ГОСТ 28751-90

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ.
КОНДУКТИВНЫЕ ПОМЕХИ
ПО ЦЕПЯМ ПИТАНИЯ

ТРЕБОВАНИЯ И МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ
Москва

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Дата введения 01.01.92

Настоящий стандарт распространяется на вновь проектируемые электронные и электрические изделия (далее - изделия), предназначенные для работы на автотранспортных средствах, и устанавливает требования к их электромагнитной совместимости по кондуктивным помехам в бортовых сетях с номинальным напряжением 12 и 24 В, а также методы испытаний.

Стандарт не устанавливает методы испытаний для источников радиопомех по СТ СЭВ 784 (ГОСТ 16842^*).

_________

^* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 51320-99.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Электромагнитная совместимость изделий характеризуется помехоустойчивостью к кондуктивным помехам бортовой сети автомобиля, а также уровнем собственных кондуктивных помех, измеряемых на выводах питания.

Требования к электромагнитной совместимости следует устанавливать дифференцированным способом в соответствии с требованиями настоящего стандарта. Основными факторами при этом должны являться условия применения, а также функции, которые изделия должны выполнять в автомобиле. При выполнении этих требований изделия считаются совместимыми.

Проверку соответствия изделия требованиям настоящего стандарта следует проводить при постановке изделий на производство, а также при изменении конструкции изделий или технологии изготовления, если эти изменения могут оказать влияние на требования к их электромагнитной совместимости.

1.2. Помехоустойчивость изделия характеризуется функциональным состоянием изделия во время и после воздействия испытательных импульсов.

1.2.1. Форма и параметры испытательных импульсов, которые должны применяться для определения помехоустойчивости изделий, приведены в п. 3.6.

1.2.2. С целью дифференцированного подхода к требованиям помехоустойчивости изделий установлены 4 степени жесткости воздействия испытательными импульсами, которые приведены в п. 2.2. Это позволит учесть различные уровни напряжения помех в бортовых сетях автомобилей при установлении требований к помехоустойчивости изделия или характеризовать свойства изделий путем применения различных степеней помехоустойчивости.

1.2.3. В зависимости от требований к функциональному состоянию изделия во время и после воздействия испытательных импульсов устанавливаются следующие функциональные классы:

А - все функции изделий выполняются во время и после воздействия испытательных импульсов;

В - все функции изделий выполняются во время воздействия испытательных импульсов, однако значения одного или нескольких параметров могут выходить за пределы допусков. После воздействия значения всех параметров восстанавливаются;

С - одна или несколько функций изделий не выполняются во время воздействия испытательных импульсов, однако после воздействия работоспособность изделия восстанавливается;

D - одна или несколько функций не выполняются во время воздействия испытательных импульсов. После воздействия работоспособность изделия восстанавливается простой управляющей операцией;

Е - одна или несколько функций не выполняются во время воздействия испытательных импульсов, после окончания воздействия работоспособность изделия не восстанавливается без проведения ремонта.

Примечание. Снижение работоспособности по классу С допускается для таких изделий, которые при наличии в бортовой сети определенных видов электромагнитных помех необязательно должны функционировать.

Снижение работоспособности по классу D допускается для изделий, для которых защита против определенных видов электромагнитных помех экономически не оправдана.

Класс Е предусматривается для оформления результатов испытаний.

1.3. Уровень собственных помех изделий характеризуется:

1) видом собственных помех;

2) степенью эмиссии помех.

1.3.1. Собственные помехи подразделяются на следующие виды:

1 - отрицательные импульсы напряжения помех с длительностью импульсов 0,1 мкс < t_d £ 2 мс;

2 - положительные импульсы напряжения помех с длительностью импульсов 0,1 мкс < t_d £ 0,05 мс;

3 - импульсы напряжения помех с длительностью импульсов t_d £ 0,1 мкс.

1.3.2. Степень эмиссии помех определяет требования к уровню помех изделия с учетом помехоустойчивости других электронных систем автомобиля при соблюдении интервала помех не менее 3 дБ.

Установлено 4 степени эмиссии помех.

Предельные значения амплитуд помех в зависимости от соответствующих степеней эмиссии приведены в п. 2.3.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СОВМЕСТИМОСТИ

2.1. Требования к электромагнитной совместимости изделий устанавливаются в стандартах и технической документации на конкретные виды изделий. При этом необходимо указывать данные:

по помехоустойчивости:

1) используемые виды испытательных импульсов;

2) степени жесткости воздействия;

3) требуемые функциональные классы изделия для каждого испытательного импульса;

4) число применяемых импульсов (для однократных при необходимости);

по допустимому уровню собственных помех:

1) виды собственных помех;

2) степени эмиссии помех.

Примеры оформления требований к электромагнитной совместимости изделий приведены в табл. 1.

Таблица 1

Продолжение табл. 1

2.2. Для испытания изделий на помехоустойчивость при различных степенях жесткости следует применять указанные в табл. 2 пиковые значения напряжения испытательных импульсов, указанных в п. 3.6.

Таблица 2

2.3. Уровни собственных помех при заданных степенях эмиссии помех не должны превышать указанных в табл. 3 пиковых значений напряжения.

Таблица 3

3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЯ

3.1. Измерения и испытания электромагнитной совместимости изделий следует проводить в условиях, установленных в стандартах на изделия конкретных типов.

При измерениях и испытаниях в лабораторных условиях значения рабочих напряжений должны соответствовать указанным в табл. 4.

Испытание изделия следует проводить при температуре окружающей среды (23 ± 5) °С для объекта испытания, если иное не установлено в стандартах на изделия конкретных типов.

Таблица 4

В вольтах

Примечание. Значения рабочего напряжения соответствуют среднему напряжению бортовой сети при работающем двигателе.

Порядок проведения измерений и испытаний произвольный. В случае, когда для всех испытаний применяют малое количество объектов испытания, необходимо исключить возможное накопление эффектов от отдельных испытаний.

Необходимое число объектов испытаний должно быть установлено в стандартах на конкретные изделия.

3.2. Измерения уровня собственных помех должны определить значения кондуктивных помех в цепях питания и управления изделий и проверить соблюдение предельно допустимых значений.

Для обеспечения сравниваемости результатов натурных и лабораторных измерений последние следует проводить с использованием стандартного эквивалента бортовой сети.

3.3. Для измерения собственных помех следует применять запоминающий осциллограф со следующими параметрами:

1) ширина полосы - 100 МГц;

2) скорость записи - 100 см/мкс;

3) входная чувствительность - 0,1 В/см;

4) точность измерения - не более 10 %.

Допускается применять другие средства измерений, обеспечивающие необходимую точность измерений.

3.4. Для проведения измерений напряжения помех необходимо иметь:

1) источник питания;

2) силовой выключатель, обеспечивающий свободное от вибрации прерывание рабочего тока;

3) эквивалент бортовой сети.

В качестве эквивалента сети применяют пассивный четырехполюсник, схема и параметры которого приведены на черт. 1.

А - вывод электроснабжения; В - соединение с массой; Р - вывод измеряемого объекта

Черт. 1

Индуктивность эквивалента бортовой сети следует выполнять в виде катушки с воздушным сердечником. Ее активное сопротивление не должно превышать 5 мОм. Эквивалент бортовой сети должен быть сконструирован таким образом, чтобы значение входного сопротивления короткого замыкания на выводе измеряемого объекта (Z_к) в диапазоне частот от 0,15 до 100 МГц соответствовало теоретической кривой с погрешностью в пределах ±10 % (черт. 2).

Значение входного сопротивления короткого замыкания эквивалента бортсети
как функция частоты

С_к - емкость; R - сопротивление; L - индуктивность

Черт. 2

Для измерения напряжения помех исследуемое изделие подключают к источнику питания через эквивалент бортовой сети и силовой выключатель. Соединенный провод между эквивалентом бортовой сети и измеряемым объектом должен быть без изгибов и иметь длину (0,5 ± 0,05) м. Осциллоскоп подключают к эквиваленту сети со стороны измеряемого объекта. Схема измерения приведена на черт. 3.

Схема измерения напряжения помех

A - аккумулятор; S - мощный выключатель; R_s - нагрузочное сопротивление

Черт. 3

Измерения проводят во всех возможных режимах работы, а также при приведении в действие имеющихся элементов управления и при размыкании цепи питания силовым выключателем. После размыкания рабочего напряжения нагрузочный резистор R_s служит для моделирования активного сопротивления тех потребителей, которые подключены параллельно к изделию в отделенной от источника питания части бортовой сети. Следует применять малоиндуктивный резистор 40 Ом.

Опорным потенциалом при измерении пикового значения напряжения U_s собственных помех видов 2 и 3 является рабочее напряжение бортовой сети: для вида 1 - «нулевой» потенциал. Длительность импульсов собственных помех t_d измеряется на уровне 10 % пикового значения амплитуды импульса.

3.5. При проведении испытаний на помехоустойчивость испытуемое изделие подключают к имитатору помех, создающему нормированные испытательные импульсы (п. 3.6) и рабочее напряжение бортовой сети.

Погрешность пикового значения U_s испытательных импульсов при ненагруженном имитаторе помех должна составлять не более плюс 10 %, для остальных параметров - в пределах ±10 %.

Для соединения имитатора помех c испытуемым объектом применяют соединительный провод длиной (0,5 ± 0,05) м.

При испытании на помехоустойчивость проверяют функциональное состояние изделия по классам от А до Е в соответствии с п. 1.2.3.

Изделие следует подвергать воздействию испытательных импульсов, являющихся характерными для условий его эксплуатации на автомобиле.

Минимальное количество испытательных импульсов (продолжительность испытания), необходимых для одного испытательного цикла, приведено в табл. 5.

Таблица 5

Примечание. Для повторного воздействия необходимо обеспечивать интервалы в 1 мин между импульсами.

3.6. Испытательные импульсы

Испытательный импульс 1

Испытательный импульс 1 моделирует переходные процессы, которые возникают при отключении параллельных индуктивных нагрузок. Настоящий испытательный импульс должен применяться для испытания изделий, которые подключаются к бортовой сети таким образом, чтобы при отключении индуктивной нагрузки они остались параллельно подключенными. Форма и параметры импульса 1 приведены на черт. 4.

Испытательный импульс 1

Параметры при 12 В:	Параметры при 24 В:
Us - от 0 до минус 100 В; Ri = 10 Ом; td = 2 мс; tг = 1 мкс; t1 - от 0,5 до 5 с; t2 = 200 мс; t3 £ 100 мкс	испытательный импульс 1а Us - от 0 до минус 200 В; Ri - от 10 до 50 Ом; td = 2 мс; tг = 3 мкс; t1 - от 0,5 до 5 с; t2 = 200 мс; t3 £ 100 мкс	испытательный импульс 1b Us - от 0 до минус 1100 В; Ri - от 50 до 200 Ом; td = 1 мс; tг = 9 мкс; t1 - от 0,5 до 5 с; t2 = 200 мс t3 £ 100 мкс

Черт. 4

Примечание. Время между отключением рабочего напряжения и подачей испытательного импульса t₃ должно быть минимальным.

Испытательный импульс 2

Испытательный импульс 2 моделирует переходные процессы, которые вызваны внезапным прерыванием тока, подаваемого индуктивным источником в бортовую сеть. Такие переходные процессы возникают, например, когда двигатель постоянного тока, который подключен к тому же выключателю, что и система зажигания, после выключения зажигания из-за механической инерции продолжает работать как генератор. При каждом переключении системы зажигания на отключенном питающем проводе возникает пиковое значение напряжения. Форма и параметры импульса 2 приведены на черт. 5.

Испытательный импульс 2

Параметры при 12 В:                                                                                    Параметры при 24 В:

U_s - от 0 до плюс 100 В;                                                                                U_s - от 0 до плюс 100 В;

R_i = 10 Ом;                                                                                                         R_i - от 10 до 50 Ом;

t₁ - от 0,5 до 5 с;                                                                                               t_d = 0,05 мс;

t₂ = 200 мс;                                                                                                        t_г = 1 мкс;

t_d = 0,05 мс;                                                                                                       t₁ - от 0,5 до 5 с;

t_г = 1 мкс.                                                                                                            t₂ = 200 мс.

Черт. 5

Испытательные импульсы 3а и 3b

Испытательные импульсы 3а и 3b моделируют пиковые значения напряжений, которые возникают при коммутационных процессах. На параметры этих импульсов оказывают влияние значения распределенных емкостей и индуктивностей бортовой сети. Форма и параметры испытательных импульсов 3а и 3b приведены на черт. 6 и 7.

Испытательный импульс 3а

Параметры 12 В:                                                                                                          Параметры 24 В:

U_s - от 0 до минус 150 В;                                                                          U_s - от 0 до минус 200 В;

R_i = 50 Ом;                                                                                                    R_i = 50 Ом;

t_d = 0,1 мкс;                                                                                                  t_d = 0,1 мкс;

t_г = 5 нc;                                                                                                         t_г = 5 нc;

t₁ = 100 мкс;                                                                                                 t₁ = 100 мкс;

t₄ = 10 мс;                                                                                                      t₄ = 10 мс;

t₅ = 90 мс.                                                                                                      t₅ = 90 мс.

Черт. 6

Испытательный импульс 3b

Параметры 12 В:                                                                                            Параметры 24 В:

U_s - от 0 до плюс 100 В;                                                                    U_s - от 0 до плюс 200 В;

R_i = 50 Ом;                                                                                             R_i =50 Ом;

t_d = 0,1 мкс;                                                                                            t_d = 0,1 мкс;

t_г = 5 нс;                                                                                                  t_г = 5 нс;

t₁ = 100 мкс;                                                                                          t₁ = 100 мкс;

t₄ =10 мс;                                                                                                t₄ =10 мс;

t₅ = 90 мс;                                                                                               t₅ = 90 мс.

Черт. 7

Испытательный импульс 4

Испытательный импульс 4 моделирует посадку напряжения питания, который вызывается включением стартера двигателя внутреннего сгорания (пульсации при прокручивании стартера не учитываются). Форма и параметры импульса 4 приведены на черт. 8.

Испытательный импульс 4

Параметры при 12 В:                                                                                           Параметры при 24 В:

U_в = 12 В;                                                                                                      U_в = 24 В;

U_s - от минус 4 до плюс 7 В;                                                                   U_s - от минус 5 до минус 16 В;

U_а - от минус 2,5 до минус 6 В; если |U_а| < |U_s|;                                 U_а - от минус 5 до минус 12 В, если |U_а| < |U_s|;

R_i = 0,01 Ом;                                                                                                 R_i = 0,01 Ом;

t₆ - от 15 до 40 мс¹⁾;                                                                                    t₆ - от 50 до 100 мс¹⁾;

t₇ £ 50 мс;                                                                                                      t₇ £ 50 мс;

t₈ - от 0,5 до 20 с;                                                                                        t₈ - от 0,5 до 20 с;

t_г £ 5 мс;                                                                                                        t_г £ 10 мс;

t_f - от 5 до 100 мс²⁾.                                                                                    t_f - от 10 до 100 мс²⁾.

Черт. 8

_________

¹⁾ Конкретное значение следует устанавливать в зависимости от предусмотренного применения изделия.

²⁾ t_f = 5 мс - типичный случай, когда двигатель внутреннего сгорания начинает работать в конце пускового процесса; t_f = 100 мс - типичный случай когда двигатель не запускается.

Испытательный импульс 5

Испытательный импульс 5 моделирует переходный процесс при режиме сброса нагрузки, а также размыкания аккумуляторной батареи в то время, когда от генератора еще продолжается подача зарядного тока, а другая нагрузка остается в цепи генератора. Амплитуда переходного процесса зависит от числа оборотов и от тока возбуждения генератора в момент размыкания батареи. Продолжительность переходного процесса определяют, главным образом, постоянной времени цепи возбуждения и амплитудой импульса.

Сброс нагрузки может возникать из-за коррозии кабеля, плохого соединения зажимов батареи или когда по причине внутреннего размыкания батареи прерывается зарядный ток. Форма и параметры испытательного импульса 5 приведены на черт. 9.

Испытательный импульс 5

Параметры при 12 В:                                                                                           Параметры при 24 В:

U_s - от плюс 26,5 до плюс 86,5 В;                                                   U_s - от плюс 70 до плюс 200 В;

R_i - от 0,5 до 4 Ом;                                                                               R_i - от 1 до 8 Ом;

t_d - от 40 до 400 мс;                                                                             t_d - от 100 до 350 мс;

t_г - от 5 до 10 мс.                                                                                  t_г = 10 мс.

Черт. 9

Примечания:

1. Внутреннее сопротивление генератора в случае режима сброса нагрузки является функцией частоты вращения генератора и зарядного тока.

2. Внутреннее сопротивление R_i генератора для испытательного импульса 5 рассчитывают по формуле

где U_ном - номинальное напряжение генератора;

I_доп - допустимый ток при частоте вращения генератора 6000 мин^-1;

n_действ - действительная частота вращения.

3. Параметры испытательных импульсов зависят друг от друга, причем большие значения пикового напряжения взаимосвязаны с большими значениями внутреннего сопротивления R_i и длительностью импульса t_d.

Испытательный импульс 6

Испытательный импульс 6 моделирует переходный процесс, который возникает при прерывании тока катушки зажигания. Форма и параметры импульса 6 приведены на черт. 10.

Испытательный импульс 6

Параметры при 12 В:

U_s - от 0 до минус 300 В;

R_i = 30 Ом;

t_d = 300 мкс;

t_г = 60 мкс;

t₁ = 15 с;

t₃ £ 100 мкс.

Черт. 10

Примечание. Время между моментом отключения рабочего тока и моментом подачи испытательного импульса t₃ должно быть минимальным.

Испытательный импульс 7

Испытательный импульс 7 моделирует режим, вызванный исчезновением электромагнитного поля генератора при отключении двигателя. Форма и параметры импульса 7 приведены на черт. 11.

Испытательный импульс 7

Параметры при 12 В:

U_s - от 0 до минус 80 В;

R_i = 10 Ом;

t_d = 100 мс;

t_г - от 5 до 10 мс;

t₃ £ 100 мс.

Черт. 11

Примечание. Время между моментом отключения рабочего напряжения и моментом подачи испытательного импульса t₃ должно быть минимальным.

3.7. В результатах испытаний изделий на помехоустойчивость должны быть отражены функциональные классы, к которым относятся изделия при воздействии на них испытательным импульсом различной степени жесткости. Пример оформления результатов испытания изделий на помехоустойчивость приведен в табл. 6.

Таблица 6

Результаты испытаний на помехоустойчивость

Результаты измерений собственных помех должны отражать следующие показатели:

1) пиковые значения амплитуды U_s;

2) длительность импульсов t_d и (или) серии импульсов.

Результаты измерений и испытаний, которые служат для проверки выполнения требований п. 2.1, следует оформлять в соответствии с табл. 1. Пример оформления проверки электромагнитной совместимости изделия приведен в табл. 7.

Таблица 7

Продолжение табл. 7

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ, И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. ВНЕСЕН Министерством автомобильного и сельскохозяйственного машиностроения СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 27.11.90 № 2943 стандарт Совета Экономической Взаимопомощи СТ СЭВ 6895-89 «Электрооборудование автомобилей. Электромагнитная совместимость. Кондуктивные помехи по цепям питания. Требования и методы испытаний» непосредственно в качестве государственного стандарта СССР с 01.01.92

3. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

4. ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2004 г.