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从ISO7637标准看汽车电子对于高品质直流电源的需求

发布时间:02-15 18:46 浏览量:981

| 前言

为了将高要求的功能嵌入到乘用车或卡车等车辆中,各种电气或电子元件或模块在研发和生产阶段需要进行广泛的测试。这些测试评估很重要,为的是获得质量标准方面的数据依据并为生产做准备。

在汽车工业中,必须确保绝大多数的测试是在真实的使用条件下进行,以确保测试结果有意义。这些测试条件,诸如测试时的外界环境,测试信号和测试程序必须满足高度可变的操作状态的要求,为了尽可能完美地模拟汽车使用中多变的情况。

在汽车制造领域,电机和电子控制器件,包括复杂的气囊,ABS,头灯技术和中控台完整控制单元,以及门,窗和车顶的电子控制器件。这么多功能多样的组件必须通过测试最大可能地进行安全可靠性验证。为了确保汽车电气系统中不同的阻抗不会对生产造成任何不良影响,必须开发汽车专用的测试信号和标准测试脉冲。

| 标准和瞬态脉冲

测试信号是由SAE(汽车工程协会)标准指定的,涵盖了各种特殊的功能和使用条件。此外,测试信号也由制造商指定。

汽车电气系统中的瞬态脉冲是由电感或负载开关产生的。这在ISO 7637描述为抗干扰性测试。根据待测物到电气系统的接入方式不同,它会受到不同脉冲的影响。

ISO标准区分描述了5种不同类型的脉冲(E1到E5),根据它们的产生原因有不同的幅值和持续时间。

脉冲E1是由一个与座椅或车窗加热这类电路并联的电感在电池断电的情况下产生的。然后这个电感通过电子系统放电并产生一个负脉冲信号,称为E1。这个脉冲信号持续时间是us级。        

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当控制元件关闭而DC电机仍然在运转,比如说挡风玻璃上的雨刮器电机或车窗电机,脉冲E2就产生了。只要电机由于其惯性在持续转动,它就成了一个发电机。这个脉冲信号也是us级,但持续时间显著低于E1。

最为人熟知的脉冲信号时E3。它是在电缆线束中的寄生电感和电容关闭的时候产生的。开关触点弹开,而后产生快速脉冲。这些脉冲是单向的,可能为正也可能为负,但不会是方向交替的。模拟的测试脉冲信号3a和3b (正或负)是ns级的瞬间信号,与其它类型脉冲相比,具有最小的能量。

脉冲E4在汽车启动的时候产生的(启动电机特征曲线)。电气系统会出现能量凹陷由于启动电机需要大量的能量。局部参数值的巨大变化也会引起这种脉冲,比如环境温度和机油粘度影响引擎启动。脉冲2b,引擎关闭脉冲,即汽车电气系统关闭而发电机持续运转产生的脉冲,也属于此范畴。交流发电机一旦再次产生一个电压,即使不是过电压,而是一个短时汽车电气系统电压。 

如果在交流发电机持续发电的时候,关闭或断开电池,脉冲E5就会产生。由于电池的低阻抗不再可用,过电压产生并直接作用于电子设备上。这种类型的断开可能来自于电池线缆由于腐蚀出现故障,或车辆启动。这是一种高能脉冲,持续时间是ms级别。

 汽车电子-1

       汽车测试系统使用特殊脉冲来进行可靠性验证,特征曲线是测试过程的决定

| 直流电源对汽车测试设置

ISO7637标准脉冲E1到E5描述了汽车领域需要的测试类别,并且可以在测试,研发和生产阶段用实验室电源来实现。关于各种脉冲的计量确定已经制定了三种类别的测试设置:

• 使用us级上升的高频测试信号进行测试

• 使用ms级上升的信号进行中等动态范围测试

• 按照电池电压的公差,进行半静态测试。

快速,高频的脉冲测试可以借助于一个特殊的机械开关,一个模拟汽车电气系统和一个示波器来进行。测试设置在ISO7637中有确切描述,并且要严格执行,因为结果是不可再现的。平均或静态脉冲的确定方法类似。高美测仪(GMC-I)的SYSKON P系列直流电源完全满足ISO7637等汽车行业特定的测试要求。

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