ISO 10605:2008
(Main)Road vehicles — Test methods for electrical disturbances from electrostatic discharge
Road vehicles — Test methods for electrical disturbances from electrostatic discharge
ISO 10605:2008 specifies the electrostatic discharge (ESD) test methods necessary to evaluate electronic modules intended for vehicle use. It applies to discharges in the following cases: ESD in assembly; ESD caused by service staff; ESD caused by occupants. ESD applied to the device under test (DUT) can directly influence the DUT. ESD applied to neighbouring parts can couple into supply and signal lines of the DUT in the vehicle and/or directly into the DUT. ISO 10605:2008 describes test procedures for evaluating both electronic modules on the bench and complete vehicles. It also describes a test procedure that classifies the ESD sensitivity of modules for packaging and handling. ISO 10605:2008 applies to all types of road vehicles regardless of the propulsion system (e.g. spark-ignition engine, diesel engine, electric motor). ISO 10605:2008 is based in part on IEC 61000-4-2 and describes vehicle-specific requirements. ISO 10605:2008 does not apply to pyrotechnic modules.
Véhicules routiers — Méthodes d'essai des perturbations électriques provenant de décharges électrostatiques
L'ISO 10605:2008 spécifie les méthodes d'essai des décharges électrostatiques (DES) nécessaires pour évaluer la performance des modules électroniques embarqués dans les véhicules. Elle prend en compte les décharges dans les cas suivants: DES au cours du montage; DES causées par le personnel d'entretien; DES causées par les occupants. Les DES appliquées au dispositif soumis à essai (DSE) peuvent influencer directement le DSE. Les DES appliquées aux pièces voisines peuvent se coupler aux lignes d'alimentation et de signal du DSE du véhicule et/ou directement au DSE. L'ISO 10605:2008 décrit les méthodes d'essai tant pour l'évaluation sur table des modules électroniques que pour l'évaluation du véhicule complet. Elle décrit également une méthode d'essai qui permet une classification de la sensibilité aux DES des modules pour leur conditionnement et leur manutention. L'ISO 10605:2008 est applicable à tous les types de véhicules routiers, quel que soit leur système de propulsion (par exemple moteur à allumage commandé, moteur diesel, moteur électrique). L'ISO 10605:2008 est basée partiellement sur la CEI 61000-4-2 et décrit les exigences spécifiques applicables au véhicule. L'ISO 10605:2008 n'est pas applicable aux modules pyrotechniques.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 10605
Second edition
2008-07-15
Road vehicles — Test methods for
electrical disturbances from electrostatic
discharge
Véhicules routiers — Méthodes d'essai des perturbations électriques
provenant de décharges électrostatiques
Reference number
ISO 10605:2008(E)
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ISO 2008
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ISO 10605:2008(E)
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ISO 10605:2008(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Test conditions . 3
5 Test location. 3
6 Test apparatus and instrumentation. 3
6.1 ESD generator . 3
6.2 Discharge tips . 4
6.3 Discharge current specifications . 4
6.4 Coupling and ground reference planes. 6
6.5 Insulation block. 6
6.6 Insulation support. 7
7 Discharge modes. 7
7.1 General. 7
7.2 Contact discharge mode. 7
7.3 Air discharge mode . 7
8 Component immunity test method (powered-up test). 7
8.1 General. 7
8.2 Test plan . 8
8.3 Test procedure for direct discharges . 8
8.4 Test procedure for indirect discharges. 10
9 Component packaging and handling test method (unpowered test). 12
9.1 General. 12
9.2 Test plan . 12
9.3 Test procedure . 12
10 Vehicle test method. 15
10.1 General. 15
10.2 Test plan . 15
10.3 Test procedure . 15
11 Test report . 18
Annex A (normative) Current target specification and verification of ESD generator . 19
Annex B (informative) Standard target drawings and target verification method. 23
Annex C (informative) Function performance status classification (FPSC) . 35
Annex D (informative) Test method guidance — Generator resistor value and air or contact
discharge . 39
Annex E (informative) Rationale for air discharge generator verification. 42
Annex F (informative) Optional test set-up and procedure for electronic modules (powered-up
test). 44
Bibliography . 50
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ISO 10605:2008(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 10605 was prepared by Technical Committee ISO/TC 22, Road vehicles, Subcommittee SC 3, Electrical
and electronic equipment.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 10605:2001), which has been technically
revised.
iv © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 10605:2008(E)
Introduction
The familiar electrostatic discharge, due to former charge build-ups generated, for example, when moving
about inside a vehicle or getting out of it, has assumed greater significance with the increase of vehicle
electronic modules. Tests simulating the electrostatic discharge of humans, in common use by various
industries, were examined and it was determined that they were not fully applicable to the automotive
environment. As a consequence, tests tailored to the automotive environment were developed.
Tests that simulate an electrostatic discharge (ESD) into a vehicle electrical system are based on the human
ESD model. Sensitive electrical devices can be adversely affected by energy either coupled or radiated from
electrostatic discharges. This International Standard describes ESD tests that are applicable to both
automotive electronic modules and vehicles.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 10605:2008(E)
Road vehicles — Test methods for electrical disturbances from
electrostatic discharge
1 Scope
This International Standard specifies the electrostatic discharge (ESD) test methods necessary to evaluate
electronic modules intended for vehicle use. It applies to discharges in the following cases:
⎯ ESD in assembly;
⎯ ESD caused by service staff;
⎯ ESD caused by occupants.
ESD applied to the device under test (DUT) can directly influence the DUT. ESD applied to neighbouring parts
can couple into supply and signal lines of the DUT in the vehicle and/or directly into the DUT.
This International Standard describes test procedures for evaluating both electronic modules on the bench
and complete vehicles. This International Standard applies to all types of road vehicles regardless of the
propulsion system (e.g. spark-ignition engine, diesel engine, electric motor).
This International Standard is based in part on IEC 61000-4-2 and describes vehicle-specific requirements.
This International Standard does not apply to pyrotechnic modules.
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
ISO 11452-1, Road vehicles — Component test methods for electrical disturbances from narrowband radiated
electromagnetic energy — Part 1: General principles and terminology
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 7637-1 and ISO 11452-1 and the
following apply.
3.1
air discharge
test method characterized by bringing the test generator electrode close to the device under test (DUT); the
discharge is by arcing on the DUT
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ISO 10605:2008(E)
3.2
contact discharge
test method characterized by contact of the test generator electrode with the DUT, where discharge is initiated
by the generator discharge switch
3.3
device under test
DUT
single component or combination of components as defined to be tested
3.4
direct discharge
discharge directly on the DUT
3.5
electrostatic discharge
ESD
transfer of electrostatic charge between bodies at different potentials occurring prior to contact or induced by
an electrostatic field
3.6
ESD generator
instrument that simulates the human ESD model
3.7
ground reference plane
GRP
flat conductive surface whose potential is used as a common reference
NOTE Where applicable, it is advisable that the test voltage of the DUT and the operator ground also be referenced
to the ground plane.
3.8
holding time
interval of time within which the decrease of the test voltage due to leakage, prior to the discharge, is 10 %
3.9
horizontal coupling plane
HCP
metal plane oriented in horizontal direction, to which discharges are applied to simulate electrostatic discharge
to objects adjacent to the DUT
3.10
human ESD model
network of passive elements and voltage that characterizes a charged person as a source of an electrostatic
discharge for automotive conditions
3.11
indirect discharge
discharge on a coupling plane near the DUT
NOTE Discharge current produces a transient field that might affect the DUT. Indirect discharge simulates discharge
by a human being on items near the DUT.
3.12
surface
uninterrupted housing area, gap or opening
EXAMPLE Switches, tip switches, points of contact, air vents, speaker openings.
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ISO 10605:2008(E)
4 Test conditions
The user shall specify the test severity level(s) for the component and vehicle tests. Suggested test levels are
included in Annex C.
Standard test conditions shall be as follows:
⎯ ambient temperature: (25 ± 10) °C;
⎯ relative humidity between 20 % and 60 % (20 °C and 30 % relative humidity preferred).
If other values are agreed to by the users, these values shall be documented in the test report.
5 Test location
Special locations, such as shielded enclosures or even absorber-lined shielded enclosures, are allowed but
not required.
NOTE ESD testing creates transient fields, which can interfere with sensitive electronic devices or receivers, even at
a distance of a few meters. It is advisable that this be considered when choosing a test location.
6 Test apparatus and instrumentation
6.1 ESD generator
The ESD generator characteristics shall be as specified in Table 1.
Table 1 — General ESD generator parameters
Parameter Characteristic
a
Output voltage range contact discharge mode 2 kV to 15 kV, or as required in the test plan
a
Output voltage range air discharge mode 2 kV to 25 kV, or as required in the test plan
Output voltage accuracy u 5 %
Output polarity Positive and negative
Rise time of short circuit current in contact discharge mode (10 % to 90 %) 0,7 ns to 1,0 ns
Holding time W 5 s
Storage capacitances 150 pF, 330 pF
Discharge resistances 330 Ω, 2 000 Ω
a
See examples in Annex C.
NOTE When an ESD generator is supplied from an external supply source (a.c. or d.c.) or controlled by a separate
unit and this/these cable(s) is/are not combined (bundled) with the ESD generator discharge return cable, unintended
current can flow through this/these cable(s).
The ESD generator should be able to generate a repetition rate of at least 10 discharges per second down to
manual control without any degradation of the discharge current waveform.
In cases where a 2 m length of the discharge return cable is insufficient (e.g. for tall DUTs), a length not
exceeding 3 m may be used and compliance with the waveform specifications shall be guaranteed (e.g. by the
manufacturer or from calibration).
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ISO 10605:2008(E)
6.2 Discharge tips
6.2.1 Contact discharge tip
The discharge electrode for contact mode ESD is shown in Figure 1. The tip is typically made of stainless
steel.
Dimensions in millimetres
Key
1 sharp point
Figure 1 — Contact discharge mode electrode of the ESD generator
6.2.2 Air discharge tip
The discharge electrode for air discharge mode ESD is shown in Figure 2.
Dimensions in millimetres
Key
1 body of simulator
NOTE For air discharge at test voltages higher than 15 kV, larger electrode tip (e.g. 20 mm to 30 mm diameter) can
be used to avoid pre-discharge.
Figure 2 — Air discharge mode electrode of the ESD generator
6.3 Discharge current specifications
6.3.1 Contact discharge mode current specifications
The contact discharge mode currents shall be verified according to Annex A. The contact discharge mode
waveform parameters for each discharge network shall be within the value ranges specified in Table 2.
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ISO 10605:2008(E)
Table 2 — Contact discharge mode current specifications
Typical
capacitance/ Peak current/ Current at t / Current at t /
1 2
Tolerance Tolerance Tolerance
resistance charge voltage charge voltage charge voltage
values
A/kV % A/kV % A/kV %
2 1
150 pF / 330 Ω 3,75 ± 10 ± 30 ± 30
(at t = 30 ns) (at t = 60 ns)
1 2
2 1
330 pF / 330 Ω 3,75 ± 10 ± 30 ± 30
(at t = 65 ns) (at t = 130 ns)
1 2
+30
0,275 0,15
150 pF / 2 000 Ω 3,75 ± 30 ± 50
(at t = 180 ns) (at t = 360 ns)
0
1 2
+30
0,275 0,15
330 pF / 2 000 Ω 3,75 ± 30 ± 50
0 (at t = 400 ns) (at t = 800 ns)
1 2
NOTE 1 The peak current level is taken from the measurement system without any data interpolation.
NOTE 2 The target used with this measurement system fulfils the requirements of Clauses A.1 and A.2. An example is defined in
Annex B.
NOTE 3 The measurement times (30 ns, 60 ns, 65 ns, 130 ns, 180 ns, 360 ns, 400 ns and 800 ns) are derived from the resistance-
capacitive (RC) time constant − 40 % (current t ) and + 20 % (current t ), to define two values on the falling slope of the current pulse in
1 2
accordance with IEC 61000-4-2.
Examples of calculated contact discharge waveforms in accordance with the specifications in Table 2 are
given in Figures 3 a) and 3 b).
Key
X time, ns
Y current, A
1 330 pF/330 Ω
2 150 pF/330 Ω
a) For 150 pF/330 pF, 330 Ω and 5 kV
Figure 3 (continued)
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ISO 10605:2008(E)
Key
X time, ns
Y current, A
1 330 pF/2 000 Ω
2 150 pF/2 000 Ω
b) For 150 pF/330 pF, 2 kΩ and 5 kV
Figure 3 — Examples of calculated contact discharge waveform of ESD generator
6.3.2 Air discharge mode current specifications
ESD generator verification is only required in contact mode.
NOTE Annex E provides information on possible air discharge generator verification procedures.
6.4 Coupling and ground reference planes
The horizontal coupling plane (HCP) and ground reference plane (GRP), which is placed under the
non-conductive table, shall be metallic sheets (e.g. copper, brass or aluminium) and a minimum thickness of
0,25 mm.
NOTE If aluminium is used, care is taken that oxidation does not prevent a good ground connection.
The HCP shall extend the projected geometry of the DUT (the projected geometry of the DUT comprises the
cables connected to the DUT) by at least 0,1 m on all sides. The size should be at least 1,6 m × 0,8 m. The
height of the HCP above the GRP shall be between 0,7 m and 1,0 m. The GRP on the floor should have at
least the dimensions of the HCP.
6.5 Insulation block
Insulation blocks, if used, shall be constructed of clean non-hygroscopic material. The relative permittivity
should range between 1 and 5 (e.g. polyethylene). The blocks shall be (50 ± 5) mm in height and extend
beyond the test set-up by at least 20 mm on all sides.
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ISO 10605:2008(E)
6.6 Insulation support
Insulation support, if used, shall be constructed of clean non-hygroscopic material with a relative permittivity
between 1 and 5 (e.g. polyethylene). The support shall be between 2 mm and 3 mm in height and project
beyond the test set-up by at least 20 mm on all sides. Care shall be taken that support prevents dielectric
breakdown up to 25 kV.
7 Discharge modes
7.1 General
Discharges can be applied by two discharge modes: contact and air. See Annex D for guidance on air versus
contact discharge modes.
7.2 Contact discharge mode
In contact discharge mode, the tip of the ESD generator's discharge electrode is brought in contact with the
DUT before the discharge switch is actuated to apply the discharge.
7.3 Air discharge mode
In air discharge mode, the discharge electrode is charged to the test voltage and then brought with the
demanded speed of approach to the DUT, applying the discharge through an arc that happens when the tip
approaches close enough to the DUT to break down the dielectric material between the tip and test point.
The speed of approach of the discharge electrode is a critical factor in the rise time and amplitude of the
injected current during an air discharge. The speed of approach should be between 0,1 m/s and 0,5 m/s for
any test. Because the approach speed is not trivial to measure, in practice the ESD generator should
approach the DUT as quickly as possible until the discharge occurs or the discharge tip touches the discharge
point without causing damage to the DUT or generator.
8 Component immunity test method (powered-up test)
8.1 General
These tests consist of direct and indirect types of application of discharges to the DUT, as follows:
⎯ direct type discharges (contact or air discharge mode) are applied directly to the DUT and to the remote
parts that are accessible by the vehicle users, e.g. switches and buttons (see 8.3);
⎯ indirect type discharges (contact discharge mode) simulate discharges that occur to other conductive
objects in the vicinity of the DUT and are applied through an intervening metal, such as an HCP (see 8.4).
NOTE An optional field coupling test with direct discharge test method is described in Annex F.
For the test of electronic modules, the ESD generator shall be configured with the 330 pF or 150 pF capacitor,
depending on the DUT location in the vehicle (see 10.1), and the 330 Ω resistor. If the DUT location is not
specified, the 330 pF capacitor shall be used.
Conductive surfaces shall be tested using contact mode discharges. For contact discharge, use the contact
discharge tip (see Figure 1). Air discharge may also be applied to conductive surfaces, if required in the test
plan.
Non-conductive surfaces shall be tested using air mode discharges. For air discharge, use the air discharge
tip (see Figure 2).
© ISO 2008 – All rights reserved 7
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ISO 10605:2008(E)
Before applying any discharges to the DUT, verify that the ESD generator discharge verification procedure, as
specified in Annex A, has been performed within the time period established by the laboratory or the
customer.
8.2 Test plan
Prior to performing the test, generate a test plan, including the following:
⎯ the detailed test set-up;
⎯ test points;
⎯ electronic module mode of operation;
⎯ any special instructions and changes from the standard test.
8.3 Test procedure for direct discharges
8.3.1 General
Discharges shall be applied to all specified test points with the equipment operating in normal modes. Product
response may be affected by the polarity of the discharge. Both polarities of discharge shall be used during
testing to determine their effect on the DUT.
NOTE An optional field coupling test with direct discharge test method is described in Annex F.
8.3.2 Test set-up
Place the DUT on the HCP (see Figure 4). Place and connect chassis-mounted electronic modules directly to
the HCP. Test electronic modules, which will be isolated from the ground in normal installation with an
insulator between the electronic module and the HCP using insulation support (see 6.6).
For testing, the DUT shall be connected to all peripheral units necessary for functional testing. The line
lengths used should be between 1,50 m and 2,50 m.
If vehicle intent peripheral units are not available for testing, substitute peripheral units and test discharge
points shall be addressed in the test plan.
All components on the test table shall be a minimum distance of 0,2 m from each other. The lines shall be laid
in such a way that they run parallel to the HCP edges and the plane and, like all components, they shall be a
distance of 0,1 m away from the HCP edges. The lines should be bundled and shall be secured on an
insulating block, in accordance with 6.5. The wiring type is defined by the actual system application and
requirement.
The supply battery shall be on the test table, with the negative terminal of the battery directly connected to the
HCP. The explosion hazard of the battery shall be taken into account and appropriate protective measures
taken.
For direct discharge, the discharge return cable of the ESD generator shall be connected to the HCP, as
shown in Figure 4.
The ESD test bench (test surface) shall be a minimum of 0,1 m from other conductive structures, such as the
surfaces of a shielded room.
The same generator discharge return cable to the HCP shall be used for verification and testing. While the
discharge is being applied, the discharge return cable of the generator shall be kept at least 0,2 m away from
the DUT and all cables connected to the DUT (to reduce coupling from this cable which might affect the test
results).
8 © ISO 2008 – All rights reserved
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ISO 10605:2008(E)
Key
1 DUT 9 periphery
2 ESD generator 10 battery
3 ESD generator main unit 11 isolating support, if required
4 non-conductive table 12 insulating blocks
5 HCP 13 470 kΩ resistors
6 ground point 14 GRP optional
7 ground connection 15 HCP ground connection
8 remotely accessible parts of the DUT
Figure 4 — Test set-up example for testing powered DUT immunity to direct ESD
8.3.3 Electrode connections for direct discharge method
8.3.3.1 Contact discharge mode
In the case of contact discharges, the tip of the discharge electrode (see Figure 1) shall touch a conducting
point on the DUT before the discharge switch is actuated.
Where painted surfaces cover a conducting substrate, the following procedure is used. If the coating is not
declared to be an insulating coating by the equipment manufacturer, then the pointed tip of the generator
penetrates the coating so as to make contact with the conducting substrate.
8.3.3.2 Air discharge mode
In the case of air discharges, the tip of the discharge electrode (see Figure 2) shall be brought sufficiently
close to the DUT as quickly as possible after the discharge switch is actuated (see 7.3).
Where painted surfaces cover a conducting substrate or dielectric surfaces are used as boxes, the following
procedure is used. If the coating is declared to be an insulating coating for the dielectric surfaces, then the
surface is tested as an insulating surface using the air discharge mode.
© ISO 2008 – All rights reserved 9
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ISO 10605:2008(E)
8.3.4 Orientation of ESD generator
For direct discharge, the ESD generator's discharge tip is held perpendicular to the surface of the DUT when
possible; if not possible, an angle of at least 45° to the surface of the DUT is preferred.
8.3.5 Number of discharges and time between ESD events
At least 3 discharges shall be applied to all direct discharge test points for each specified test voltage and
polarity (see Annex C). The time interval between successive single discharges shall be as long as necessary in
order to allow charges that were built up due to the tests to dissipate, but not less than 1 s, in order to ensure
that the charges are removed before each new discharge. The methods described below can be applied.
⎯ Charge build-up can be eliminated by briefly connecting a bleeder wire with high resistance (W 1 MΩ) in
the following sequence: (1) between the discharge location and ground, and (2) between the ground point
of the DUT and ground. If there is evidence that the wire does not have any impact on the test result, it
can remain connected to the DUT.
⎯ If the time interval is lengthened between two successive discharges, the build-up charge vanishes due to
the natural charge decay.
⎯ Air-ionizers may be used to speed up the “natural” discharging process of the DUT to its environment.
The ionizer shall be turned off when applying an air discharge test.
8.3.6 Test voltage
The test voltages (in accordance with Annex C) shall be increased, using at least two values, up to the
maximum test le
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 10605
Deuxième édition
2008-07-15
Véhicules routiers — Méthodes d'essai
des perturbations électriques provenant
de décharges électrostatiques
Road vehicles — Test methods for electrical disturbances from
electrostatic discharge
Numéro de référence
ISO 10605:2008(F)
©
ISO 2008
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ISO 10605:2008(F)
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ISO 10605:2008(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.v
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Termes et définitions .1
4 Conditions d'essai.3
5 Lieu de l'essai .3
6 Appareillage et instrumentation d'essai .3
6.1 Simulateur de DES .3
6.2 Pointes de décharge .4
6.3 Spécifications du courant de décharge .5
6.4 Plans de sol de référence et de couplage.7
6.5 Bloc d'isolation .7
6.6 Support isolant .8
7 Modes de décharge .8
7.1 Généralités .8
7.2 Mode de décharge par contact .8
7.3 Mode de décharge dans l'air .8
8 Méthode d'essai d'immunité de composants (sous tension) .8
8.1 Généralités .8
8.2 Plan d'essai .9
8.3 Méthode d'essai pour les décharges directes.9
8.4 Méthode d'essai pour les décharges indirectes .11
9 Méthode d'essai de conditionnement et de manutention des composants (non alimentés).13
9.1 Généralités .13
9.2 Plan d'essai .13
9.3 Méthode d'essai.14
10 Méthode d'essai du véhicule.16
10.1 Généralités .16
10.2 Plan d'essai .16
10.3 Méthode d'essai.17
11 Rapport d'essai.20
Annexe A (normative) Caractéristique de la cible de courant et vérification du simulateur de DES .21
Annexe B (informative) Schémas de cibles normales et méthode de vérification de cible .25
Annexe C (informative) Classification de l'état de performance de fonctionnement (CEPF) .37
Annexe D (informative) Recommandations de méthode d'essai — Valeur de résistance du
générateur et décharge dans l'air ou par contact .41
Annexe E (informative) Justification de la vérification du générateur de décharges dans l'air.44
Annexe F (informative) Configuration et méthode d'essai optionnelles relatives aux modules
électroniques (essai sous tension) .46
Bibliographie.52
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ISO 10605:2008(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 10605 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 22, Véhicules routiers, sous-comité SC 3,
Équipement électrique et électronique.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 10605:2001), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
iv © ISO 2008 – Tous droits réservés
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ISO 10605:2008(F)
Introduction
Les décharges électrostatiques classiques, liés à l'accumulation de charges qui sont générées, par exemple,
lorsque nous bougeons à l'intérieur d'un véhicule ou que nous en sortons, prennent une importance
croissante avec l'augmentation du nombre de modules électroniques embarqués dans les véhicules.
L'analyse des essais couramment utilisés par les différentes industries pour simuler les décharges
électrostatiques d'origine humaine a permis de déterminer que les essais n'étaient pas entièrement
applicables à l'environnement automobile. De fait des essais adaptés à cet environnement ont été développés.
Les essais qui simulent une décharge électrostatique (DES) sur les systèmes électriques d'un véhicule ont
pour base le modèle de DES humain. Les appareils électriques sensibles peuvent être sérieusement
perturbés par l'énergie des décharges électrostatiques transmises soit par rayonnement, soit par couplage. La
présente Norme internationale décrit les essais de DES applicables à la fois aux modules électroniques des
véhicules automobiles et aux véhicules complets.
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NORME INTERNATIONALE ISO 10605:2008(F)
Véhicules routiers — Méthodes d'essai des perturbations
électriques provenant de décharges électrostatiques
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les méthodes d'essai des décharges électrostatiques (DES)
nécessaires pour évaluer la performance des modules électroniques embarqués dans les véhicules. Elle
prend en compte les décharges dans les cas suivants:
⎯ DES au cours du montage;
⎯ DES causées par le personnel d'entretien;
⎯ DES causées par les occupants.
Les DES appliquées au dispositif soumis à essai (DSE) peuvent influencer directement le DSE. Les DES
appliquées aux pièces voisines peuvent se coupler aux lignes d'alimentation et de signal du DSE du véhicule
et/ou directement au DSE.
La présente Norme internationale décrit les méthodes d'essai tant pour l'évaluation sur table des modules
électroniques que pour l'évaluation du véhicule complet. La présente Norme internationale est applicable à
tous les types de véhicules routiers, quel que soit leur système de propulsion (par exemple moteur à allumage
commandé, moteur diesel, moteur électrique).
La présente Norme internationale est basée partiellement sur la CEI 61000-4-2 et décrit les exigences
spécifiques applicables au véhicule.
La présente Norme internationale n'est pas applicable aux modules pyrotechniques.
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
ISO 11452-1, Véhicules routiers — Méthodes d'essai d'un équipement soumis à des perturbations électriques
par rayonnement d'énergie électromagnétique en bande étroite — Partie 1: Principes généraux et
terminologie
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions de l'ISO 7637-1 et l'ISO 11452-1 ainsi que les
suivants s'appliquent.
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ISO 10605:2008(F)
3.1
décharge dans l'air
méthode d'essai caractérisée par l'approche de l'électrode du générateur d'essai à proximité du dispositif
soumis à essai (DSE); la décharge est réalisée par la formation d'un arc sur le DSE
3.2
décharge par contact
méthode d'essai caractérisée par la mise en contact de l'électrode du générateur d'essai et du DSE, la
décharge étant initiée par l'interrupteur de décharge du générateur
3.3
dispositif soumis à essai
DSE
composant simple ou combinaison de composants définis pour être soumis à essai
3.4
décharge directe
la décharge est réalisée directement sur le DSE
3.5
décharge électrostatique
DES
transfert de charge électrostatique entre des corps étant à des potentiels différents; la décharge
électrostatique peut se produire avant le contact ou être induite par un champ électrostatique
3.6
simulateur de DES
instrument qui simule le modèle humain de DES
3.7
plan de sol de référence
PSR
surface conductrice plate dont le potentiel est pris comme référence commune
NOTE Dans la mesure du possible, la tension d'essai du DSE et la masse de l'opérateur doivent également être
référencées par rapport au plan de sol.
3.8
temps de maintien
intervalle de temps au cours duquel la décroissance de la tension d'essai due aux fuites se produisant, avant
la décharge, est inférieure à 10 %
3.9
plan de couplage horizontal
PCH
plan métallique orienté horizontalement sur lequel sont appliquées les décharges afin de simuler la décharge
électrostatique sur des objets adjacents au DSE
3.10
modèle humain de DES
réseau d'éléments passifs et tension qui simulent une personne en tant que source de décharge
électrostatique dans des conditions automobiles
3.11
décharge indirecte
la décharge est appliquée sur un plan de couplage situé à proximité du DSE
NOTE Le courant de décharge génère un champ transitoire qui peut affecter le DSE. La décharge indirecte simule
une décharge causée par un être humain sur des objets à proximité du DSE.
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ISO 10605:2008(F)
3.12
surface
enveloppe ininterrompue du boîtier, ainsi que ses fentes et ouvertures
EXEMPLE Interrupteurs à bascules, interrupteurs à boutons, points de contact, fentes d'aération, ouvertures de
haut-parleurs.
4 Conditions d'essai
L'utilisateur doit spécifier le ou les niveaux de sévérité d'essai pour les essais d'équipement et de véhicule.
Des propositions de niveaux de sévérité d'essai figurent dans l'Annexe C.
Les conditions d'essai normales sont les suivantes:
⎯ température ambiante: (25 ± 10) °C;
⎯ humidité relative comprise entre 20 % et 60 % (20 °C et 30 % d'humidité relative de préférence).
Si d'autres valeurs sont convenues par les utilisateurs, elles doivent être documentées dans le rapport d'essai.
5 Lieu de l'essai
Des emplacements particuliers tels que des enceintes blindées ou même des chambres anéchoïques sont
autorisés, mais non obligatoires.
NOTE Les essais de DES créent des champs transitoires, qui peuvent interférer avec les appareils électroniques ou
les récepteurs sensibles, même à une distance de quelques mètres. Cet aspect doit être pris en compte lors de la
sélection du lieu d'essai.
6 Appareillage et instrumentation d'essai
6.1 Simulateur de DES
Les caractéristiques du simulateur de DES sont spécifiées dans le Tableau 1.
Tableau 1 — Paramètres généraux du simulateur de DES
Paramètre Caractéristique
2 kV à 15 kV, ou selon exigence du plan
Plage de tension de sortie en mode de décharge par contact
a
d'essai
2 kV à 25 kV, ou selon exigence du plan
Plage de tension de sortie en mode de décharge dans l'air
a
d'essai
Précision de la tension de sortie u 5 %
Polarité de sortie Positive et négative
Temps de montée du courant de court-circuit en mode de décharge par
0,7 ns à 1,0 ns
contact (10 % à 90 %)
Temps de maintien W 5 s
Capacités de stockage 150 pF, 330 pF
Résistances de décharge 330 Ω, 2 000 Ω
a
Voir les exemples dans l'Annexe C.
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ISO 10605:2008(F)
NOTE Lorsqu'un simulateur de DES est alimenté par une source d'alimentation extérieure (alternative ou continue)
ou qu'il est contrôlé par une unité séparée et que son (ses) câble(s) n'est (ne sont) pas jointif(s) [groupé(s)] avec le câble
de retour de décharge du simulateur de DES, un courant non désiré peut circuler dans ce(s) câble(s).
Il convient que le simulateur de DES soit en mesure de générer une cadence de répétition d'au moins
10 décharges par seconde jusqu'au contrôle manuel, sans aucune dégradation de la forme d'onde du courant
de décharge.
Au cas où une longueur de 2 m du câble de retour de décharge est insuffisante (par exemple pour les DSE de
grande taille), une longueur ne dépassant pas 3 m peut être utilisée et la conformité des spécifications de la
forme d'onde doit être assurée (par exemple par le fabricant ou à partir de l'étalonnage).
6.2 Pointes de décharge
6.2.1 Pointe de décharge par contact
L'électrode de décharge pour une DES par mode de contact est illustrée à la Figure 1. Cette pointe est
généralement en acier inoxydable.
Dimensions en millimètres
Légende
1 extrémité pointue
Figure 1 — Électrode en mode décharge par contact du simulateur de DES
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ISO 10605:2008(F)
6.2.2 Pointe de décharge dans l'air
L'électrode de décharge pour une DES par mode de décharge dans l'air est illustrée à la Figure 2.
Dimensions en millimètres
Légende
1 corps du simulateur
NOTE Pour une décharge dans l'air à des tensions d'essai supérieures à 15 kV, une pointe d'électrode plus large
(par exemple de 20 mm à 30 mm de diamètre) peut être utilisée pour éviter toute décharge préalable.
Figure 2 — Électrode en mode de décharge dans l'air du simulateur de DES
6.3 Spécifications du courant de décharge
6.3.1 Spécifications du courant en mode de décharge par contact
Les courants en mode de décharge par contact doivent être vérifiés conformément à l'Annexe A. Les
paramètres de formes d'ondes fixés pour chaque réseau de décharge doivent respecter les plages de valeurs
précisées au Tableau 2.
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ISO 10605:2008(F)
Tableau 2 — Spécifications du courant en mode de décharge par contact
Valeurs
de capacité/ Courant de crête/ Courant à t / Courant à t /
1 2
Tolérance Tolérance Tolérance
de résistance tension de charge tension de charge tension de charge
courantes
A/kV % A/kV % A/kV %
2 1
150 pF / 330 Ω 3,75 ± 10 ± 30 ± 30
(à t = 30 ns) (à t = 60 ns)
1 2
2 1
330 pF / 330 Ω 3,75 ± 10 ± 30 ± 30
(à t = 65 ns) (à t = 130 ns)
1 2
0,275 0,15
+30
150 pF / 2 000 Ω 3,75 ± 30 ± 50
0
(à t = 180 ns) (à t = 360 ns)
1 2
0,275 0,15
+30
330 pF / 2 000 Ω 3,75 ± 30 ± 50
0
(à t = 400 ns) (à t = 800 ns)
1 2
NOTE 1 Le niveau de courant crête est mesuré par le système de mesure sans interpolation de données.
NOTE 2 La cible utilisée avec ce système de mesure respecte les exigences des Articles A.1 et A.2. Un exemple est défini dans
l'Annexe B.
NOTE 3 Les instants de mesure (30 ns, 60 ns, 65 ns, 130 ns, 180 ns, 360 ns, 400 ns et 800 ns) sont dérivées de la constante de
temps (RC) du réseau résistance-capacité, de −40 % (courant t ) et +20 % (courant t ), afin de définir deux valeurs sur la pente de
1 2
décroissance de l'impulsion de courant selon la CEI 61000-4-2.
Des exemples de formes d'ondes de décharge par contact calculées selon les spécifications énoncées au
Tableau 2 sont illustrés aux Figures 3 a) et 3 b).
Légende
X temps, ns
Y courant, A
1 330 pF/330 Ω
2 150 pF/330 Ω
a) Pour 150 pF/330 pF, 330 Ω et 5 kV
Figure 3 — Exemples de forme d'onde calculée de décharge par contact du simulateur de DES
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ISO 10605:2008(F)
Légende
X temps, ns
Y courant, A
1 330 pF/2 000 Ω
2 150 pF/2 000 Ω
b) Pour 150 pF/330 pF, 2 kΩ et 5 kV
Figure 3 — Exemples de forme d'onde calculée de décharge par contact du simulateur de DES (suite)
6.3.2 Spécifications du courant en mode de décharge dans l'air
La vérification du simulateur de DES n'est requise qu'en mode par contact.
NOTE L'Annexe E apporte des informations sur les méthodes de vérification du simulateur possibles en mode de
décharge dans l'air.
6.4 Plans de sol de référence et de couplage
Le plan de couplage horizontal (PCH) et le plan de sol de référence (PSR), qui est placé sous la table non
conductrice, doivent être des plaques métalliques (par exemple en cuivre, en laiton ou en aluminium) et avoir
une épaisseur minimale de 0,25 mm.
NOTE En cas d'utilisation d'aluminium, prendre les précautions nécessaires pour que l'oxydation n'empêche pas une
mise à la masse correcte.
Le PCH doit dépasser de la géométrie projetée du DSE (la géométrie projetée du DSE inclut les câbles
connectés au DSE) d'au moins 0,1 m de tous côtés. Il convient que les dimensions soient au minimum
1,6 m × 0,8 m. La hauteur du PCH situé au-dessus du PSR doit être comprise entre 0,7 m et 1,0 m. Le PSR
au sol doit avoir au moins les mêmes dimensions que le PCH.
6.5 Bloc d'isolation
En cas d'utilisation de blocs d'isolation, ces derniers doivent être construits dans un matériau propre non
hygroscopique. Il convient que la permittivité relative soit comprise entre 1 et 5 (par exemple polyéthylène).
Les blocs doivent mesurer (50 ± 5) mm de hauteur et dépasser d'au moins 20 mm de tous les côtés de la
configuration d'essai.
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ISO 10605:2008(F)
6.6 Support isolant
En cas d'utilisation d'un support isolant, ce dernier doit être construit dans un matériau propre non
hygroscopique, d'une permittivité relative comprise entre 1 et 5 (par exemple polyéthylène). Le support doit
mesurer entre 2 mm et 3 mm de hauteur et dépasser d'au moins 20 mm de tous les côtés du dispositif d'essai.
On doit veiller à ce que la tension de claquage du matériau diélectrique soit supérieure à 25 kV.
7 Modes de décharge
7.1 Généralités
Les décharges peuvent être appliquées selon deux modes de décharge: par contact et dans l'air. Voir
l'Annexe D pour toute indication concernant les modes de décharge dans l'air ou par contact.
7.2 Mode de décharge par contact
En mode de décharge par contact, la pointe de l'électrode de décharge du simulateur de DES est mise en
contact avec le DSE avant que l'interrupteur de décharge soit activé pour appliquer la décharge.
7.3 Mode de décharge dans l'air
Dans le mode de décharge dans l'air, l'électrode de décharge est chargée à la tension d'essai, puis déplacée
vers le DSE à la vitesse d'approche demandée, en appliquant la décharge par le biais d'un arc qui se produit
lorsque la pointe se trouve suffisamment près du DSE pour générer un claquage du matériau diélectrique
situé entre la pointe et le point d'essai.
La vitesse d'approche de l'électrode de décharge est un paramètre important pour le temps de montée ainsi
que pour l'amplitude du courant injecté lors d'une décharge dans l'air. La vitesse d'approche doit être
comprise entre 0,1 m/s et 0,5 m/s pour tout essai. Comme la vitesse d'approche n'est pas évidente à mesurer,
il convient en pratique que le simulateur de DES s'approche du DSE aussi vite que possible jusqu'à ce que la
décharge se produise ou que la pointe de décharge touche le point de décharge sans endommager le DSE
ou le simulateur.
8 Méthode d'essai d'immunité de composants (sous tension)
8.1 Généralités
Ces essais consistent à appliquer des décharges de type direct et indirect sur le DSE comme suit:
⎯ les décharges de type direct (mode de décharge par contact ou dans l'air) sont appliquées directement
sur le DSE et sur les pièces distantes qui sont accessibles par les utilisateurs du véhicule, par exemple
interrupteurs et boutons (voir 8.3);
⎯ les décharges de type indirect (mode de décharge par contact) simulent des décharges qui se produisent
sur d'autres objets conducteurs se trouvant dans les environs du DSE et sont appliquées par
l'intermédiaire d'une plaque métallique, telle qu'un PCH (voir 8.4).
NOTE Un essai optionnel de couplage de champ en employant une méthode d'essai de décharge directe est décrit
dans l'Annexe F.
Pour l'essai sur les modules électroniques, le simulateur de DES doit être configuré pour une valeur de
condensateur de 330 pF ou 150 pF, selon l'emplacement du DSE dans le véhicule (voir 10.1), et une
résistance de 330 Ω. Si l'emplacement du DSE n'est pas précisé, le condensateur de 330 pF doit être utilisé.
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ISO 10605:2008(F)
Les surfaces conductrices doivent être soumises à essai à l'aide de décharges en mode contact. Pour les
décharges par contact, utiliser la pointe de décharge par contact (voir la Figure 1). La décharge dans l'air peut
également être appliquée aux surfaces conductrices, si cela est requis dans le plan d'essai.
Les surfaces non conductrices doivent être testées en utilisant des décharges en mode dans l'air. Pour les
décharges dans l'air, utiliser la pointe de décharge dans l'air (voir la Figure 2).
Avant d'appliquer une quelconque décharge au DSE, s'assurer que la vérification de la décharge du
simulateur de DES selon l'Annexe A a été effectuée dans la période fixée par le laboratoire ou le client.
8.2 Plan d'essai
Avant de réaliser l'essai, élaborer un plan d'essai comprenant les éléments suivants:
⎯ la configuration d'essai détaillée;
⎯ les points d'essai;
⎯ le mode de fonctionnement des modules électroniques;
⎯ toute instruction particulière et toute modification apportée à l'essai normal.
8.3 Méthode d'essai pour les décharges directes
8.3.1 Généralités
Les décharges doivent être appliquées à tous les points d'essai spécifiés, l'équipement fonctionnant en mode
normal. Le comportement du DSE peut être affecté par la polarité de la décharge. Les deux polarités de
décharge doivent être utilisées au cours des essais afin de déterminer leur effet sur le DSE.
NOTE Un essai optionnel de couplage de champ en employant une méthode d'essai de décharge directe est décrit
dans l'Annexe F.
8.3.2 Configuration d'essai
Placer le DSE sur le PCH (voir la Figure 4). Placer et connecter directement sur le PCH les modules
électroniques fixés sur le châssis. Les modules électroniques d'essai isolés du châssis seront isolés du PCH
à l'aide du support isolant décrit en 6.6.
Pour les essais, le DSE doit être connecté à toutes les unités périphériques nécessaires aux essais
fonctionnels. Les longueurs de lignes utilisées doivent être comprises entre 1,50 m et 2,50 m.
Si les unités périphériques destinées au véhicule ne sont pas disponibles pour les essais, les unités
périphériques de substitution et les points de décharge d'essai doivent être indiqués dans le plan d'essai.
Tous les composants présents sur la table d'essai doivent être à une distance minimale de 0,2 m les uns des
autres. Les lignes doivent être placées parallèlement aux bords du PCH. Les lignes et tous les composants
doivent être au minimum à une distance de 0,1 m des bords du PCH. Il convient de grouper les lignes et de
les fixer sur un bloc isolant, conformément à 6.5. Le faisceau de câble est défini par l'application et l'exigence
du système actuel.
La batterie d'alimentation doit être placée sur la table d'essai et la borne négative de la batterie connectée
directement au PCH. Des mesures de protection appropriées doivent être prises en compte afin de se
prémunir des risques d'explosion de la batterie.
Pour une décharge directe, le câble de retour de décharge du simulateur de DES doit être connecté au PCH
comme indiqué à la Figure 4.
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ISO 10605:2008(F)
Le banc d'essai de DES (surface d'essai) doit se trouver au minimum à 0,1 m des autres structures
conductrices, telles que les surfaces d'une enceinte blindée.
Le même câble de retour de décharge du générateur connecté au PCH doit être utilisé pour la vérification et
l'essai. Lorsque la décharge est appliquée,
...
Questions, Comments and Discussion
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