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用高精度程控电源输出满足ISO7637标准的测试脉冲

发布时间:02-13 04:08 浏览量:922

| 直流电源输出汽车标准中的脉冲测试波形

面对国际竞争,汽车制造过程中实施经济上可行的理想解决方案越来越变成趋势。在现代汽车技术中,非常复杂的要求很常见。 为了将这些苛刻的功能整合到乘用车和卡车中,在研发和生产阶段必须对电气和电子组件和模块进行广泛的测试和分析。这些评估和所得信息非常重要,以便能够就质量标准和批量生产准备情况做出有根据的决策。并且必须始终确保大多数测试是在实际使用条件下执行的,因此可以保证预先无错误,安全地运行。

就测试条件而言,这意味着进行测试的环境,直流电源测试信号和测试过程必须满足高度变化的运行状态的要求,以便尽可能完美地模拟车辆中的各种条件。

在汽车制造领域,电动机控制和电子调节设备包括:复杂的安全气囊,ABS,大灯技术和中控台中的完整操作单元,以及门,窗和车顶中的电子调节部件。必须对尽可能多的功能组件进行可靠,安全的测试,并保证可以在后续批量生产中使用。

为了确保车辆电气系统内的不同阻抗不会对后续的批量生产造成任何问题,必须开发针对车辆的测试信号和标准测试脉冲的修改。 

| 汽车电气系统的标准和瞬态脉冲波形

1)ISO 7637是由SAE (汽车工程师协会)规定的汽车电气系统标准和瞬态脉冲测试波形,其中涵盖了独特的功能和使用条件。除此以外,制造商还规定了测试脉冲波形。切换负载或电感时,会在汽车电气系统内产生瞬态脉冲。为了测试抗干扰性,在含有 ISO 7637(脉冲)的直流电源中对它们进行了描述。 根据被测设备连接到电气系统的方式,它可能会受到各种脉冲的影响。 ISO 标准区分了五种不同类型的脉冲(E1 至 E5,请参见图 1 至 5),这些脉冲显示出不同的振幅和持续时间,具体取决于产生它们的方式。

ISO 7637(图 1)中标记为 E1 的脉冲由电感[1]产生,该电感在电池断开连接后并联连接到电子设备[3](例如,座椅或车窗加热器[4])。之后,该电感通过电子系统放电,并产生一个负脉冲,即E1。脉冲的持续时间在微秒范围内。

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图 1:E1 脉冲,例如汽车座椅或窗户加热器

当直流电动机仍在旋转时(例如,刮水器电动机或电动车窗电动机)关闭控制电子装置时,会产生脉冲 E2(见图 2)只要电动机由 于其固有的旋转质量而继续转动,就可以转换为发电机。该脉冲的持续时间也处于微秒范围内,但明显短于脉冲 E1。

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图 2:脉冲 E2,例如挡风玻璃刮水器马达或电动车窗马达

最著名的脉冲是 E3(见图 3,3a:负,3b:正)。当关闭线束中的小寄生电感和电容时,会产生该噪声。开关触点弹跳然后产生快速的瞬态脉 冲。这些是单极性脉冲,可以为负或正,但不能交替。模拟的测试脉冲 3a 和 3b 是纳秒范围内的瞬态脉冲,但与其他脉冲相比仅具有最小的能 量。

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图 3:脉冲 E3,例如当线束中的小电感和小电容关闭时

轿厢启动时产生脉冲 E4(见图 4)。由于起动马达需要大量能量,因此电气系统陷于困境。局部条件也会导致此脉冲发生,并且参数值会发 生很大变化,例如环境温度和机油的粘度会影响发动机的启动过程。脉冲 2b(发动机停机脉冲)也落在该范围内,并且 当交流发电机仍在转动时,关闭汽车电气系统会导致这种情况。尽管不是过电压,但只是短期的汽车电气系统电压,这会再次产生电压。

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图 4:脉冲 E4,例如,在发动机启动时(所谓的“特性启动器电动机曲线”)

如果在交流发电机仍在发电时关闭或断开电池,则会产生脉冲 E5(请参见图 5)。由于电池的低阻抗不再可用,因此会产生直接施加 到电子设备的过电压。 这种断开可能是由于腐蚀引起的电池电缆故障或汽车起步时造成的。这是一个高能量脉冲,持续时间在毫秒范围内。

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图 5:脉冲 E5,例如电池断开,尽管发电机仍在提供能量


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