ISO7637標準
車載電源系統的應用環境比普通電源系統要復雜,因為汽車內的電磁環境較為惡劣。汽車的電氣設備在運行時會產生大量電磁干擾,這些干擾的頻帶很寬,通過傳導、耦合或者輻射的方式,傳播到電源系統內,進而影響到電子設備的正常工作。最惡劣的情況往往是由于車輛自身產生的干擾所產生的,如點火系統、發電機及整流器系統的干擾脈沖。國際標準ISO7637針對道路車輛及其掛車內通過傳導和耦合引起的電干擾,提出了沿電源線的電瞬態傳導及測試方法,適用于12V或24V的電氣系統車輛。
ISO7637對汽車電子設備在電源上的抗擾度要求,規定了5種測試脈沖。其中,脈沖1用來模擬并聯的感性負載在斷電時所產生的瞬態干擾,如關燈或電喇叭等操作。脈沖2a模擬正常工作時某一并聯負載突然斷開產生的瞬變干擾,屬于速度偏快和能量較小的正脈沖干擾。脈沖2b模擬點火被切斷的瞬間,直流電動機變成發電機工作,并由此所產生的瞬變現象,屬于低速和高能量的脈沖干擾。脈沖3a/3b模擬各種開關閉合和打開過程中所產生的干擾,是一系列高速、低能量的小脈沖群。脈沖4模擬車上大電流負載啟動所造成的電壓跌落現象。脈沖5則模擬拋負載引起的大能量脈沖干擾。
電源電路具體設計
對整機系統來說,必須有針對性地對電源進行凈化處理。除了對干擾源的消除,最重要的是必須提升電源系統的抗干擾能力。常用的提升電源系統的抗干擾能力的方法包括:用吸收法進行尖峰濾除,以消除正脈沖干擾,采用的器件可以是熱敏電阻、TVS管等;對于負脈沖,可以采用增加電容容量,利用蓄能抵抗干擾。對于電源跌落干擾,可以增加電源的濾波電容,在滿足成本和性能指標要求的同時,盡量選用寬壓輸入范圍的電源芯片。
針對ISO7637對汽車電子設備在電源上的抗擾度要求,這里給出一個合理的12V電源系統方案,系統框圖如圖1所示。
方案測試
ISO7637的第二部分對沿電源線的傳導和耦合引起的電干擾給出了具體的測試方法。對于測試結果, 通常按以下標準術語來對設備的抗擾性能力進行描述。
A 級:被測試裝置或系統在施加干擾過程中及干擾撤除后, 能執行其預先設計的所有功能。
B 級:被測試裝置或系統在施加干擾過程中, 能執行其預先設計的所有功能, 然而, 可能有一項或多項指標超出規定的偏差。 干擾消除后, 所有功能自動恢復到正常工作。
C 級:被測試裝置或系統在施加干擾過程中, 不執行其預先設計的一項或多項功能, 但在停止施加干擾之后能自動恢復到正常操作狀態。
D 級:被測試裝置或系統在施加干擾過程中, 不執行其預先設計的一項或多項功能, 干擾消除后, 通過外部復位動作, 可恢復到正常操作狀態。
E 級:被測試裝置或系統在施加干擾過程中及干擾消除后, 不能執行其預先設計的一項或多項功能, 且復位也不能使被測試裝置或系統恢復正常操作, 必須進行維修(即硬件發生損壞) 。
針對不同的車載電子設備,各個汽車廠商對測試設備抗擾性能力等級要求各不相同。
EA-7637-2 汽車電子瞬態傳導干擾模擬器
對車載DVD,收音系統,要求至少為C級,對車身控制,報警設備等為A級。 一般而言,至少都是C級或以上。本方案應用于我們自行設計的車載DVD影音系統,并在上海計量所進行了ISO7637的5類脈沖測試。測試的結果表明,該方案是可靠的,影音系統的抗擾能力至少達到B級。
提升車載電源的抗干擾能力對整個車載電子設備的穩定工作至關重要, 在硬件設計上要綜合考慮 ISO7637 模擬的各種干擾。 軟件設計上要具有消除干擾所引起的整機系統記憶丟失的能力。硬件設計與軟件設計很好的結合,才能更好地提升整個系統的抗干擾能力。
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