1. 菊水电子工业㈱研修会 『关于电子化汽车的安全性评估①』
～汽车EMC试验的重要性及其技术～

2. 车载设备的环境①
汽车的电子化
一直以来大多数汽车是靠机械性控制和油压动作的，但是现在随着微机技术的进步，发动机、变速箱控制、反光镜和车窗控制、转向系统和悬架控制等几乎所有的动作都电子化，而且汽车导航、ETC等信息设备也迅速发展。
智能钥匙
电动车窗
ABS
ETC
安全气囊
安全性
現代社会において汽车は、ビジネス、レジャーなど、あらゆる局面で利用される生活必需品となっています。
近年、エレクトロニクス技术の進化とともにエンジンやトランスミッションの控制、ミラーやウィンドウの控制、
ステアリングやサスペンション控制等殆どの作動が电動・电子化され、加えて情報技术の進化によりカーナビゲーションや
ETCといった情報设备も急速に发展してきています。さらにはセキュリティシステムも標準装備され、
より一層便利さを増してきています。また搭载されるCPUの数は汽车1台あたり30～100個、それ以上とも言われています。
EPS
电动座椅
无钥匙进入
自动巡航

3. 车载设备的环境② 对车载电子设备的EMC对策 EMI＝Electro Magnetic Interference 电磁干扰
EMS＝ Electro Magnetic Susceptibility 电磁敏感度
このように汽车が安全で便利な乗り物へと進化するに伴い従来の机械モジュールの集合体から电子モジュール・コンポーネントの集合体へと進化しています。汽车の车両内に搭载される电気、电子设备の増加により电磁环境が年々厳しくなると同時に、汽车を取り巻く环境も电磁波ノイズの发生する环境での使用が避けられない状況になっています。そのため车载电子设备へのEMC対策、即ち不要な电磁波を出さない规制（EMI）や电磁波を受けても正常な動作を要求される电磁感受性（EMS）が必要となります。

4. 车载设备的环境③ 电磁敏感度试验的重要性 ●天线、基地电台等的直接放射试验 ●来自电器配线的辐射、连接的电器配线的传导 信号源 接收部 AE
特に电磁・电子的なノイズに耐性を持たないと电子控制が誤作動し、事故につながる恐れがあるためイミュニティ(EMS)试验の重要性はますます高まっています。
接收部 AE

5. 最近的话题① 2004/104/EC 欧州汽车EMC指令 （2004年11月13日发布） 2006年1月1日～ 新法规生效（可按新法规试验）
　（2004年11月13日发布）
2006年1月1日～　新法规生效（可按新法规试验）
2006年7月1日～　新法规规定的新型车/新申请的义务（新法规强制适用）
2009年1月1日～　新指令对ESA(电子/电子装配元器件)强制适用 标准
EC Directives
ECE　Regulation 编号
2004/104/EC（旧95/54/EC）
No.10
采用国
EC加盟国　15个国家
签订R.10 34个国家
日本也自2005年起采用 目的
彻底实施电磁环境适合性的统一安全规格
若无认可，采用国的车辆不能注册登记

6. 最近的话题②-1 ISO7637-3 修改中 增加试验方法 CCC method : Capacitive coupling clamp
DCC method : Direct capacitive coupling
ICC method : Inductive coupling clamp
Transient type
CCC method
DCC method
ICC method
Slow
(Pulse2a) － ○
Fast
(Pulse3a/3b)

7. 最近的话题②-2 ISO7637-3 CCC method CCC method : Capacitive coupling clamp
Pulse3a/3b发生器
示波管
耦合夹钳
衰减器
供试品
绝缘体 电池
接地平面
绝缘体
DC电源
各种传感器

8. 最近的话题②-3 ISO7637-3 DCC method DCC method : Direct capacitive coupling
Transient type
Capacitive
Slow(Pulse2a)
100pF
Fast(Pulse3a/3b)
0.1μF
Pulse2a/3a/3b发生器 外设
供试品
绝缘体 电池
绝缘体
DC电源
接地平面

9. 最近的话题②-4 ISO7637-3 ICC method ICC method : Inductive coupling clamp
Pulse2a发生器
使用ISO 规定的注入探头。(FCC公司　F-140等)
注入探头 外设
供试品
绝缘体 电池
绝缘体
DC电源
接地平面

10. International Organization for Standardization
车载电装品生产厂家的动向
从旗下型向自由竞争型转变
　应对各汽车生产厂家标准：BIG3、T公司、N公司…
　应对对方国家的指令・规定：SAE、ECE、JASO…
应对国际标准ISO(国际标准化机构)
汽车EMC试验は、今まで完成车両に対して汽车生产厂家が独自の調査・研究に基づき规格を制定し評価をしてきました。しかし現在では电装品生产厂家が汽车生产厂家の要求する规格に基づいて试验を行っており、複数の汽车生产厂家に納入する場合の试验项目は多岐に渡たります。さらに輸出の場合には、相手国の指令、规制に対応した试验方法を取り入れて行わなければなりません。特に国际的に競争が激しくなってきている今日では、傘下型から自由競争型に変わりつつあるため、各汽车生产厂家の要求もグローバル化・共通化と変化しているようです。このため国际规格の试验要求への対応が必須となっており、国内外において、その有効性は十分に認知されてきています。
さて本セミナーでは汽车EMC试验の重要性と技术を、特に国际规格ISO7637を中心に当社製品及び当社での取り組み等を交えてご説明いたします。
International Organization for Standardization

11. 国际规格 ＩＳＯ7637-2标准 过渡电涌试验＆电源电压变动试验要求 过渡电涌试验要求：KES7700系统
国际规格　ＩＳＯ7637-2标准
过渡电涌试验＆电源电压变动试验要求
　过渡电涌试验要求：KES7700系统
　　Pulse1,Pulse2a,Pulse3a/3b,Pulse5a/5b
さて国际规格ISO7637では过渡サージ试验と电源电压変動试验の2種類の试验を要求しています。まず过渡サージ试验では、KES7700システムが本试验规格要求に対応したシステムとなっています。ISO7637规格ではパルス1、パルス2a、パルス3a/3b、パルス5a/5bを规定しています。

12. KES7700系统 Pulse5a/5b:KES7750,KES7305 Pulse3a/3b:KES7731
Pulse2a:KES7720,KES7721
Pulse1:KES7711,KES7713A
Pulse2a是通过突发性地切断与被试验体并列连接的装置的电流，模拟束线的电感发生的过渡现象。
Pulse5a/5b模拟工作中从交流发电机切断电池时发生的过渡电压。具有过渡电压抑制器的交流发电机发生Pulse5b、不具有过渡电压抑制器的发生Pulse5a。
Pulse1是连接电感性负荷的电路，模拟在开关ON(关)到 OFF(开) 时发生的过渡现象。
Pulse3a/3b模拟开关在开关过程中发生的过渡现象。
各々のパルスは、汽车が通常動作時にワイヤーハーネスに繋がる电子设备により发生する电磁的現象やスイッチ開閉時の电磁結合、さらにバッテリ切断時にオルタネータが发生するロードダンプサージ等をシミュレートして、车载电子设备の耐性を试验します。この试验では车载电子设备に対する誤動作や破壊を評価します。

13. KES7700系统 KES7711:Pulse1-12V<插件> KES7721:Pulse2a<插件>
KES7731:Pulse3a/3b<插件>
KES7713A:Pulse1-24V<外部连接件>
KES7750,SP80376:Pulse5a/5b<外部连接件>
KES7700システムはユニット方式でコンパクトな过渡サージ试验システムです。メインフレームにプラグインのパルスユニット、パルス1-12V、パルス2a、パルス3a/3bを、そして外部接続ユニット、パルス1-24V、パルス5a/5bを装備しております。

14. KES7700系统 ISO7637-2标准：完全符合 为组件式，系统结构小 输出端采用汇流条：提高波形品位 脉冲5a/5b：忠实再现标准主框
脉冲组件
汇流条
本システムの特徴は
■ISO7637规格完全適合
■ユニット方式でコンパクトなシステム構成
■输出端にバス・バーを採用し、高い波形の再現性を実現
さらに、昨今、ISO7637规格の矛盾が話題となっている
■パルス5a/5b规格要求波形を忠実に再現
します。では、このパルス5a/5bの规格対応について、当社の取り組みを交えてご説明します。

15. Pulse5a 标准的确认 ANNEX D:验证波形 まずISO7637规格ではAnnex Dで図のような波形確認が求められています。
パルス5aの確認方法はオフセット电压が0V時のオープン波形と2Ωロード波形の规定となっています。
この場合、发生器側の输出电感を2Ωに设定して各々の波形確認を行います。

16. td：Same as unsuppressed value
Pulse5b 标准
ｔｄ(脉冲宽度)要求与Pulse5a相同
td：Same as unsuppressed value
必须输出Pulse5a所设定的脉冲宽度。
关键在这里!
次にパルス5bの规定を確認します。パルス5bに関してはAnnex Dでは特にオープン波形/2ΩLoad波形確認の规定はありません。
ISO7637-2规格ではオプティカル・ダイオード・ブリッジを使用してパルス5bの电压を设定します。そして、この時の脉冲宽度を「Same as unsuppressed value」と謳っております。つまりパルス5aで设定した值と同じ值を要求しています。
このとき、パルス5aを放大器方式で回路を设計している生产厂家とLCR方式で回路を设計している生产厂家では差異が生じてしまいます。
ではその差異について、もう少し詳しくご説明いたします。

17. 放大器方式是电压(Us)和脉冲宽度(td)变为1/2。
放大器方式的Pulse5a･･･
Pulse5a：对ANNEX D符合标准
放大器方式框图 高压 电源
◎ANNEX D　要求事项
まず、放大器方式の发生器の場合、原理としてパルス5a波形を信号发生器で作成し放大器にて増幅させ、パルス5aを输出しています。
波形生成信号
输出电感：连接２Ω、２Ω负荷电阻时电压(Us)和脉冲宽度(td)变为1/2
放大器方式是电压(Us)和脉冲宽度(td)变为1/2。

18. 放大器方式的Pulse5b･･･ Us(电压)不被分压，td(脉冲宽度)也不缩短。
■专利申请中
Pulse5b生成用箱 高压 电源 波形
监视器 电路
比较器
限幅电压
设定输入
Pulse5a波形生成信号
そして、パルス5bの場合は、その输出先にパルス5b生成回路を接続し发生させています。従って無負荷時にパルス5aで设定した脉冲宽度、例えば、12Vシステムであれば400msで设定した場合、パルス5b生成回路を介して、この设定值を変化させることなくパルス5bを发生することが可能です。
以Pulse5a波形生成信号为基准对波形进行限幅，故Us不被分压，又因是放大器方式，td保持在Pulse5a设定值。

19. LCR方式是电压(Us)和脉冲宽度(td)变为1/2。
LCR方式的发生器Pulse5a也・・・
Pulse5a：对ANNEX D符合标准
LCR方式框图 高压 电源
◎ANNEX D　要求事项
一方、LCR方式の发生器の場合、パルス5aは高压电源より充电コンデンサCに充电した後、スイッチを介して放电し、L、Riを通して波形を生成しています。この場合、パルス5aに関してはISO7637规格に適合します。
输出电感：连接２Ω、２Ω负荷电阻时电压(Us)和脉冲宽度(td)变为1/2
LCR方式是电压(Us)和脉冲宽度(td)变为1/2。

20. LCR方式的发生器Pulse5b･･･ td(脉冲宽度)变短，不符合标准。 发生Pulse5a
Pulse5b的脉冲宽度必须与Pulse5a所设定的脉冲宽度相同。用LCR方式生成Pulse5b，Pulse5b生成电路(相当于齐纳二极管的限幅电路)变为负荷，脉冲宽度大幅度缩短。
发生Pulse5a 高压 电源
相当于齐纳二极管的限幅电路
限幅电压被保持・・・
しかし、パルス5b发生時には、オプティカル・ダイオード・ブリッジまたはそれ相当の电压可変サプレス回路等を使用してパルス5bを发生させると、このオプティカル・ダイオード・ブリッジが負荷要素となってしまい、脉冲宽度がパルス5aで设定した值と同じ值ではなくなってしまうのです。つまり充电コンデンサCで充电したエネルギーがこの負荷要素によって吸い取られてしまうため、必然的に脉冲宽度は短く输出されてしまいます。従ってISO7637规格が謳っている「Same as unsuppressed value」を満足させることが困難です。この波形输出を満足させるためには、放大器方式でないと難しいと思われます。
従来のLCR方式の发生器でパルス5bを发生させる場合、规格に準拠した电压值は发生することが出来ます。しかし、先にご説明したように脉冲宽度に関しては、パルス5bを作製するためのオプティカル・ダイオード・ブリッジが負荷要素となってしまい、脉冲宽度がパルス5aで设定した值より短くなってしまいます。
Pulse5a所设定的脉冲宽度(400ms)在100ms附近，大幅度缩短。

21. 放大器方式？LCR方式？ Pulse5b从破坏试验→放大器方式！ ＝ ＝ ＞ 放大器方式 LCR方式 脉冲宽度也能按标准输出。
由于Pulse5a/5b试验是将脉冲宽度长的脉冲外加于被试物的破坏性试验，脉冲宽度变短有可能会与原来的试验目的不同。
放大器方式
LCR方式 ＝
相当于齐纳二极管的限幅电路
相当于齐纳二极管的限幅电路 ＝
保持抑制电压
限幅电压被保持・・・
パルス5a/5b发生器は当社のように放大器方式を採用している生产厂家とLCR方式を採用している生产厂家が存在します。ISO7637规格に矛盾点があるため、どちらの发生方式が规格に合致しているとは言いがたいというのが現時点での見解です。しかしながら、パルス5a/5b试验では脉冲宽度の長いパルスを被试验物に印加する破壊试验であるため、脉冲宽度が短くなっては本来の试验目的と異なる可能性も生じてきます。
脉冲宽度也能按标准输出。
脉冲宽度大幅度缩短，不符合标准。 ＞

22. 我公司放大器方式的Pulse5b･･･ 能忠实地再现ISO7637标准要求波形。
以Pulse5a波形生成信号为基准对波形进行限幅，故Us不被分压，又因是放大器方式，td保持在Pulse5a设定值。
实测波形
Pulse5a发生器
Pulse5b生成用抑制器箱 高压 电源
专利申请中
Pulse5a波形生成信号
<ISO7637-2标准摘录>
従って、当社としては放大器方式を採用することで、パルス5a波形確認方法を満足し、パルス5bに関してはパルス5b生成サプレス回路：SPEC80376を新たに開发し、ISO7637规格に完全適合させています。

23. 国际标准 ＩＳＯ7637-2标准 过渡电涌试验＆电源电压变动试验要求 电源电压变动试验要求：KES7400系统 Pulse2b,Pulse4
国际标准　ＩＳＯ7637-2标准
过渡电涌试验＆电源电压变动试验要求
　电源电压变动试验要求：KES7400系统
　　Pulse2b,Pulse4
ISO7637规格において、电源电压変動试验では、パルス2bとパルス4を规定しています。

24. KES7400系统 Pulse2b Pulse4 模拟点火开关关闭后作为发动机工作的直流电动机发生的过渡现象。
降低因内燃机的启动发电机电路的启动而发生的电源电压的降低。
各々のパルスは点火スイッチが切られた後に发動机として動作する直流モータから发生する过渡現象や内燃机関のスタータモータ回路の起動によって发生する电源电压の低減をシミュレートしています。当社ではKES7400システムが本试验规格に対応しています。

25. KES7400系统 ＜产品阵容＞ KES7400：±60V,±12.5A KES7401：±60V,±25A
＜附带DC切断开关的机型＞
KES7410：±60V,±12.5A
KES7411：±60V,±25A
KES7412：±60V,±37.5A
KES7413：±60V,±50A
KES7400システムは当社が电源生产厂家である特徴を生かし、高电流、高速応答性のバイポーラ电源に加え、それらをコントロールするためのソフトウェアを自社で製作し、また、オプションで试验の自動化へ対応できる电源変動试验システムとなっています。

26. KES7400系统 最大±60V, ±50A的双极电源 可4通道同步输出
频率特性100kHz(±60V最大摆动时)、 300kHz(±10V摆动时)
支持各汽车生产厂家的充实的波形库
DC切断开关、DC切断时间：1μs以下
往+ACC线
往+B线
系统控制器
往+lgn线
供试品
本システムの特徴は
■最大±60V、50Aのバイポーラ电源
■4チャンネル同期输出が可能
■周波数特性は±60Vフルスイング時に100kHz、±10V時に300kHzを実現
■充実した各汽车生产厂家対応の波形ライブラリを用意
さらに、実车両をシミュレートした
■DCカットスイッチをオプション
にて用意しております。
では、このDCカットスイッチの仕様について、当社の取り組みを交えてご説明します。
同步运行母线
同步运行母线
绝缘体
接地平面
木制桌子

27. KES7400系统 电源电压变动试验要求 按ISO7637-2标准只有Pulse2b和4
实际上按各汽车生产厂家独自的标准运营
存在复杂的电压变动波形模式
さて現在、ほとんどの汽车生产厂家では、电源电压変動试验规格をこれまでの研究・実験結果をもとに规定した独自の规格での運用をしています。この规格の中には、クランキング波形やコネクタのチャタリング、バッテリの脱着等々複数の波形パターンに及ぶものが存在します。さらには多チャンネル输出を要求する場合もあります。
起动波形、连接器的震颤、电池的装卸、多通道输出 、DC切断等瞬间切断试验等等

28. KES7400系统 内置DC切断开关可在1㎲以下瞬间切断 ＋极 －极
可在束线上连接器脱落时、继电器开关等方面模拟实际车辆的工作。
两极同时瞬间切断
脉冲下降时间：347.8ns
脉冲上升时间：36.06ns ＋极 －极
また実车両でのシミュレーションにはDCカットスイッチを使用して电源瞬断试验を行うことが重要です。これはワイヤーハーネス上でコネクタが外れた場合やリレーのON/OFFなどを想定して高速のスイッチにて、バイポーラ电源からの输出を瞬断させることです。スイッチの瞬断時間は1μs以下を要求する場合もあります。当社KES7400システムでは、オプションにて内部にDCカットスイッチを付加することが可能です。DCカットスイッチは、正極スイッチ及び負極スイッチを有しており、両極同時切りも実現可能です。さらにDCカット時間は１μs以下を実現しています。
关键在这里!!
使用DC切断开关，完全适应正极、负极、两极切断（DC切断时间：1μs以下）

29. 菊水电子工业株式会社 推出车载电子设备用EMC试验系统方案。
汽车のEMC试验の重要性と技术についてISO7637规格を中心に、当社の取り組みを交えて、ご説明させていただきました。その他、汽车のEMC试验には、放射电磁界试验や环境试验等々さまざまな试验が存在します。これらは全て国际规格を参照として、汽车生产厂家独自の试验要求が存在するのが汽车のEMC试验です。年々増加する车载电子设备の省电力化に伴い、设备内部の电子回路も少ないエネルギーで動作していることから外乱ノイズにも敏感になり易く、一層厳密なEMC试验が求められる傾向にあり、国际规格もさらなる充実を求められています。
当社は元来の电源・計測生产厂家としての技术と新たにEMCの技术を融合することで、総合力を发揮し、更なるエレクトロニクス分野の成長・发展に貢献する所存です。EMC业界においては、お客様の声に応え価值のある製品を開发し、汽车用电子设备の評価试验器を始めとして、民生设备、産业设备、医療设备等あらゆる电子设备分野への当社のEMC试验器をご提案いたします。