Способ испытаний оборудования и/или электронных систем автотранспортных средств на восприимчивость к электромагнитному полю

Изобретение относится к электрическим испытаниям на восприимчивость к электромагнитному полю (ЭМП) изделий электрооборудования и/или электронных систем автотранспортных средств (АТС) в заданном диапазоне частот, при котором испытуемые изделия подвергают воздействию от одного или нескольких источников поляризованного ЭМП, параметры которого выбирают из условий:

Здесь h_i - шаг перестройки воздействующего ЭМП по частоте; Q - параметр, задаваемый вначале испытаний; f_нi - несущая частота воздействующего ЭМП; Е_в - напряженность воздействующего ЭМП; Е_min.доп - минимально-допустимый уровень электромагнитной стойкости изделий электрооборудования; f_min - наименьшая граничная частота в заданном диапазоне частот. Время воздействия ЭМП составляет не менее 1 секунды. ЭМП может иметь или круговую, или эллиптическую, или линейную поляризацию. Техническим результатом изобретения является создание способа испытаний изделий электронных систем на восприимчивость к ЭМП, что позволит более полно оценить их электромагнитную стойкость и принять меры по эффективной защите от ЭМП. 1 ил.

 

Изобретение относится к электрическим испытаниям на восприимчивость к электромагнитному полю (ЭМП) изделий электрооборудования и/или электронных систем автотранспортных средств (АТС).

Из [1] известны испытания автомобильного электрооборудования и электронные системы на устойчивость к внешнему ЭМП. Применяемое в данных испытаниях ЭМП линейной поляризации воздействует непрерывно длительное время на все электрооборудование и электронные системы АТС в области частот от 25 МГц до 1 ГГц.

Недостатком испытаний является то, что электромагнитное воздействие проводится на четырнадцати фиксированных частотах, например: 27, 45, 65, 90, 120, 150, 190, 230, 280, 380, 450, 600, 750 и 900 МГц. Это не позволяет подробно исследовать электрооборудование и/или электронные системы АТС в заданной области частот на электромагнитную стойкость, так как в промежуточных диапазонах частот работоспособность электрооборудования и/или электронных систем АТС не проверяется.

Известен способ [2], основанный на испытаниях технических средств на повышенных режимах нагружения ЭМП.

Упомянутый способ имеет недостаток, заключающийся в том, что выдвигает повышенные требования к испытательным установкам, так как вызывает необходимость создания испытательного воздействия с амплитудой в 2 раза выше минимально-допустимого уровня электромагнитной стойкости изделий электрооборудования и/или электронных систем АТС.

Этот недостаток устранен в способе [3] испытания электрооборудования и/или электронных систем АТС на восприимчивость к ЭМП. Его сущность заключается в том, что применяемое в данных испытаниях ЭМП заданного уровня воздействует на электрооборудование и/или электронные системы АТС с фиксированным шагом перестройки по частоте. Причем шаг перестройки по частоте зависит от конкретной области частот, в которой проводятся испытания.

Недостатком способа испытаний является то, что в областях частот от 10 до 200 МГц, от 200 до 1000 МГц и от 1000 до 18000 МГц шаг перестройки по частоте составляет 1 МГц, 20 МГц и 200 МГц соответственно, ввиду чего имеется вероятность пропуска диапазонов частот, где электромагнитная стойкость электрооборудования и/или электронных систем АТС меньше минимально-допустимого уровня.

Целью настоящего изобретения является создание способа испытаний изделий электрооборудования и/или электронных систем АТС на восприимчивость к ЭМП, позволяющего полностью оценить электромагнитную стойкость электрооборудования и/или электронных систем АТС в заданном диапазоне частот ΔF∈ [f_min; f_max] и на основании результатов испытаний принять меры по их эффективной защите от ЭМП.

Указанная цель достигается способом испытаний изделий электрооборудования и/или электронных систем АТС в заданном диапазоне частот ΔF∈[f_min; f_max], при котором испытуемые изделия электрооборудования и электронные системы устанавливают в бортовую сеть АТС или как отдельные изделия, или как отдельный комплекс объединенных систем, и испытуемые изделия электрооборудования и/или электронные системы АТС подвергают воздействию от одного или нескольких источников поляризованного ЭМП, в котором посредством источника ЭМП формируют ЭМП, параметры которого выбирают из условий:

где

h_i - шаг перестройки воздействующего ЭМП по частоте в заданном диапазоне частот ΔF∈[f_min; f_max];

Q - параметр, задаваемый вначале испытаний из условия: 10≤Q≤100;

i=1, 2, 3,…;

- несущая частота воздействующего ЭМП, принадлежащая заданному диапазону частот ΔF∈[f_min; f_max];

Е_B - напряженность воздействующего ЭМП;

Е_min.доп - минимально-допустимый уровень электромагнитной стойкости изделий электрооборудования и/или электронных систем АТС в заданном диапазоне частот ΔF∈[f_min; f_max].

Время воздействия ЭМП на заданной несущей частоте на изделия электрооборудования и/или электронные системы АТС задают, как правило, не менее 1 секунды.

ЭМП, создаваемое конкретным источником, может иметь или круговую, или эллиптическую, или линейную поляризацию.

Изобретение поясняется следующим чертежом.

На фиг.1 показан принцип поиска диапазонов частот, где характеристика электромагнитной стойкости изделий электрооборудования и/или электронных систем не соответствует минимально-допустимому уровню Е_min.доп.

Заявляемое техническое решение основано на том, что электромагнитное воздействие с заданным уровнем напряженности ЭМП Ев и шагом перестройки по частоте h_i, в случае наличия паразитных резонансных контуров в электрооборудовании и/или электронных системах АТС, всегда попадает в полосы пропускания паразитных резонансных контуров, вызывая нарушение работоспособности изделий электрооборудования и/или электронных систем АТС.

В качестве электромагнитного воздействия может быть применен, например, гармонический сигнал.

Для реализации изобретения выполняют следующие действия:

1. Задается значение из Q условия 10≤Q≤100;

2. Задается диапазон частот ΔF∈[f_min; f_max],, в которой испытуемые изделия электрооборудования и электронные системы, установленные в бортовую сеть АТС или как отдельные изделия, или как отдельный комплекс объединенных систем, и испытуемые изделия электрооборудования и/или электронные системы АТС подвергают воздействию от одного или нескольких источников поляризованного ЭМП, например от 20 МГц до 2 ГГц;

3. Рассчитывается шаг перестройки воздействующего ЭМП по частоте h_i;

4. Задается минимально-допустимый уровень электромагнитной стойкости Е_min.доп изделий электрооборудования и/или электронных систем АТС в заданном диапазоне частот ΔF∈[f_min; f_max], например значение Е_min.доп=30 В/м выбирается из нормативных документов;

5. Рассчитывается значение напряженности воздействующего ЭМП Е_B;

6. Устанавливают изделия электрооборудования и/или электронные системы либо в АТС, либо на испытательный стенд, который находится, например, в безэховой камере с комплектом систем, формирующих ЭМП;

7. Облучают от одного или нескольких источников ЭМП изделия электрооборудования и/или электронные системы АТС ЭМП с заданными параметрами на заданной несущей частоте в течение времени не менее 1 секунды;

8. После воздействия на изделия электрооборудования и/или электронные системы АТС ЭМП на заданной несущей частоте производят изменение несущей частоты на шаг h_i, и операцию проводят заново согласно п.7, до тех пор, пока не произойдет полное испытание в диапазоне частот, например, от 20 МГц до 2ГГц.

9. Если по прошествии полного цикла испытаний не произошло нарушение работоспособности изделий электрооборудования и/или электронных систем АТС, то испытуемые изделия (системы) признаются устойчивыми к ЭМП с заданными параметрами. В случае нарушения работоспособности испытуемых изделий (систем) определяется порог электромагнитной стойкости изделий (систем) на тех частотах , где произошло нарушение работоспособности, и в случае, если порог электромагнитной стойкости изделий (систем) меньше Е_min.доп, они признаются неустойчивыми к воздействию ЭМП с заданными параметрами, и принимаются меры по эффективной защите данных изделий (систем) от ЭМП до требуемого порога электромагнитной стойкости.

Источники информации

1. ГОСТ Р 41.10-99. «Совместимость технических средств электромагнитная. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении электромагнитной совместимости. Технические требования, касающиеся широкополосных электромагнитных помех, производимых транспортными средствами, оснащенными искровым зажиганием». - М.: Изд-во стандартов, 1999.

2. Балюк Н.В. Мощный электромагнитный импульс: воздействие на электронные средства и методы защиты / Н.В.Балюк, Л.Н.Кечиев, П.В.Степанов. - М.: ООО «Группа ИТД», 2007. - 478 с.

3. ISO 11451-1. Автомобили - Электрические помехи, вызванные излучением электромагнитной энергии в узкополосном диапазоне - Методы автомобильных испытаний. - Часть 1. - Техническая поправка 1. - Издана 01.06.1996. - 1995.

Способ испытаний изделий электрооборудования и/или электронных систем автотранспортных средств (АТС) на восприимчивость к электромагнитному полю (ЭМП) в заданном диапазоне частот ΔF∈[f_min; f_max], при котором испытуемые изделия электрооборудования и электронные системы устанавливают в бортовую сеть АТС или как отдельные изделия, или как отдельный комплекс объединенных систем, и испытуемые изделия электрооборудования и/или электронные системы АТС подвергают воздействию от одного или нескольких источников поляризованного ЭМП, отличающийся тем, что посредством источника ЭМП формируют ЭМП, параметры которого выбирают из условий:

где h_i - шаг перестройки воздействующего ЭМП по частоте в заданном диапазоне частот ΔF∈[f_min; f_max];
Q - параметр, задаваемый вначале испытаний из условия: 10≤Q≤100; i=1,2,3,…;
f_нi - несущая частота воздействующего ЭМП, принадлежащая заданному диапазону частот ΔF∈[f_min; f_max];
Ев - напряженность воздействующего ЭМП;
E_{min. доп.} - минимально-допустимый уровень электромагнитной стойкости изделий электрооборудования и/или электронных систем АТС в заданном диапазоне частот ΔF∈[f_min; f_max],
время воздействия ЭМП на заданной несущей частоте f_нi на изделия электрооборудования и/или электронные систем АТС задают не менее 1 с, ЭМП, создаваемое конкретным источником, имеет или круговую, или эллиптическую, или линейную поляризацию.