
(B.18)
或按式(B.19)计算：
Zt(dBΩ)=6+Zt,probe(dBΩ)+IL(dB)-S21(dB) (B.19)
式(B.19)中IL(dB)为负值。
B.3转移阻抗计算
转移阻抗Zt也可以根据标定和试验的测量值计算得出。标定夹具转移阻抗为100 Ω，其计算式为：
(B.20)
式中：
Ical——标定电流；
Iind——测量电流；
Pcal——标定时使用的电流注入探头的功率；
Pdir——测试时使用的电流注入探头的功率。
或按式(B.21)计算：
Zt(dBΩ)=40+Ical(dBmA)-Iind(dBmA)+Pdir(dBm)-Pcal(dBm) (B.21)
附 录 C
(资料性附录)
功能执行状态分类(FPSC)
推荐试验严酷等级和频段见表C.1和表C.2。
表C.1 推荐试验严酷等级
试验严酷等级 试验电平
mA
L1 25
L2 50
L3 75
L4 100
× 协商确定
表C.2频段
频段 频率范围
MHz
F1 1≤f≤10
F2 10
