ISO 7637-2:2011
(Main)Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling — Part 2: Electrical transient conduction along supply lines only
Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling — Part 2: Electrical transient conduction along supply lines only
ISO 7637-2:2011 specifies test methods and procedures to ensure the compatibility to conducted electrical transients of equipment installed on passenger cars and commercial vehicles fitted with 12 V or 24 V electrical systems. It describes bench tests for both the injection and measurement of transients. It is applicable to all types of road vehicles independent of the propulsion system (e.g. spark ignition or diesel engine, electric motor). Function performance status classification for immunity to transients is also provided.
Véhicules routiers — Perturbations électriques par conduction et par couplage — Partie 2: Perturbations électriques transitoires par conduction uniquement le long des lignes d'alimentation
L'ISO 7637-2:2011 spécifie des méthodes d'essais et des modes opératoires permettant de vérifier la compatibilité des dispositifs installés sur les voitures particulières et sur les utilitaires équipés d'un réseau de bord de 12 V ou 24 V, avec les transitoires électriques transmis par conduction. Les essais sur banc décrits sont relatifs à l'injection et au mesurage des transitoires. Elle s'applique à tous les types de véhicules routiers, indépendamment de leur système de propulsion (par exemple moteur à allumage commandé ou moteur à allumage par compression, moteur électrique). La classification de l'état de performance de fonctionnement (CEPF) pour l'immunité aux transitoires est également fournie.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 7637-2
Third edition
2011-03-01
Road vehicles — Electrical disturbances
from conduction and coupling —
Part 2:
Electrical transient conduction along
supply lines only
Véhicules routiers — Perturbations électriques par conduction et par
couplage —
Partie 2: Perturbations électriques transitoires par conduction
uniquement le long des lignes d'alimentation
Reference number
ISO 7637-2:2011(E)
©
ISO 2011
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ISO 7637-2:2011(E)
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Published in Switzerland
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ISO 7637-2:2011(E)
Contents Page
Foreword .iv
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Terms and definitions .1
4 Test procedure.1
4.1 General .1
4.2 Test temperature and supply voltages.2
4.3 Voltage transient emissions test .2
4.4 Transient immunity test.6
5 Test instrument description and specifications .9
5.1 Artificial network .9
5.2 Shunt resistor R .10
s
5.3 Switch S.10
5.4 Power supply .11
5.5 Measurement instrumentation .12
5.6 Test pulse generator for immunity testing .12
Annex A (informative) Example of test pulse severity levels associated with function performance
status classification .17
Annex B (normative) Transient emissions evaluation — Voltage waveform .19
Annex C (normative) Test pulse generator verification procedure .23
Annex D (informative) Determination of pulse generator energy capability .26
Annex E (informative) Origin of transients in the electric system of road vehicles .30
Annex F (informative) Alternative transient testing technique using electromechanically switched
inductive loads .33
Bibliography.43
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ISO 7637-2:2011(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take Part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 7637-2 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3, Electrical
and electronic equipment.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 7637-2:2004), which has been technically
revised. It also incorporates the Amendment ISO 7637-2:2004/Amd.1:2008. It does not specify test pulses 4,
5a, and 5b, which are now specified in ISO 16750-2 and ISO 21848.
ISO 7637 consists of the following parts, under the general title Road vehicles — Electrical disturbances from
conduction and coupling:
⎯ Part 1: Definitions and general considerations
⎯ Part 2: Electrical transient conduction along supply lines only
⎯ Part 3: Electrical transient transmission by capacitive and inductive coupling via lines other than supply
lines
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 7637-2:2011(E)
Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and
coupling —
Part 2:
Electrical transient conduction along supply lines only
1 Scope
This part of ISO 7637 specifies test methods and procedures to ensure the compatibility to conducted
electrical transients of equipment installed on passenger cars and commercial vehicles fitted with 12 V or 24 V
electrical systems. It describes bench tests for both the injection and measurement of transients. It is
applicable to all types of road vehicles independent of the propulsion system (e.g. spark ignition or diesel
engine, electric motor).
Function performance status classification for immunity to transients is given in Annex A.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 7637-1, Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and coupling — Part 1: Definitions and
general considerations
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7637-1 apply.
4 Test procedure
4.1 General
Methods for measuring the transient emission on supply lines and test methods for the immunity of devices
against such transients are given. These tests, called “bench tests”, are performed in the laboratory.
The bench test methods, some of which require the use of the artificial network, will provide comparable
results between laboratories.
A bench test method for the evaluation of the immunity of a device against supply line transients may be
performed by means of a test pulse generator. This may not cover all types of transients which can occur in a
vehicle; therefore, the test pulses described in 5.6 are characteristic of typical pulses.
In special cases, it may be necessary to apply additional test pulses. However, some test pulses may be
omitted if a device, depending on its function or its connection, is not influenced by comparable transients in
the vehicle. It is part of the vehicle manufacturer's responsibility to define the test pulses required for a specific
device.
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ISO 7637-2:2011(E)
4.2 Test temperature and supply voltages
The ambient temperature during the test shall be (23 ± 5) °C.
The supply voltages shall be as shown in Table 1 unless other values are agreed upon by the users of this
part of ISO 7637, in which case such values shall be documented in the test reports.
U is the supply voltage defined in Table 1, which shall be measured at the output of the pulse generator.
A
Table 1 — Supply voltages
Nominal 12 V system Nominal 24 V system
Supply voltage
V V
U 13,5 ± 0,5 27 ± 1
A
4.3 Voltage transient emissions test
4.3.1 General
This clause defines a test procedure to evaluate automotive electrical and electronic components for
conducted emissions of transients along battery fed or switched supply lines of a device under test (DUT). A
DUT which is considered a potential source of conducted disturbances should be tested according to the
procedure described in this clause.
Care shall be taken to ensure that the surrounding electromagnetic environment does not interfere with the
measurement set-up.
The test method applies to DUT with or without internal mechanical or electronic switch driving inductive loads.
Voltage transients from the disturbance source, the DUT, are measured using the artificial network to
standardize the impedance loading on the DUT (see 5.1).
All wiring connections between the artificial network, switch, and the DUT shall be spaced (50 ± 5) mm above
the metal ground plane.
The cable sizes shall be chosen in accordance with the real situation in the vehicle, i.e. the wiring shall be
capable of handling the operating current of the DUT, and as agreed between vehicle manufacturer and
supplier.
Grounding of the DUT case to the ground plane shall reflect the vehicle installation and shall be defined in a
test plan.
If no requirements are specified in the test plan, then the DUT shall be placed on a non-conductive material
(50 ± 5) mm above the ground plane.
The supply voltage U and the disturbance voltage shall be measured (see 4.3.2 and 4.3.3 for measurement
A
guidance) using a voltage probe (see 5.5) and an oscilloscope or waveform acquisition equipment.
For values, see Annex B.
DUT operating conditions of particular interest in the measurements are the switch-off and the exercising of
the various operating modes of the DUT. Exact operating conditions of the DUT shall be specified in the test
plan.
NOTE Measurements at turn-on can be of interest in some instances.
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ISO 7637-2:2011(E)
The sampling rate and trigger level shall be selected to capture a waveform displaying the complete duration
of the transient, and with sufficient resolution to display the highest positive and negative portions of the
transient.
Utilising the proper sampling rate and trigger level, the voltage amplitude shall be recorded by actuating the
DUT according to the test plan. Other transient parameters, such as rise time, fall time, transient duration, etc.
may also be recorded. Unless otherwise specified, ten waveform acquisitions are necessary. It is necessary to
report only the waveforms with the highest positive and negative amplitude (with their associated parameters).
The measured transient shall be evaluated in accordance with Annex B. All pertinent information and test
results shall be reported. If required per test plan, include transient evaluation results with respect to the
performance objective as specified in the test plan.
The test applies to an inductive load (such as power window, power seat, relay, electric mirror, etc.) with a
large inductance or a high load current, which connects to the vehicle power supply, or a DUT which switches
such an inductive load.
If an inductive load has a small inductance or a low load current and is driven by an internal regulated voltage
(e.g. 5 V), which is isolated from the vehicle power supply, the test is not applicable unless specified in a test
plan.
4.3.2 Test set-up for slow pulses
The test set-up is described in Figure 1 a).
The disturbance source is connected via the artificial network to the shunt resistor R (see 5.2), the switch S
s
(see 5.3) and the power supply (see 5.4).
The switch S represents the main switch (e.g. ignition switch, relay, etc.) which supplies the DUT and could be
located at several metres from the DUT.
In the case of a DUT having an internal mechanic and/or electronic switch driving inductive load, the test set-
up described in Figure 1 a) is applicable with the DUT internal switch closed (DUT inductive loads powered
when opening switch S).
Depending on the DUT internal switch type (relay, electronic switches, IGBT, etc.) it may not be possible to
ensure a controlled closure of the internal switch. The detail state of the internal switch(es) shall be recorded
in the test report.
Transients generated by the supply disconnection of the DUT are measured at the moment of opening the
switch S (the switch S is operated in order to generate transient disturbance).
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ISO 7637-2:2011(E)
Dimensions in millimetres
Drawing not to scale
a) Transient emission test set-up to measure slow pulses (ms-range or slower)
Figure 1 — Transient emission test set-up to measure pulses (continued)
4.3.3 Test set-up for fast pulses
The test set-up is described in Figure 1 b) for DUT without internal switch.
The disturbance source is connected via the artificial network to the shunt resistor R (see 5.2), the switch S
s
(see 5.3) and the power supply (see 5.4).
Transients generated by the supply disconnection of the DUT are measured at the moment of opening the
switch S (the switch S is operated in order to generate transient disturbance).
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Dimensions in millimetres
Drawing not to scale
b) Transient emission test set-up to measure fast pulses (ns to µs range)
for DUT without internal switch
Figure 1 — Transient emission test set-up to measure pulses (continued)
The test set-up is described in Figure 1 c) for DUT with internal switch.
The disturbance source is connected via the artificial network to the shunt resistor R (see 5.2) and the power
s
supply (see 5.4).
In this case the internal switch shall be operated in order to generate transient disturbance (there is no need
for the switch S).
Transients generated by the supply disconnection of the DUT are measured at the moment of opening the
internal switch (the switch is operated in order to generate transient disturbance), with the probe connected as
close to the DUT terminals as possible.
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ISO 7637-2:2011(E)
Dimensions in millimetres
Drawing not to scale
c) Transient emission test set-up to measure fast pulses (ns to µs range)
for DUT with internal switch
Key
1 oscilloscope or equivalent
2 voltage probe
3 artificial network
4 DUT (source of transient)
5 ground plane
6 power supply
7 ground connection; length <100 mm
R shunt resistance, as specified in 5.2
s
S switch, as specified in 5.3
U supply voltage
A
NOTE For A, B, and P, see Figure 3.
a
Optionally with internal switch driving inductive load.
b
With internal load and switch.
Figure 1 — Transient emission test set-up to measure pulses
4.4 Transient immunity test
4.4.1 Location of the DUT
The DUT shall be placed on a non-conductive low relative permittivity (ε u 1,4) support with a thickness of
r
(50 ± 5) mm.
Grounding of the DUT case to the ground plane shall reflect the vehicle installation and shall be defined in a
test plan.
6 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 7637-2:2011(E)
4.4.2 Location of the power supply lines
For test pulses 3a and 3b, the leads between the terminals of the test pulse generator and the DUT shall be
laid out in a straight parallel line on a low relative permittivity (ε u 1,4) support with a thickness of (50 ± 5) mm
r
and shall have a length of (500 ± 100) mm.
4.4.3 Location of the load simulator
Preferably, the load simulator shall be placed directly on the ground plane. If the load simulator has a metallic
case, this case shall be bonded to the ground plane.
Alternatively, the load simulator may be located adjacent to the ground plane (with the case of the load
simulator bonded to the ground plane).
4.4.4 Test set-up
Prior to test with the DUT, the test pulse generator is set up [see Figure 2 a)] to provide the specific pulse
polarity, amplitude, duration and resistance without DUT (see 5.6). The peak voltage U shall be adjusted to
s
be the required test level with the tolerances of +10 % and 0 %.
a) Pulse adjustment
Key
1 oscilloscope or equivalent
2 voltage probe
3 test pulse generator
4 DUT disconnected
5 ground plane
6 DC power ground connection; maximum length for test pulse 3 is 100 mm
7 load simulator (connected to ground plane if required)
8 interconnect cable routed away from DUT power leads under test to avoid coupling
9 load simulator ground (if required)
Figure 2 — Transient immunity test set-up (continued)
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ISO 7637-2:2011(E)
Next, the DUT is connected to the generator [see Figure 2 b)] while the oscilloscope is disconnected.
Depending on the real conditions, the function of the DUT may be evaluated during and/or after the
application of the test pulses.
For correct generation of the required test pulses it may be necessary to switch the power supply on and off.
The switching can be performed by the test pulse generator if the power supply is integral to it.
b) Pulse injection
Key
1 oscilloscope or equivalent
2 voltage probe disconnected
3 test pulse generator
4 DUT
5 ground plane
6 DC power ground connection; maximum length for test pulse 3 is 100 mm
7 load simulator (connected to ground plane if required)
8 interconnect cable routed away from DUT power leads under test to avoid coupling
9 load simulator ground (if required)
Figure 2 — Transient immunity test set-up
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ISO 7637-2:2011(E)
5 Test instrument description and specifications
5.1 Artificial network
The artificial network is used as a reference standard in the laboratory in place of the impedance of the vehicle
wiring harness in order to determine the behaviour of equipment and electrical and electronic devices. An
example of a schematic diagram is given in Figure 3.
Key
A power supply terminal
B common terminal
C capacitor
L inductor
P terminal for the DUT
R resistor
Figure 3 — Example of a schematic diagram of artificial network
The artificial network shall be able to withstand a continuous load corresponding to the requirements of the
DUT.
The resulting values of impedance ⏐ Z ⏐, measured between the terminals P and B while terminals A and B
PB
are short-circuited, are given in Figure 4 as a function of frequency assuming ideal electric components. In
reality, the impedance of an artificial network shall not deviate more than 10 % from the curve given in
Figure 4.
The main characteristics of the components are as follows:
⎯ inductor: L = 5 µH (air-core winding);
⎯ internal resistance between terminals P and A: <5 mΩ;
⎯ capacitor: C = 0,1 µF for working voltages of 200 V AC and 1 500 V DC;
⎯ resistor: R = 50 Ω.
© ISO 2011 – All rights reserved 9
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ISO 7637-2:2011(E)
Key
⏐ Z ⏐ impedance (Ω)
PB
f frequency (Hz)
Figure 4 — Impedance ⏐ Z ⏐ as a function of frequency from 100 kHz to 100 MHz
PB
(AB short-circuited)
The artificial network shall be placed on the ground plane. The common terminal on the power source end of
the artificial network shall be connected to the ground plane as shown in Figures 1 a), 1 b) and 1 c).
5.2 Shunt resistor R
s
The shunt resistor R [see Figures 1 a), 1 b) and 1 c)] simulates the impedance of other vehicle devices which
s
are connected in parallel to the DUT and are not disconnected from it by the ignition switch. R is selected to
s
correspond to the mean impedance on the wiring harness between the disconnected ignition switch terminal
and ground, with the switch off, and shall be specified by the vehicle manufacturer. In the absence of any
specification, a value of R = 40 Ω shall be used. If a wire-wound resistor is used, the winding shall be bifilar
s
(i.e. with a minimum reactive component).
NOTE To simulate the worst case condition, R can be disconnected.
s
5.3 Switch S
The switching device S shall be located as shown in Figures 1 a), and 1 b). If the wiring between switch and
load is long in the vehicle application (several meters), then using the slow set-up is adequate. If this is not the
case, using the fast set-up is more appropriate. In either case, only the fast set-up is appropriate to measure
the fast transients that may be generated by an opening relay.
The switch on the DUT side of the artificial network shall be actuated for the measurement of fast transients
(t ≈ ns to µs range).
d
The switch on the power supply side of the artificial network shall be actuated for the measurement of slow
transients (t ≈ ms range).
d
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ISO 7637-2:2011(E)
As the switch S significantly influences the disturbance transient characteristics, the recommended switching
devices are outlined as follows.
a) For the measurement of high voltage transients (with amplitudes over 400 V), the switching device should
be a standard production switch that is used in the vehicle with the DUT. If such a device is not available,
an automotive relay with the following characteristics shall be used:
⎯ contact rating: I = 30 A, continuous, resistive load;
⎯ high purity silver contact material;
⎯ no suppression across relay contact;
⎯ single/double position contact electrically insulated from the coil circuit;
⎯ coil with transient suppression (to minimize the effect on measured transient emissions).
NOTE This switching relay tends to degrade with use and needs to be replaced.
b) An unequivocal assessment of the disturbance is only possible if a switch with reproducible properties is
used. For this purpose, an electronic switch is proposed. It is probable that amplitudes of disturbance are
higher than those normally encountered with conventional switches (arcing). This shall be taken into
account when evaluating test results. The electronic switch is very appropriate for controlling the function
of suppressors used. For the measurement of lower voltage transients (with amplitudes less than 400 V)
such as those produced by sources with transient suppressions, the switching device is recommended to
be an electronic switch with the following characteristics:
⎯ voltage rating: U = 400 V minimum at 25 A;
max.
⎯ current rating: I = 25 A minimum continuously, 100 A for Δt u 1 s;
max.
⎯ voltage drop: ΔU u 2 V at 25 A;
⎯ supply voltages: see Table 1;
= 300 ns ± 20 % at 13,5 V with reference load R = 0,6 Ω, L = 50 µH (at 1 kHz);
⎯ switching time: Δt
s
⎯ trigger: internal and external;
⎯ voltage probe: 1:100.
The switch shall withstand a short-circuit condition.
Some electronic switches may include an artificial network according to 5.1 and Figures 3 and 4. In this case it
shall be possible to bypass it and use an external artificial network.
The switch selected for the test shall be defined in a test plan and documented in the test report.
5.4 Power supply
The continuous supply source shall have an internal resistance R less than 0,01 Ω DC and an internal
i
impedance Z = R for frequencies less than 400 Hz. The output voltage shall not deviate more than 1 V from
i i
minimum to maximum load (including inrush current) and shall recover 63 % of its maximum excursion within
100 µs. The superimposed ripple voltage, U , shall not exceed 0,2 V peak-to-peak. If a standard power supply
r
(with sufficient current capacity) is used to simulate the battery, it is important that the low internal impedance
of the battery is also simulated.
(see Table 1).
When a battery is used, a charging source may be needed to achieve the supply voltage U
A
CAUTION — If a test is performed while the battery is being charged, care should be taken to minimize
the accumulation of hydrogen gas in order to avoid the risk of explosion.
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ISO 7637-2:2011(E)
5.5 Measurement instrumentation
A digitizing oscilloscope, or equivalent waveform acquisition equipment with voltage probes, shall be used as
measuring equipment along with the following parameters:
⎯ bandwidth: DC to at least 400 MHz;
⎯ sampling rate: at least 2 Gigasamples per second (single sampling mode).
Probe characteristics:
⎯ attenuation: 10/1 (100/1, if needed);
⎯ maximum input voltage: 500 V (1 000 V, if needed);
⎯ bandwidth: DC to at least 400 MHz;
⎯ input impedance: Z W 1 MΩ at DC.
5.6 Test pulse generator for immunity testing
The test pulse generator shall be capable of producing the open circuit test pulses described in 5.6.1 to 5.6.4
at the maximum value of |U|. U shall be adjustable within the limits given in Tables 2 to 6.
s s
The timing (t) tolerances and internal resistance (R ) tolerance shall be ±20 % unless otherwise specified.
i
A verification procedure for the generator performance and tolerances is described in Annex C.
Example values for the evaluation of immunity of devices can be chosen from Tables A.1, A. 2 and A.3.
5.6.1 Test pulse 1
This test is a simulation of transients due to supply disconnection from inductive loads; it applies to a DUT if,
as used in the vehicle, it remains connected directly in parallel with an inductive load (see Figure E.1 in
Annex E).
The pulse shape is given in Figure 5.
The parameters are given in Table 2.
Figure 5 — Test pulse 1
12 © ISO 2011 – All rights reserved
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ISO 7637-2:2011(E)
Table 2 — Parameters for test pulse 1
Parameters Nominal 12 V system Nominal 24 V system
U −75 V to −150 V −300 V to −600 V
s
R 10 Ω 50 Ω
i
t 2 ms 1 ms
d
0 0
t (1 ) µs (3 ) µs
r
−0,5 − 1,5
a
t W0,5 s
1
t 200 ms
2
b
t <100 µs
3
a
t shall be chosen such that it is the minimum time for the DUT to be correctly
1
initialized before the application of the next pulse and shall be W0,5 s.
b
t is the smallest possible time necessary between the disconnection of the
3
supply source and the application of the pulse.
5.6.2 Test pulses 2a and 2b
Pulse 2a simulates transients due to sudden interruption of currents in a device connected in parallel with the
DUT due to the inductance of the wiring harness (see Figure E.2 a) in Annex E).
Pulse 2b simulates transients from DC motors acting as generators after the ignition is switched off
(see Figure E.2 b) in Annex E).
The pulse shapes and parameters for these test pulses are given in Figures 6 and 7, and Tables 3 and 4,
respectively.
Figure 6 — Test pulse 2a
© ISO 2011 – All rights reserved 13
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...
NORME ISO
INTERNATIONALE 7637-2
Troisième édition
2011-03-01
Véhicules routiers — Perturbations
électriques par conduction et par
couplage —
Partie 2:
Perturbations électriques transitoires par
conduction uniquement le long des
lignes d'alimentation
Road vehicles — Electrical disturbances from conduction and
coupling —
Part 2: Electrical transient conduction along supply lines only
Numéro de référence
ISO 7637-2:2011(F)
©
ISO 2011
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ISO 7637-2:2011(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2011
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ISO 7637-2:2011(F)
Sommaire Page
Avant-propos . iv
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Mode opératoire des essais . 1
4.1 Généralités . 1
4.2 Température d'essai et tension d'alimentation . 2
4.3 Essai en tension des émissions de transitoires . 2
4.4 Essai d'immunité aux transitoires . 6
5 Description des instruments d'essai et spécifications . 8
5.1 Réseau artificiel . 8
5.2 Résistance en parallèle, R . 9
s
5.3 Interrupteur, S . 10
5.4 Alimentation . 11
5.5 Instruments de mesure . 11
5.6 Générateur d'impulsions d'essai pour les essais d'immunité . 11
Annexe A (informative) Exemple de niveaux de sévérités d'essai associés à la classification de
l'état de performance de fonctionnement (CEPF) . 17
Annexe B (normative) Évaluation des émissions transitoires — Courbe de tension . 19
Annexe C (normative) Méthode de vérification du générateur d'impulsions d'essai . 23
Annexe D (informative) Détermination de l'énergie disponible du générateur d'impulsions . 26
Annexe E (informative) Origine des transitoires dans le réseau électrique des véhicules routiers . 30
Annexe F (informative) Méthode alternative d'essai d'immunité aux transitoires utilisant des
charges inductives commutées électromécaniquement . 33
Bibliographie . 43
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ISO 7637-2:2011(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 7637-2 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 3,
Équipement électrique et électronique.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 7637-2:2004), qui a fait l'objet d'une
révision technique. Elle incorpore également l'Amendement ISO 7637-2:2004/Amd.1:2008. Elle ne spécifie
pas les essais pour les impulsions 4, 5a et 5b qui sont maintenant spécifiés dans l'ISO 16750-2 et l'ISO 21848.
L'ISO 7637 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Véhicules routiers —
Perturbations électriques par conduction et par couplage:
Partie 1: Définitions et généralités
Partie 2: Perturbations électriques transitoires par conduction uniquement le long des lignes
d'alimentation
Partie 3: Transmission des perturbations électriques par couplage capacitif ou inductif le long des lignes
autres que les lignes d'alimentation
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NORME INTERNATIONALE ISO 7637-2:2011(F)
Véhicules routiers — Perturbations électriques par conduction
et par couplage —
Partie 2:
Perturbations électriques transitoires par conduction
uniquement le long des lignes d'alimentation
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 7637 spécifie des méthodes d'essais et des modes opératoires permettant de
vérifier la compatibilité des dispositifs installés sur les voitures particulières et sur les utilitaires équipés d'un
réseau de bord de 12 V ou 24 V, avec les transitoires électriques transmis par conduction. Les essais sur
banc décrits sont relatifs à l'injection et au mesurage des transitoires. Elle s'applique à tous les types de
véhicules routiers, indépendamment de leur système de propulsion (par exemple moteur à allumage
commandé ou moteur à allumage par compression, moteur électrique).
La classification de l'état de performance de fonctionnement (CEPF) pour l'immunité aux transitoires est
indiquée dans l'Annexe A.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 7637-1, Véhicules routiers — Perturbations électriques par conduction et par couplage — Partie 1:
Définitions et généralités
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 7637-1 s'appliquent.
4 Mode opératoire des essais
4.1 Généralités
Les méthodes de mesure de l'émission de transitoires sur les lignes d'alimentation et les méthodes d'essais
d'immunité des équipements à ces transitoires sont précisées. Ces essais, appelés «essais sur banc», sont
effectués en laboratoire.
Les méthodes d'essai sur banc, certaines desquelles nécessitent l'emploi du réseau artificiel, fournissent des
résultats comparables entre différents laboratoires.
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ISO 7637-2:2011(F)
Pour appliquer une méthode d'essai sur banc pour l'évaluation de l'immunité d'un dispositif aux transitoires
transmis par conduction le long des lignes d'alimentation, on peut utiliser un générateur d'impulsions d'essai; il
est possible que ce dernier ne couvre pas tous les types de transitoires qui peuvent apparaître sur un véhicule.
C'est pourquoi, les impulsions d'essai décrites en 5.6 sont caractéristiques d'impulsions types.
Dans certains cas, il peut être nécessaire d'appliquer des impulsions d'essai supplémentaires. Cependant,
certaines impulsions d'essai peuvent être négligées si un dispositif, compte tenu de son fonctionnement ou de
sa connexion, n'est pas influencé par des transitoires comparables sur le véhicule. L'une des responsabilités
des constructeurs de véhicules consiste à définir les impulsions d'essai requises pour un dispositif spécifique.
4.2 Température d'essai et tension d'alimentation
La température ambiante pendant l'essai doit être de (23 5) °C.
Les tensions d'alimentation doivent être conformes au Tableau 1, à moins que d'autres valeurs n'aient fait
l'objet d'un accord entre les utilisateurs de la présente partie de l'ISO 7637, auquel cas elles doivent être
mentionnées dans les rapports d'essai.
U est la tension d'alimentation définie dans le Tableau 1, qui doit être mesurée à la sortie du générateur
A
d'impulsion.
Tableau 1 — Tensions d'essai
Réseau de bord Réseau de bord
nominal de 12 V nominal de 24 V
Tension d'essai
V V
U
13,5 0,5 27 1
A
4.3 Essai en tension des émissions de transitoires
4.3.1 Généralités
Le présent paragraphe définit un mode opératoire d'essai visant à évaluer le comportement des composants
électriques et électroniques pour automobile pour l'émission de transitoires transmis par conduction le long de
lignes alimentées par la batterie ou de lignes d'alimentation commutée par le dispositif soumis à essai (DSE),
Un DSE, qui est considéré comme une source potentielle d'émission de perturbations conduites, doit être
testé conformément au mode opératoire décrit dans le présent paragraphe.
Des mesures doivent être prises pour s'assurer que l'environnement électromagnétique ne perturbe pas le
dispositif de mesure.
La méthode d'essai s'applique aux DSE avec ou sans interrupteur interne, mécanique ou électronique qui
pilote des charges inductives.
Les transitoires en tension émis par la source de perturbation, c'est-à-dire le DSE, sont mesurés au moyen
d'un réseau artificiel qui permet de normaliser l'impédance de charge du DSE (voir 5.1).
Toutes les connexions entre le réseau artificiel, l'interrupteur et le DSE doivent être à une distance de
(50 5) mm au-dessus du plan de masse métallique.
La taille des câbles doit être choisie conformément aux conditions réelles d'utilisation dans le véhicule (c'est-
à-dire que le câblage doit pouvoir admettre le courant d'alimentation du DSE) et après accord entre le
constructeur du véhicule et le fournisseur.
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ISO 7637-2:2011(F)
Le raccordement au plan de masse métallique du boîtier du DSE doit être représentatif de la situation réelle
sur le véhicule et doit être défini dans le plan d'essai.
Si aucune exigence n'est spécifiée dans le plan d'essai, le DSE doit être placé sur un matériau
non-conducteur, à (50 5) mm au-dessus du plan de masse.
La tension d'alimentation, U , et la tension perturbatrice doivent être mesurées (voir 4.3.2 et 4.3.3 pour les
A
conseils de mesurage) au moyen d'une sonde de tension (voir 5.5) et d'un oscilloscope ou d'un équipement
de capture de signal.
Pour les valeurs, voir l'Annexe B.
Les conditions du DSE particulièrement intéressantes pour effectuer les mesurages sont au moment de l'arrêt
du DSE et pendant l'utilisation de ses différents modes de fonctionnement. Les conditions exactes de
fonctionnement du DSE doivent être spécifiées dans le plan d'essai.
NOTE Les mesurages au moment de la mise en marche du DSE peuvent être intéressants dans certains cas.
La fréquence d'échantillonnage et le niveau de déclenchement doivent être sélectionnés pour capter un signal
affichant la durée totale du transitoire et avec une résolution suffisante pour afficher la partie positive et la
partie négative maximales du transitoire.
En utilisant la fréquence d'échantillonnage et le niveau de déclenchement appropriés, il faut enregistrer
l'amplitude en tension en actionnant le DSE conformément au plan d'essai. D'autres paramètres du transitoire,
comme le temps de montée, le temps de descente et la durée du transitoire, peuvent également être
enregistrés. Sauf indication contraire, il est nécessaire de faire l'acquisition de dix signaux. Seuls les signaux
avec l'amplitude positive et l'amplitude négative maximales doivent être mentionnés (avec les paramètres
associés).
Le transitoire mesuré doit être évalué conformément à l'Annexe B. Toutes les informations et résultats
d'essais pertinents doivent être enregistrés dans le rapport. Si cela est exigé par le plan d'essai, inclure les
résultats de l'évaluation du transitoire du point de vue de l'objectif de fonctionnement, comme spécifié dans le
plan d'essai.
L'essai est applicable aux charges inductives (telles qu'un moteur de vitre, un moteur de siège, un miroir
électrique, etc.) ayant une grande valeur d'inductance ou une valeur élevée de courant de charge, qui sont
raccordées au réseau d'alimentation du véhicule, ou à un DSE qui commute de telles charges inductives.
Si une charge inductive a une faible valeur d'inductance ou une valeur faible de courant de charge et est
pilotée par un régulateur de tension interne (par exemple 5 V), qui est isolée du réseau d'alimentation du
véhicule, l'essai n'est pas applicable à moins qu'il ne soit spécifié dans le plan d'essai.
4.3.2 Montage d'essai pour les transitoires lents
Le montage d'essai est décrit à la Figure 1 a).
La source de perturbation est connectée par l'intermédiaire du réseau artificiel à une résistance de shunt, R
s
(voir 5.2), à l'interrupteur, S (voir 5.3), et à l'alimentation (voir 5.4).
L'interrupteur, S, représente l'interrupteur principal (par exemple commutateur d'allumage, relais, etc.) qui
alimente de DSE et peut être implanté à plusieurs mètres du DSE.
Dans le cas d'un DSE avec un interrupteur interne, mécanique ou électronique, qui pilote des charges
inductives, le montage d'essai décrit à la Figure 1 a) est applicable avec l'interrupteur interne du DSE fermé
(charges inductives du DSE alimentées à l'ouverture de l'interrupteur S).
Selon le type d'interrupteur interne du DSE (relais, interrupteur électronique, IGBT, etc.), il peut ne pas être
possible d'assurer une fermeture maîtrisée de l'interrupteur interne. Le détail de l'état de l'interrupteur interne
doit être précisé dans le rapport d'essai.
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ISO 7637-2:2011(F)
Les transitoires générés par la déconnexion de l'alimentation du DSE sont mesurés au moment de l'ouverture
de l'interrupteur S (l'interrupteur S est actionné de manière à générer des perturbations transitoires).
Dimensions en millimètres
Le plan n'est pas à l'échelle
a) Montage d'essai pour le mesurage des transitoires lents (plage ms ou plus lent)
Figure 1 (suite)
4.3.3 Montage d'essai pour les transitoires rapides
Le montage d'essai est décrit à la Figure 1 b) pour les DSE sans interrupteur interne.
La source de perturbation est connectée par l'intermédiaire du réseau artificiel à une résistance de shunt, R
s
(voir 5.2), à l'interrupteur, S (voir 5.3), et à l'alimentation (voir 5.4).
Les transitoires générés par la déconnexion de l'alimentation du DSE sont mesurés au moment de l'ouverture
de l'interrupteur S (l'interrupteur S est utilisé de manière à générer des perturbations transitoires).
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ISO 7637-2:2011(F)
Dimensions en millimètres
Le plan n'est pas à l'échelle
b) Montage d'essais pour le mesurage des transitoires rapides (plage ns à µs)
pour DSE sans interrupteur interne
Figure 1 (suite)
Le montage d'essai est décrit à la Figure 1 c) pour les DSE avec interrupteur interne.
La source de perturbation est connectée par l'intermédiaire du réseau artificiel à une résistance de shunt, R
s
(voir 5.2) et à l'alimentation (voir 5.4).
Dans ce cas l'interrupteur interne doit être actionné de manière à générer des perturbations transitoires
(l'interrupteur S n'est pas nécessaire).
Les transitoires générés par la déconnexion de l'alimentation du DSE sont mesurés au moment de l'ouverture
de l'interrupteur interne (l'interrupteur est utilisé de manière à générer des perturbations transitoires) avec la
sonde connectée au plus proche des broches du DSE.
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Dimensions in millimètres
Le plan n'est pas à l'échelle
c) Montage d'essais pour le mesurage des transitoires rapides
(plage ns à µs) pour DSE avec interrupteur interne
Légende
1 oscilloscope ou équivalent
2 sonde de tension
3 réseau artificiel
4 DSE (source de transitoire)
5 plan de masse
6 alimentation
7 connexion de masse; longueur 100 mm
R résistance de shunt, comme indiqué en 5.2
s
S interrupteur, comme indiqué en 5.3
U tension d'alimentation
A
NOTE Pour A, B, et P, voir la Figure 3.
a
En option avec interrupteur interne pilotant une charge inductive.
b
Avec charge interne et interrupteur.
Figure 1 — Montage pour le mesurage de l'émission de transitoires
4.4 Essai d'immunité aux transitoires
4.4.1 Installation du DSE
Le DSE doit être placé sur un support constitué d'un matériau non conducteur, à faible permittivité relative
( 1,4) à (50 5) mm au-dessus du plan de masse.
r
Le raccordement au plan de masse métallique du boîtier du DSE doit être représentatif de la situation réelle
sur le véhicule et doit être défini dans le plan d'essai.
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4.4.2 Installation du faisceau d'alimentation
Pour les impulsions d'essai 3a et 3b, les conducteurs reliant les bornes du générateur d'impulsions d'essai au
DSE doivent être disposés parallèlement et en ligne droite sur un support constitué d'un matériau non
conducteur, à faible permittivité relative ( 1,4) à (50 5) mm au-dessus du plan de masse et doivent avoir
r
une longueur de (500 100) mm.
4.4.3 Installation du simulateur de charge
Le simulateur de charge doit être placé de préférence directement sur le plan de masse. Si le simulateur de
charge est inclus dans un boîtier métallique, ce dernier doit être relié au plan de masse.
Il est aussi possible de placer le simulateur de charge à côté du plan de masse (le boîtier du simulateur de
charge étant relié au plan de masse).
4.4.4 Montage d'essai
Avant de réaliser les essais avec le DSE, le générateur d'impulsions est ajusté [voir Figure 2 a)] pour produire
la polarité de l'impulsion, l'amplitude, la durée et la résistance voulues lorsque le DSE est déconnecté
(voir 5.6). La tension crête, U , doit être ajustée au niveau de l'essai requis avec une tolérance de +10 % et
s
0 %.
Le DSE est ensuite connecté au générateur d'impulsions [voir Figure 2 b)] tandis que l'oscilloscope est
déconnecté.
Selon les conditions réelles, le fonctionnement du DSE peut être évalué pendant et/ou après l'application des
impulsions d'essai.
Il peut être nécessaire, pour générer correctement les impulsions d'essai requises, de mettre l'alimentation en
circuit et hors circuit. Cette commutation peut être assurée par le générateur d'impulsions d'essai s'il est à
alimentation intégrée.
a) Ajustement des impulsions
Figure 2 (suite)
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ISO 7637-2:2011(F)
b) Injection des impulsions
Légende
1 oscilloscope ou équivalent
2 sonde de tension déconnectée
3 générateur d'impulsions
4 DSE
5 plan de masse
6 connexion de masse de l'alimentation continue; longueur maximale de 100 mm pour l'essai d'impulsion 3
7 simulateur de charge (raccordé au plan de masse si demandé)
8 câble d'interconnexion éloigné des fils d'alimentation du DSE pour éviter les couplages
9 masse du simulateur de charge (si requise)
Figure 2 — Montage d'essai pour l'immunité aux transitoires
5 Description des instruments d'essai et spécifications
5.1 Réseau artificiel
Le réseau artificiel sert de système de référence, à la place de l'impédance du faisceau de câbles du véhicule,
pour déterminer en laboratoire le comportement de l'équipement et des dispositifs électriques et électroniques.
Un exemple de schéma de ce réseau est donné à la Figure 3.
Légende
A borne de l'alimentation
B borne commune
C capacité
L inductance
P borne pour le DSE
R résistance
Figure 3 — Exemple de schéma de réseau artificiel
8 © ISO 2011 – Tous droits réservés
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ISO 7637-2:2011(F)
Le réseau artificiel doit être capable de supporter une charge continue correspondant aux exigences du DSE.
Les valeurs résultantes de l'impédance, Z , mesurées entre les bornes P et B pendant que les bornes A et
PB
B sont court-circuitées, sont données à la Figure 4 en fonction de la fréquence et en supposant des
composants électriques idéaux. Dans la réalité, l'impédance d'un réseau artificiel ne doit pas s'écarter de plus
de 10 % de la courbe représentée à la Figure 4.
Les principales caractéristiques des composants sont précisées ci-après:
inductance: L = 5 µH (bobinage sans noyau magnétique);
résistance interne entre les bornes P et A: 5 m;
condensateur: C = 0,1 µF pour des tensions de service de 200 V c.a. et 1 500 V c.c.;
résistance: R = 50 .
Légende
Z impédance ()
PB
f fréquence (Hz)
Figure 4 — Impédance Z en fonction de la fréquence située entre 100 kHz et 100 MHz
PB
(A et B étant court-circuitées)
Le réseau artificiel doit être placé sur le plan de masse. La borne commune du réseau artificiel côté source
d'alimentation doit être connectée au plan de masse comme indiqué aux Figures 1 a), 1 b) and 1 c).
5.2 Résistance en parallèle, R
s
La résistance en parallèle, R , [voir Figures 1 a), 1 b) et 1 c)] simule l'impédance des autres dispositifs du
s
véhicule qui sont connectés en parallèle au DSE, et qui n'en sont pas déconnectés par l'interrupteur
d'allumage. R est choisie de manière à correspondre à la résistance moyenne du faisceau de câbles du
s
véhicule, entre la borne de l'interrupteur d'allumage et la masse, lorsque l'interrupteur est coupé, et sa valeur
doit être spécifiée par le constructeur du véhicule. En l'absence de toute spécification, une valeur de
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ISO 7637-2:2011(F)
R 40 doit être utilisée. En cas d'utilisation d'une résistance bobinée, l'enroulement doit être bifilaire
s
(c'est-à-dire avec une composante réactive minimale).
NOTE Pour simuler les conditions correspondant au pire des cas, R peut être déconnectée.
s
5.3 Interrupteur, S
Le dispositif de commutation, S, doit être placé comme indiqué aux Figures 1 a) et 1 b). Si le câblage entre
l'interrupteur et la charge est de grande longueur sur véhicule (plusieurs mètres), il faut utiliser le montage
d'essai pour transitoires lents. Si ce n'est pas le cas, le montage d'essai pour transitoires rapides doit être
utilisé. Dans tous les cas, seul le montage d'essai pour transitoires rapides est approprié pour mesurer les
transitoires rapides qui peuvent être générés à l'ouverture d'un relais.
Le dispositif de commutation placé du coté DSE du réseau artificiel doit être activé pour mesurer les
transitoires rapides (t dans la plage de ns à µs).
d
Le dispositif de commutation placé du coté alimentation du réseau artificiel doit être activé pour mesurer les
transitoires lents (t dans la plage des ms).
d
Les caractéristiques des transitoires perturbateurs étant notablement influencées par l'interrupteur, S, les
dispositifs de commutation recommandés sont décrits ci-dessous.
a) Pour le mesurage de transitoires à haute tension (d'amplitude supérieure à 400 V), le dispositif de
commutation doit être un interrupteur de série normalisé utilisé dans le véhicule avec le DSE. En
l'absence d'un dispositif de ce type, il convient d'utiliser un relais automobile possédant les
caractéristiques suivantes:
pouvoir de coupure: I 30 A, charge continue, résistive;
matériau pour contacts: argent de haute pureté;
pas de suppression sur le contact de relais;
contact à une seule/à deux positions, électriquement isolé du circuit de la bobine;
bobine avec élimination des transitoires (pour minimiser l'effet sur le mesurage des transitoires émis).
NOTE Le relais de commutation doit être remplacé en cas de dégradation significative du contact.
b) Une évaluation précise de la perturbation n'est possible que si l'on utilise un interrupteur aux propriétés
reproductibles. Un interrupteur électronique est donc proposé pour cet usage. Il est probable qu'avec ce
type d'interrupteur, l'amplitude des perturbations sera supérieure à celle normalement obtenue avec des
interrupteurs conventionnels (formation d'un arc). Il faut en tenir compte au moment de l'évaluation des
résultats d'essai. L'interrupteur électronique est particulièrement adapté pour contrôler le fonctionnement
des dispositifs d'antiparasitage utilisés. Pour le mesurage des transitoires à basse tension (d'amplitude
inférieure à 400 V) tels que ceux qui sont produits par des sources avec élimination des transitoires, le
dispositif de commutation recommandé est un interrupteur électronique dont les caractéristiques sont les
suivantes:
tension maximale, U 400 V minimum à 25 A;
max
courant maximal, I 25 A en continu minimum, 100 A pour t 1 s;
max
chute de tension, U 2 V à 25 A;
tensions d'essai, voir Tableau 1;
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ISO 7637-2:2011(F)
temps de commutation, t 300 ns 20 % à 13,5 V avec charge de référence R = 0,6 , L = 50 µH (à
s
1 kHz);
déclencheur: interne et externe;
sonde de tension: 1/100.
L'interrupteur doit résister à la mise en court-circuit.
Certains dispositifs de commutation peuvent inclure un réseau artificiel tel que décrit en 5.1 et aux
Figures 3 et 4. Dans ce cas, il doit être possible de le court-circuiter et d'utiliser le réseau artificiel externe.
Le dispositif de commutation choisi pour cet essai doit être défini dans le plan de test et précisé dans le
rapport d'essai.
5.4 Alimentation
La source d'alimentation continue doit avoir une résistance interne, R , inférieure à 0,01 en courant continu
i
et une impédance interne Z R pour les fréquences inférieures à 400 Hz. La tension de sortie ne doit pas
i i
varier de plus de 1 V entre la charge minimale et la charge maximale (y compris l'appel de courant) et elle doit
récupérer 63 % de son excursion maximale dans un délai de 100 µs. La tension alternative superposée, U ,
r
ne doit pas dépasser 0,2 V crête à crête. En cas d'utilisation d'une alimentation conventionnelle (avec une
intensité de courant admissible suffisante) pour simuler la batterie, il est important que la faible impédance
interne de la batterie soit également simulée.
En cas d'utilisation d'une batterie, une source de charge peut être nécessaire pour atteindre les niveaux de
tension d'alimentation, U (voir Tableau 1).
A
WARNING — Si les essais sont réalisés alors que la batterie est en charge, des précautions doivent
être prises pour minimiser l'accumulation d'hydrogène afin d'éviter les risques d'explosion.
5.5 Instruments de mesure
Un oscilloscope à mémoire numérique ou un équipement d'acquisition de signal équivalent avec des sondes
de tension doit être utilisé comme instrument de mesure avec les spécifications suivantes:
largeur de bande: du courant continu jusqu'à au moins 400 MHz;
taux d'échantillonnage d'au moins 2 giga-échantillons par seconde (en mode mono-coup).
Les caractéristiques de la sonde de tension sont les suivantes:
rapport d'atténuation de 10/1 (100/1 si nécessaire);
tension d'entrée maximale d'au moins 500 V (1 000 V si nécessaire);
largeur d
...
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