什么是BCI大電流注入？如何選擇合適的測試設(shè)備？

大電流注入（BCI：Bulk Current Injection）—— 汽車電子EMC測試中經(jīng)常碰到的測試項，由于在車輛實際應(yīng)用場景中，不同車載零部件的連接線纜一般會捆扎在一起，這樣就會導(dǎo)致不同線纜之間會有不同頻段的電磁干擾信號進(jìn)行相互耦合，受到干擾的零部件會發(fā)生失效，進(jìn)而對車輛的行駛安全會產(chǎn)生一定風(fēng)險。所以該項測試的目的在于模擬RF信號被注入到被測產(chǎn)品電源線或信號線上時，驗證產(chǎn)品功能是否下降或其性能指標(biāo)是否在容差限值以內(nèi)。

測試標(biāo)準(zhǔn)從ISO 11452-4:2005版本到ISO 11452-4:2011版本再到現(xiàn)在最新的ISO 11452-4:2020版本。根據(jù)最新ISO 11452-4:2020版本要求，測試頻率范圍為0.1MHz ~ 400MHz。 

BCI測試?yán)碚撝R 

工作原理是利用電流注入探頭這個互感器將干擾信號感應(yīng)至線束。系統(tǒng)框圖如下圖所示。 

在這個試驗過程中，電流注入鉗相當(dāng)于第一電流變換器，線束作為第二電流變換器，因此，射頻干擾信號通過電流注入探頭耦合后，轉(zhuǎn)換為射頻電流，在線束中以共模方式流過（即電流在EUT的所有線束中以相同的方向流動），通過參考地回流進(jìn)入EUT的連接端口，也稱CBCI，一般應(yīng)用在高頻測試（30MHz~400MHz）。 

或者以差模方式流過，通過被測線束以外的其它線束回流進(jìn)入EUT連接端口，也稱DBCI，一般應(yīng)用在低頻測試（0.1MHz~30MHz）。電流監(jiān)測鉗作為線纜電流的測量裝置，實時監(jiān)測線束實際感應(yīng)電流值。 

測試方法BCI測試分為開環(huán)法（也俗稱替代法）和閉環(huán)法

開環(huán)法是在試驗之前以前向功率作為試驗的基準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)，產(chǎn)生所要測試的電流等級，記錄好功放輸出的前向功率。測試過程中按校準(zhǔn)確定的基準(zhǔn)參數(shù)對DUT施加干擾信號進(jìn)行試驗。校準(zhǔn)和試驗過程中前向功率、試驗電流等級都應(yīng)被記錄下來。 

閉環(huán)法是指將預(yù)先校準(zhǔn)好的RF干擾信號經(jīng)射頻功率放大器放大后，通過電流注入探頭注入至線束中，同時通過電流測量探頭測量線束中的實時電流值，比較實時電流值與目標(biāo)值，決定是升高或降低信號電平輸出來達(dá)到預(yù)先設(shè)置的目標(biāo)值。 

可以概括為如下3點： 

 1）特定試驗電平（電流）應(yīng)在實測前標(biāo)定，增加功放功率，若電流值滿足測試等級要求，則開始注入進(jìn)行測試。 

 2）若功率計檢測到前向功率值 Pf = k*Pcal (k=4), 則停止增加功率，開始注入測試。 

 3）測試電流值或者4倍校準(zhǔn)功率值，滿足其中一項都認(rèn)為符合要求，以最先達(dá)到為準(zhǔn)。 

目前，各大OEM車廠以及標(biāo)準(zhǔn)制定組織在制定BCI產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)時，都將ISO 11452-4作為測試方法，但出于自身不同的考慮，一般只會選擇開環(huán)法和閉環(huán)法中的一種。對于ISO 11452-4，開環(huán)法與閉環(huán)法主要存在以下差異：

 1) 開環(huán)法的試驗線束長度為1700mm，閉環(huán)法的試驗線束長度為1000mm; 

 2) 開環(huán)法的電流注入位置為150mm, 450mm和750mm，而閉環(huán)法的電流注入位置為900mm；

 3）閉環(huán)法必須使用電流監(jiān)測鉗，監(jiān)測鉗位于50mm處，而開環(huán)法測試中電流監(jiān)測鉗只是作為一種選擇，一般不使用監(jiān)測鉗；

 4）開環(huán)法是一種基于給定注入前向功率的開環(huán)測試，而閉環(huán)法則是通過電流監(jiān)測鉗實時監(jiān)測的閉環(huán)測試。 

 測試環(huán)境：BCI測試的環(huán)境以及布置如下—— 

 試驗溫度：（23±5）℃ 

 試驗濕度：20% ~ 80% RH 

 試驗電壓：12V系統(tǒng)為（13.5±0.5）V；24V系統(tǒng)為（27±1）V 

 對于汽車電子系統(tǒng)測試來說，典型的信號頻率范圍如下： 

 BCI測試頻率范圍：1MHz~400MHz 或者 0.1MHz~400MHz 試驗需在屏蔽室中進(jìn)行。 

布置要點—— 

 • DUT應(yīng)布置在絕緣、厚度為(50±5)mm、低相對介電常數(shù)（ε< 1.4）的材料上。 

 • DUT表面應(yīng)與接地平面邊緣距離≥100mm。 

 • DUT和屏蔽殼體的任何金屬部分之間距離應(yīng)≥500mm，接地平面除外。 

 • 除非在測試計劃中另有說明，試驗應(yīng)采用開環(huán)法，DUT和模擬負(fù)載之間的線束長度應(yīng)為（1700 -0/+30）mm，從DUT側(cè)起線束與實驗桌前言平行部分應(yīng)至少1500mm。 

 • 測試線束（或分支）應(yīng)布置在絕緣、厚度為(50±5)mm、低相對介電常數(shù)（ε< 1.4）的材料上。 

 • 除非DUT外殼在實車中與金屬車架搭接，否則DUT外殼不得與接地平面接地。 

 • 負(fù)載模擬器最好直接放置在接地平面上，如果負(fù)載模擬器使用的式金屬外殼，則該外殼應(yīng)連接到接地平面上，接地電阻應(yīng)<2.5mΩ。 

 • 在測試過程中，若使用電流監(jiān)測探頭進(jìn)行監(jiān)視，應(yīng)布置在距離DUT連接器（50±10）mm位置處。 

 • LISN：對于遠(yuǎn)端接地應(yīng)用兩個LISN，對于近端接地可以只用一個LISN（接于正極）DUT負(fù)極則直接連接在接地平面。

除非有其他規(guī)定，連接 DUT 與負(fù)載模擬器的線束長度為：1700(+300/-0) mm，電流注入探頭與 DUT 的距離為：

 d = (150 ± 10) mm 

 d = (450 ± 10) mm 

 d = (750 ± 10) mm 

 可以選擇不加電流監(jiān)測探頭。

除非有其他規(guī)定，連接 DUT 與負(fù)載模擬器的線束長度為：1000(+200/-0) mm，電流注入探頭與DUT的距離為（900±10）mm，閉環(huán)法必須要放置電流監(jiān)控探頭且到被測設(shè)備連接器的距離為（50±10）mm。 

 BCI測試功能狀態(tài)分類—— 

 受功能狀態(tài)定義了 EUT 在試驗環(huán)境下功能特性的期望目標(biāo)，適于 EUT 的每一個獨立功能， 描述了試驗中和試驗后預(yù)期功能的工作狀態(tài)。一般有如下五個功能狀態(tài)： 

 狀態(tài) A：施加干擾過程中及過程后，功能應(yīng)滿足設(shè)計要求； 

 狀態(tài) B：施加干擾過程中功能應(yīng)滿足設(shè)計要求，但允許超過限值或公差要求，移除干擾后，功能自動恢復(fù)到正常狀態(tài)，存儲記憶功能應(yīng)滿足功能等級A的要求； 

 狀態(tài) C：施加干擾過程中，允許功能偏離設(shè)計要求，移除干擾后，功能自動恢復(fù)到正常狀態(tài)，存儲記憶功能應(yīng)滿足功能等級A的要求； 

 狀態(tài) D：施加干擾過程中，允許功能偏離設(shè)計要求，移除干擾后，可以進(jìn)行簡單操作使功能恢復(fù) 到正常狀態(tài)，不允許對記憶功能造成長久的影響；簡單操作定義：操作設(shè)備電源鍵（如音響電源開關(guān)）； 

 狀態(tài) E：施加干擾過程中，功能偏離設(shè)計要求，移除干擾后，需要替換器件或維修方能恢復(fù)正常狀態(tài)。 

調(diào)制方式

根據(jù)ISO 11452-1標(biāo)準(zhǔn)的定義，調(diào)制信號的類型和頻率由DUT的特性決定，如無其它規(guī)定，應(yīng)參照下列要求： 

 ——未調(diào)制正弦波（CW） 

 ——調(diào)制頻率為1kHz，調(diào)制深度為0.8的調(diào)幅正弦波 (AM) 

 ——脈沖寬度為577us，周期為4600us的脈沖調(diào)制正弦波（PM） 

 實際實驗時不能使用放大器的通斷所形成的脈沖或100% AM調(diào)制波（調(diào)制深度m=1）來代替PM調(diào)制波。 

調(diào)制信號的使用頻率范圍如下： 

 ——CW: 0.01MHz ~ 18GHz 

 ——AM: 0.01MHz ~ 800MHz 

 ——PM: 800MHz ~ 18GHz 

 其中BCI測試的調(diào)制方式為CW和AM 

 BCI測試頻率步長如下，每個頻點的駐留時間一般為2s： 

BCI嚴(yán)酷等級： 

BCI測試系統(tǒng) —— 來者何人？ 

大電流注入（BCI）測試系統(tǒng)，以CDG7000-75傳導(dǎo)抗擾測試系統(tǒng)為核心，配合低插入損耗的電流注入探頭CDN BCI-P1，利用HELIA 7 – BCI全自動測試軟件，實現(xiàn)相應(yīng)的ISO 11452-4，TL 81000, BYD等絕大多數(shù)車企BCI測試。 

系統(tǒng)特點： 

 • 集成了4kHz~1.2GHz信號源、功放、功率計、功率探頭等關(guān)鍵設(shè)備； 

 • 全套配置都是自有品牌, 集成度高，緊湊小巧，方便攜帶進(jìn)行外場測試； 

 • 覆蓋ISO 11452-4標(biāo)準(zhǔn)、大眾企標(biāo)TL 81000中5.2.2章節(jié)BCI測試能力、BYD企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)BCI測試能力； 

 • 0.1MHz~400MHz滿足200mA開環(huán)法； 

 • 1MHz~400MHz滿足200mA閉環(huán)法。 

BCI測試系統(tǒng)配置： 

施羅德授權(quán)代理商：蘇州威銳科電子有限公司

我們的優(yōu)勢：施羅德、是德、泰克、日置、固緯、艾德克斯、普源、同惠、鼎陽、安柏等。