BCI
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06.11.2010

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Störfestigkeitsmessungen mit Bulk Current Injection (BCI) Methode

Grund der Prüfung

Der Sinn dieser Prüfung ist es, die Störfestigkeit einer elektronischen Baugruppe gegen ein elektromagnetisches Feld zu bestimmen.

Diese Prüfung kann nach zwei verschiedenen Methoden durchgeführt werden: Substitutionsmethode Closed-Loop-Methode. Beide Methoden werden zur Prüfung von Baugruppen im Kfz angewendet. Welche der beiden Methoden angewendet werden darf, hängt in der Regel vom Kfz-Hersteller ab. Welcher Test der Härtere ist, hängt dabei in erster Linie von der Impedanz des Prüfaufbaus im Unterschied zum Kalibrieraufbau ab. Deshalb ist eine Beurteilung einer BCI Messung ohne ein Darstellung der Impedanz des Prüfaufbaus im Prinzip zwar möglich, besitzt aber nur eingeschränkte Aussagekraft.

Referenzdokumente

Diese Seite referenziert auf die ISO 11452-1 und ISO 11452-4.

Closed Loop Methode

Bei dieser Methode wird mit Hilfe eines Kalibrieraufbaus eine Leistung zu einem Strom ermittelt. Da sich der Kalibrieraufbau von dem Verhalten des Prüflings und seinem Kabelbaum unterscheidet, wird bei dieser Methode durch eine Regelung der Leistung versucht, den geforderten Strom in den Kabelbaum einzuprägen. Ist die Impedanz des Kabelbaums niedriger als die Impedanz bei der Kalibrierung, wird die Leistung zurückgeregelt. Ist die Impedanz des Kabelbaums höher als bei der Kalibrierung, wird die Leistung erhöht, bis der erforderliche Strom erreicht wird. Dabei wird allerdings nicht über die 4fache Kalibrierleistung geregelt.

Aufbau der Prüfung

BCI - closed loop methode

Durchführung einer Messung

  • Störfestigkeitsmessungen mit der BCI Methode werden in der Regel ab 0,15MHz durchgeführt.
  • Die Messungen müssen getrennt nach Steckverbindern durchgeführt werden. Dies bedeutet, das ein Prüfling mit drei verschiedenen Zuleitungen, dreimal die Prüfung zu durchlaufen hat.
  • Bei der Verweilzeit (dwell time) ist auf die Zykluszeit des Prüflings zu achten. Die unten angegebenen Werte sind lediglich Mindestzeiten.
  • Bei den Messungen werden unterschiedliche Modulationsarten verwendet. In der Regel CW (Continuous Wave) und AM (Amplitude Modulation).
  • Die Leistung des Verstärkers ist auf die vierfache Kalibrierleistung zu begrenzen.
  • Die Kalibrierung darf nur mit CW erfolgen.
  • Das Kalibrier JIG ist auf beiden Seiten mit 50Ohm abzuschließen.

Messungen unterhalb von 20MHz werden in dieser Norm nicht gefordert. Es ist aber dringend angeraten diese Messungen aus gründen der Produkthaftung durchzuführen. Es ist ohne weiteres anzunehmen, das die Baumaschine auch neben klassischen Lang-. Mittel- oder Kurzwellensendern eingesetzt werden. Ein nicht prüfen der Bereiche unterhalb von 20MHz kann im Sinne der Produkthaftung als grob fahrlässig angesehen werden, wenn aufgrund einer Störung eine Fehlfunktion ausgelöst wird. Dabei besitzen solchen Maschinen durchaus immer das Potential von möglichen Personengefährungen.

Achtung: Es gibt für den BCI-Test fertig aufgebaute Prüfsysteme. Bei diesen kann die Neigung entstehen, die Prüfung nicht in einer geschirmten Kammer durchzuführen. Die Prüfungen sollten in keinem Fall ohne Kabine durchgeführt werden. Die entstehenden Feldstärken sind weit über dem Grenzwert der Berufsgenossenschaft. Bei den eingesetzten Spannungen und den entstehenden Ströme können sogar Verbrennungen am Körper entstehen, wenn der Kontakt zum Prüfling bzw. Kabelbaum zu nah ist.

Beispielhafte Einstellungen

Frequency range[MHz]

Dwell time [s]

Step size [%]

Modulation

Remarks

20 - 200

2

5

CW; AM: 1kHz, m=80%;

 

200 - 400

2

2

CW; AM: 1kHz, m=80%;

 

Berechnung der Testfrequenzen (Bsp. ab 100MHz und bei 2%):

Berechnung Schrittweite 100MHz

Anforderungen an den Prüfling

Funktionen die für die Fahrzeugbewegung verantwortlich sind

Frequency range [MHz]

Field strenght
[mA]

Functional class

20 - 400

80

A

Funktionen die nicht für die Fahrzeugbewegung verantwortlich sind

Frequency range [MHz]

Field strenght
[mA]

Functional class

20 - 400

24

A

Die Prüfung ist nicht notwendig, wenn die Prüfung mit den höheren Anforderungen bestanden wird.

Substitutions Methode

Bei dieser Methode wird mit Hilfe eines Kalibrieraufbaus eine Leistung zu einem Strom ermittelt. Im Gegensatz zur closed-loop Methode wird diese Kalibrierleistung einfach über den Kabelbaum dem Prüfling zugeführt. Es wird nicht versucht, den Strom den Impedanzverhältnissen anzupassen. Bei dieser Methode wird zwischen der DBCI (Differenzieller BCI Test) und dem CBCI (Common BCI Test) unterschieden. Bei der DBCI Prüfung wird die Masseleitung nicht in der Stromeinspeisezange geführt.

Aufbau der Prüfung

BCI - substitutions methode

Durchführung einer Messung

  • Störfestigkeitsmessungen mit der BCI Methode werden in der Regel ab 0,15MHz durchgeführt.
  • Für die Messungen müssen die Zuleitungen zum Kabelbaum komplett in die Stromeinspeisezange. Die Prüfung ist an drei verschiedenen Positionen im Kabelbaum zu wiederholen.
  • An der Position 150mm und 450mm müssen die Messungen unterhalb von 30MHz nach der DBCI Methode durchgeführt werden.
  • An der Position 450mm und 750mm müssen die Messungen nach der CBCI Methode durchgeführt werden.
  • Bei der Verweilzeit (dwell time) ist auf die Zykluszeit des Prüflings zu achten. Die unten angegebenen Werte sind lediglich Mindestzeiten.
  • Bei den Messungen werden unterschiedliche Modulationsarten verwendet. In der Regel CW (Continuous Wave) und AM (Amplitude Modulation).
  • Die Kalibrierung darf nur mit CW erfolgen.
  • Das Kalibrier JIG ist auf beiden Seiten mit 50Ohm abzuschließen.

Messungen unterhalb von 20MHz werden in dieser Norm nicht gefordert. Es ist aber dringend angeraten diese Messungen aus gründen der Produkthaftung durchzuführen. Es ist ohne weiteres anzunehmen, das die Baumaschine auch neben klassischen Lang-. Mittel- oder Kurzwellensendern eingesetzt werden. Ein nicht prüfen der Bereiche unterhalb von 20MHz kann im Sinne der Produkthaftung als grob fahrlässig angesehen werden, wenn aufgrund einer Störung eine Fehlfunktion ausgelöst wird. Dabei besitzen solchen Maschinen durchaus immer das Potential von möglichen Personengefährungen. Dies gilt sinngemäß für Messungen im DBCI Verfahren, das ebenfalls nicht gefordert ist.

Achtung: Es gibt für den BCI-Test fertig aufgebaute Prüfsysteme. Bei diesen kann die Neigung entstehen, die Prüfung nicht in einer geschirmten Kammer durchzuführen. Die Prüfungen sollten in keinem Fall ohne Kabine durchgeführt werden. Die entstehenden Feldstärken sind weit über dem Grenzwert der Berufsgenossenschaft. Bei den eingesetzten Spannungen und den entstehenden Ströme können sogar Verbrennungen am Körper entstehen, wenn der Kontakt zum Prüfling bzw. Kabelbaum zu nah ist.

Beispielhafte Einstellungen

Frequency range[MHz]

Dwell time [s]

Step size [%]

Modulation

Remarks

20 - 200

2

5

CW; AM: 1kHz, m=80%;

 

200 - 400

2

2

CW; AM: 1kHz, m=80%;

 

Berechnung der Testfrequenzen (Bsp. ab 100MHz und bei 2%):

Anforderungen an den Prüfling

Funktionen die für die Fahrzeugbewegung verantwortlich sind

Frequency range [MHz]

Field strenght
[mA]

Functional class

20 - 400

80

A

Funktionen die nicht für die Fahrzeugbewegung verantwortlich sind

Frequency range [MHz]

Field strenght
[mA]

Functional class

20 - 400

24

A

Die Prüfung ist nicht notwendig, wenn die Prüfung mit den höheren Anforderungen bestanden wird.