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作者 | 左成钢
出品 | 汽车电子与软件
前言：
书接前文，EMC相关知识，包括标准及测试等内容较多，前几篇文章已详细介绍了所有的传导发射、辐射发射、传导抗扰以及辐射抗扰-ALSE法，目前只剩下辐射抗扰-大电流注入BCI以及静电（ESD）抗扰了。辐射抗干扰的标准为GB/T 33014，采标为国际标准ISO 11452，上文介绍了GB/T 33014.1（一般规定）及GB/T 33014.2（辐射抗扰ALSE法），本篇将继续介绍该系列标准中最常用的另一个标准GB/T 33014.4大电流注入BCI法。
文中所有测试项目均配有真实的DV试验照片，包含测试设备、样品、测试Setup、测试限值及结果判定等，帮助大家对DV试验有一个更深刻的了解和认知。在此特别感谢CVC威凯检测技术提供的试验室技术支持和测试照片。
1. GB/T 33014.4大电流注入(BCI)法
1.1 一般规定
1.2 试验设备和试验布置要求
1.3 试验布置
1.4 试验方法
1.5 试验的严酷等级及频段
2. 辐射抗扰BCI法的DV测试
2.1 DV试验等级及要求
2.2 辐射抗扰BCI法的DV试验布置
2.3 结果判定
#01
在此修正一个前文的错误，GB/T 33014标准一共有10个，前面文章漏掉了最后一个标准GB/T 33014.11-2023，这个标准出来的较晚，于2024-04-01才实施，是GB/T 33014系列标准的最后一个。除标准的第1部分一般规定外，其他9个标准均为对不同测试方法的规定，但常用也就两个：第2部分：电波暗室法（ALSE法）和第4部分大电流注入法（BCI）。下面我们就详细介绍第4部分大电流注入法（BCI法）。
GB/T 33014.4-2016是标准的现行版本，于2017-11-1实施，标准全名：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，采标ISO 11452-4：2005，MOD。
GB/T 33014.4标准适用于M（载客的机动车）、N（载货的机动车）、O（挂车）、L（两轮及三轮机动车）类车辆用电气/电子部件，且不限定车辆动力系统（燃油、混动或电动车）。这和GB/T 33014.2是一致的。不同的是，大电流注入（BCI）法使用的频率范围和电流探头特性有关，为1MHz～400MHz，远低于ALSE法的频率范围80MHz～18000MHz；另外，电流探头的种类不止一种类型，这点大家要注意一下。
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等按照GB/T 33014.1的规定执行。另外标准要求试验在屏蔽室内进行，而ALSE法则是在电波暗室内。
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。这里小伙伴们有没有发现，这种方法和之前我们讲过的传导发射中的电流探头法很类似，电流探头法是通过电流探头对DUT的整个线束上的传导发射进行测量的一种方法，而这里则是用电流探头通过DUT线束对DUT进行抗干扰测试的一种方法，是不是有点异曲同工，和前面我讲的干扰和抗干扰就是一个产品EMC性能的一体两面。
注入探头为电流互感器，被测装置(DUT)的线束穿过电流探头，这个试验设置和传导发射测试是相同的，试验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。
辐射抗扰BCI法的试验设备包括：
电流注入探头(探头组)：将测试设备输出信号耦合到DUT，探头组可在全频段承受连续输入功率。
电流测量探头(探头组)：应覆盖全频段
人工网络(AN)
射频(RF)信号发生器：具备内部或外部调制能力
功率放大器
功率计(或等效测量仪器)：用于测量前向功率和反射功率
电流测量设备
试验布置方面，接地平板应采用至少0.5mm厚的紫铜、黄铜或者镀锌钢板。最小宽度为1000mm，最小长度为2000mm，或者比整个设备的各边大200mm，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，接地平板应与屏蔽室壳体电气搭接，接地带之间的距离不得大于300mm，直流电阻不得超过2.5mΩ。这些试验布置要求和GB/T 33014.2（ALSE法）中的规定是完全一致的。
另外，每一个DUT的电源线都应经过5μH/50Ω的AN与供电电源相连。通常供电电源负极接地，如果DUT使用的供电电源是正极接地，则标准给出的试验布置需要进行相应调整，这些要求和ALSE法是一致的。另外，所需AN的数量根据DUT在车辆上的安装情况确定。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50Ω的负载。
和ALSE法一样，试验AN的数量也需要根据DUT在车辆上的安装情况确定，如下：
DUT远端接地(车辆电源回线大于200mm)：要用两个AN，其中一个接电源正极，另一个接电源回线。
DUT近端接地(车辆电源回线不大于200mm)：使用一个AN，用到电源正极上。
关于DUT的规定如下：
DUT应放置在非导电、低相对介电常数(Er≤1.4)材料上，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100mm。这个规定和发射测试也基本一致
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500mm。
关于线束及模拟负载的规定如下：
DUT和负载模拟器之间试验线束的总长度应为(1000±10)mm
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
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
关于电流探头与DUT连接器距离d的位置规定如下：
d=(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。
而传导发射电流探头法测试则要求在距离被测件50mm和750mm两处分别用探头测量发射，是不是感觉有点类似。
标准对试验布置的规定按照标准规定分为两种：替代法与限制功率的闭环法。替代法试验布置如下图所示：
辐射抗干扰：BCI法试验布置示例-替代法（整理：左成钢）
限制功率的闭环法电流注入探头应置于距DUT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，限制功率的闭环法试验布置示例见下图。
辐射抗干扰：BCI法试验布置示例-限制功率的闭环法（整理：左成钢）
从上面两种试验布置可见，整体布置基本和传导发射的电流探头法基本相同，不同点是一些探头距离要求。
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、运行模式、验收准则、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等，如果试验整体布局与标准要求存在偏差，都需要在试验前得到认可，并在试验报告中记录下来。DUT应连接典型负载，工作条件应与其在车辆上的条件一致。这些工作条件都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。
另外，无论是替代法还是限制功率的闭环法，标准都要求进行对规定等级的电流进行标定。不同的是，替代法要求定期进行标定即可，而限制功率的闭环法则要求在实际测试前进行标定。具体标定方法参见标准附录A，在此不再赘述。
标准在附录C部分给出了推荐的试验严酷等级和频段，严酷等级基于前述的功能状态特性分类（FPSC），严酷等级实际上和ALSE法是一致的，只不过试验电平的单位从V/m变成了mA，如下表所示：
标准推荐的严酷等级及频段（整理：左成钢）
#02
根据标准要求，辐射抗扰BCI法在屏蔽室内进行，如下图DV报告所示，测试频段为1MHz～400MHz，采用替代法进行试验。
辐射抗扰BCI法测试条件（来源：孚乔图，CVC威凯）
辐射抗扰BCI法测试需要用到的试验设施及设备会在DV报告中列出，如下图所示：
辐射抗扰BCI法的DV试验设备（来源：孚乔图，CVC威凯）
辐射抗扰试验场地与骚扰/发射试验一样，测试需要用到的设备则有所不同，比如用到了信号发生器、功率放大器、定向耦合器、电流注入探头、人工网络、校准夹具等，这些都是为了通过电流注入探头将骚扰信号耦合到DUT线束上，进而来测试DUT的辐射抗扰特性。
此次DV试验中，该DUT的试验等级、要求及判定标准如下：
辐射抗扰BCI法试验等级及判定（来源：孚乔图，CVC威凯）
由图中可见，该DUT进行了1MHz～400MHz频段的测试，试验等级为75mA，步进频率和驻留时间也是按照标准要求，试验严酷等级为L3级，仅次于L4的100mA。另外，F2到F4频段整合为了10～200MHz，注入位置按照标准要求的150mm、450mm、750mm三个位置分别进行了测试，判定标准要求是等级Ⅰ。
按照标准要求，辐射抗扰BCI法试验布置及局部布置如下图所示，由图中可见，DUT按照不同的位置分别进行了测试：
辐射抗扰BCI法试验布置-150mm（来源：孚乔图，CVC威凯）
辐射抗扰BCI法试验布置-450mm（来源：孚乔图，CVC威凯）
辐射抗扰BCI法试验布置-750mm（来源：孚乔图，CVC威凯）
辐射抗扰BCI法局部试验布置（来源：孚乔图，CVC威凯）
由图中可见，试验布置按照标准要求，DUT供电经LISN，DUT接模拟负载，DUT与模拟负载均放置于绝缘支撑物上，同时注入位置按照标准要求的150mm、450mm、750mm三个位置分别进行了测试。
试验结果判定如下图所示：
试验结果及判定（来源：孚乔图，CVC威凯）
由图中可见，试验中DUT的工作模式为模式1，即工作模式，试验电压为DC27V（DUT为24V系统产品），标准要求27V±1V，调制方式分为CW和AM。对于所有测试位置，在试验过程中和试验后，样品均正常工作，符合标准要求，最终所有试验结果均为等级Ⅰ通过。
本篇主要介绍了辐射抗扰标准GB/T 33014.4（大电流注入BCI法），GB/T 33014标准一共有10个，全部是关于辐射抗扰的，除标准第一部分外，标准的2、3、4、5、7、8、9、10、11共9个标准均为对不同测试方法的规定。至此，常用的辐射抗扰标准：电波暗室（ALSE）法及大电流注入（BCI）法已全部介绍完毕，下篇文章将重点介绍静电（ESD）抗扰，敬请期待。
