根據ISO11452-4國際標準,BCI(大電流注入)實驗目的是為了檢測電氣零部件設備對由射頻場感應引起的傳導抗擾度。由于車輛內的線束是互相捆綁在一起的,而各個線束皆有各自的電流,線束間容易受到彼此的干擾,干擾會由線束端口或者空間輻射進入電子設備,影響設備正常工作。
2)接口信息表:
電源線束(3v3),按鍵信號線束,旋鈕信號線束,LED燈線束
3)實驗設置示意圖
DUT是測試設備,空調面板;
bridge板(測試用板)負責接收和傳輸信號給到空調控制面板,并將信號通過CAN給到上位機系統進行診斷處理。按鍵和旋鈕的數值都要求在一定的范圍以內,如果超出這個范圍,上位機系統會提示報錯;
PC為上位機,負責監測測試用板提供的數據是否有效,并提供監控界面,供測試人員觀測。
4)測試要求
- CW和AM兩種調制方式,
- 測試模式是DBCI(差模,排除地線以外的所有線束測試)和CBCI(共模,所有線束測試);對應的測試頻率范圍是1MHZ-400MHZ;
- 注入電流最大為200mA,駐留時間為1s.
- 實驗等級為A:實驗前,實驗中,實驗后功能均正常。
5)功能要求
功能正常定義為:按鍵和旋鈕的數值在正常范圍,上位機無提示錯誤信息。
6)問題描述及解決
進行DBCI測試時發現在1M-100MHz出現按鍵和旋鈕的數值出現異常,超出這個頻率范圍能夠恢復正常,因為實驗電流從1MHz是依次降低的,即由200mA慢慢降低,懷疑是剛開始干擾信號最強,干擾進入線束后干擾測試板和空調面板正常工作。
因為BCI是對測試板和空調面板之間的線束進行實驗,懷疑干擾是直接進入測試用板,干擾測試用板工作,提供錯誤數據給到上位機,進而導致上位機系統報錯。依據這個思路,我們需要確定是通過空間輻射還是傳導輻射干擾到測試用板工作。
用屏蔽盒將測試用板進行屏蔽,復測實驗,實驗現象跟之前一致,說明不是通過空間輻射干擾測試用板工作。對于差模傳導干擾,我們嘗試在測試用板接口處增加濾波電容進行處理,由于信號頻率集中在1MHz-100MHz,不同容值的電容,頻率越靠近諧振點,阻抗越低,從下圖可以看出47u,10u,1u,100n在1MHz-400MHz阻抗較低,我們選用100nf的電容為干擾信號提供泄放途徑,至于為什么沒有選用更大的電容,主要是由于軟件對按鍵和旋鈕的采樣周期很短,5ms左右,兩次采樣數值均在有效范圍以內算作一次有效值,選用過大的電容,會延長上升沿時間,可能會出現在有效的時間內,無法采集到兩次在正確的數值,導致漏采樣。
將100nf的電容放置在測試用板的接口處 ,重新進行DBCI測試,發現有明顯改善,但是在某些頻點仍然會出現功能異常,考慮將接口處的電阻改用更大的數值, 原先選用的是1K的電阻,現改用2.2K的電阻 ,降低干擾的能量,重新復測實驗,實驗通過。說明干擾就是通過線束傳導進入測試用板,干擾到測試用板工作,進而導致上位機界面報錯。
7)實驗整改措施
替換按鍵及旋鈕接口處1K電阻為2.2K電阻,同時在靠近接口處增加100nf電容。
8)整改總結
對于接口類的抗擾性測試,我們都可以考慮在接口處增加ESD管,電容,給干擾提供泄放回路,避免信號傳導到設備內部,干擾其正常工作。
附:CBCI是共模干擾,即模擬實車環境下,有干擾耦合到產品所有的線束上;DBCI是差模干擾,即模擬實車環境下,干擾信號僅僅耦合到除地線以外所有的線束上。實測發現接口處增加接地電容對DBCI和CBCI均有效。
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