ISO7637標(biāo)準(zhǔn)
車載電源系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境比普通電源系統(tǒng)要復(fù)雜,因為汽車內(nèi)的電磁環(huán)境較為惡劣。汽車的電氣設(shè)備在運(yùn)行時會產(chǎn)生大量電磁干擾,這些干擾的頻帶很寬,通過傳導(dǎo)、耦合或者輻射的方式,傳播到電源系統(tǒng)內(nèi),進(jìn)而影響到電子設(shè)備的正常工作。最惡劣的情況往往是由于車輛自身產(chǎn)生的干擾所產(chǎn)生的,如點(diǎn)火系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)及整流器系統(tǒng)的干擾脈沖。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO7637針對道路車輛及其掛車內(nèi)通過傳導(dǎo)和耦合引起的電干擾,提出了沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)及測試方法,適用于12V或24V的電氣系統(tǒng)車輛。
ISO7637對汽車電子設(shè)備在電源上的抗擾度要求,規(guī)定了5種測試脈沖。其中,脈沖1用來模擬并聯(lián)的感性負(fù)載在斷電時所產(chǎn)生的瞬態(tài)干擾,如關(guān)燈或電喇叭等操作。脈沖2a模擬正常工作時某一并聯(lián)負(fù)載突然斷開產(chǎn)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(diǎn)火被切斷的瞬間,直流電動機(jī)變成發(fā)電機(jī)工作,并由此所產(chǎn)生的瞬變現(xiàn)象,屬于低速和高能量的脈沖干擾。脈沖3a/3b模擬各種開關(guān)閉合和打開過程中所產(chǎn)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(fù)載啟動所造成的電壓跌落現(xiàn)象。脈沖5則模擬拋負(fù)載引起的大能量脈沖干擾。
電源電路具體設(shè)計
對整機(jī)系統(tǒng)來說,必須有針對性地對電源進(jìn)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(tǒng)的抗干擾能力。常用的提升電源系統(tǒng)的抗干擾能力的方法包括:用吸收法進(jìn)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(fù)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(biāo)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(shè)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(tǒng)方案,系統(tǒng)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(dǎo)和耦合引起的電干擾給出了具體的測試方法。對于測試結(jié)果, 通常按以下標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語來對設(shè)備的抗擾性能力進(jìn)行描述。
A 級:被測試裝置或系統(tǒng)在施加干擾過程中及干擾撤除后, 能執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的所有功能。
B 級:被測試裝置或系統(tǒng)在施加干擾過程中, 能執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的所有功能, 然而, 可能有一項或多項指標(biāo)超出規(guī)定的偏差。 干擾消除后, 所有功能自動恢復(fù)到正常工作。
C 級:被測試裝置或系統(tǒng)在施加干擾過程中, 不執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的一項或多項功能, 但在停止施加干擾之后能自動恢復(fù)到正常操作狀態(tài)。
D 級:被測試裝置或系統(tǒng)在施加干擾過程中, 不執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的一項或多項功能, 干擾消除后, 通過外部復(fù)位動作, 可恢復(fù)到正常操作狀態(tài)。
E 級:被測試裝置或系統(tǒng)在施加干擾過程中及干擾消除后, 不能執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的一項或多項功能, 且復(fù)位也不能使被測試裝置或系統(tǒng)恢復(fù)正常操作, 必須進(jìn)行維修(即硬件發(fā)生損壞) 。
針對不同的車載電子設(shè)備,各個汽車廠商對測試設(shè)備抗擾性能力等級要求各不相同。
EA-7637-2 汽車電子瞬態(tài)傳導(dǎo)干擾模擬器
對車載DVD,收音系統(tǒng),要求至少為C級,對車身控制,報警設(shè)備等為A級。 一般而言,至少都是C級或以上。本方案應(yīng)用于我們自行設(shè)計的車載DVD影音系統(tǒng),并在上海計量所進(jìn)行了ISO7637的5類脈沖測試。測試的結(jié)果表明,該方案是可靠的,影音系統(tǒng)的抗擾能力至少達(dá)到B級。
提升車載電源的抗干擾能力對整個車載電子設(shè)備的穩(wěn)定工作至關(guān)重要, 在硬件設(shè)計上要綜合考慮 ISO7637 模擬的各種干擾。 軟件設(shè)計上要具有消除干擾所引起的整機(jī)系統(tǒng)記憶丟失的能力。硬件設(shè)計與軟件設(shè)計很好的結(jié)合,才能更好地提升整個系統(tǒng)的抗干擾能力。
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