AMETEK ISO 7637測試系統(tǒng)瞬態(tài)發(fā)射等級和瞬態(tài)抗擾度能力測試
AMETEK CTS ISO 7637測試系統(tǒng)對汽車電子零部件瞬態(tài)發(fā)射等級和瞬態(tài)抗擾度能力進行測試,滿足 ISO 7637-2、ISO 7637-3標準以及各車廠的測試要求。該系統(tǒng)集成了ISO 7637瞬態(tài)抗擾度測試儀、瞬態(tài)發(fā)射測試儀及電池模擬器。適用于各大車廠針對各種汽車電子設備的瞬態(tài)測試。
汽車電子瞬態(tài)抗擾度測試系統(tǒng)以NSG 5500測試主機、+ ARB Option任意波發(fā)生器測試主機為核心,配合Teseq的MT 5511微脈沖發(fā)生器、拋負載發(fā)生模塊LD 5550以及PA 5840功率放大器和容性耦合鉗、電流注入鉗等附件,利用AutoStar 7全自動測試軟件,實現相應的ISO 7637-2瞬態(tài)抗擾度測試。
• 模塊化設計,采用 GEMINI結構
• 符合ISO 7637-2/ ISO 7637-3標準要求和大多數車廠測試要求
• PA 5840提供高達150kHz帶寬的頻率響應
• 具備波形克隆(Clone)功能,可克隆波形頻率范圍DC-500kHz
• 真正的任意波形發(fā)生系統(tǒng)
• 微中斷測試模塊能夠滿足微中斷測試,開關時間小于1us。中斷持續(xù)時間最小達1us
• 具有被測品電壓和電流實時監(jiān)控和自動補償功能
• 通過擴展可以滿足SAE和FORD、GM標準中要求的磁場測試和低頻傳導正弦波的測試功能
• 具有系統(tǒng)緊急開關和人體安全保護裝置
• 可以擴展到4通道同步信號輸出功能,可以滿足FORD CI230等試驗的特殊要求
• 測試系統(tǒng)帶載能力強:能夠提供直流100A的供電能力
• 可實現自由編程,各種復雜波形輕松實現
AMETEK CTS這套7637系統(tǒng)是屬于可以盲選的,國內諸多汽研機構和整車廠都在用,測測不夸張的講:
Load dump,“拋負載”,是指斷開電源與負載的瞬間,由于負載突變而引起電源電壓急劇的變化,拋負載可能引起兩類問題:
1、對設備的供電失效
2、感性發(fā)電機產生大電壓尖峰
在汽車電子領域,拋負載是指在蓄電池充電時,斷開發(fā)電機與蓄電池的連接而引起發(fā)電機輸出大電壓尖峰,從而使得其它連接到發(fā)電機電源的設備受到破壞的威脅。在交流發(fā)電機內部包含感性線圈和整流器,在對蓄電池進行大電流充電時,這時如果突然斷開蓄電池,由于感性器件的電流無法突變,將引起交流發(fā)電機輸出電壓急劇上升,此電壓尖峰可能高達120V,并需要持續(xù)400ms 后消退。
拋磚引玉過后,今天測測要講的就是汽車電子系統(tǒng)中常見有害的電源瞬態(tài)情況。
電源線上面的瞬態(tài)浪涌主要來源于電感的能量釋放,前置動作是開關的閉合或打開。電感可能是來源于感性的負載、線路雜散電感等。這個電感,是真實存在電路中的。對于這些常見的浪涌,工程師們在實踐中逐漸總結出幾種比較有代表性的浪涌波形,形成了一整套測試或驗證的標準。
汽車電子電源線上的瞬態(tài)浪涌波形有:Pulse 1、2a、2b、3a、3b、4、5a、5b。最開始這八類波形都歸納到ISO 7637-2標準中,而后在2011年把Pulse 4、5a、5b這三類歸為ISO 16750-2中。下面,測測將針對這八種波形逐一介紹。
7637-2/16750-2的波形
“有哪些波形?。俊薄皠e著急,往下看??!”
雖然很多工程師都能把ISO 7637-2說的頭頭是道,但是測測就不相信你們能一個個波形畫出來,不管怎么樣,別搶我的戲份,現在請讓我發(fā)揮——
「Pulse 1」
Pulse 1浪涌波形是用來模擬產品與感性負載并聯(lián)時,若供電突然斷開,感性負載兩端電壓會反向施加到產品供電端,需要依靠產品供電處的防反電路去承受。
Pulse 1 定義與感性負載并聯(lián)的電子設備在電源收到干擾時的浪涌波形。電源從正常工作電壓降到0V,在100us之后施加衰退時間為2ms,尖峰值-150V的負脈沖,測試Setup中包括10Ω串阻以限制負脈沖的能量。
「Pulse 2a」
Pulse 2a浪涌波形是用來模擬供電線束上的雜散電感。由于并聯(lián)的某個負載斷開,造成供電處線束雜散電感中電流變化,進而產生一個正的電壓疊加到供電處,這個就需要產品供電端口存在浪涌鉗位器件。
Pulse 2a定義電流瞬間注入待測電子設備引起正電壓尖峰。當電子設備突然停止吸收電流時,存在線束中的電流由于感性不能突變,因此形成電壓尖峰。電源從正常工作電壓在1us內上升到112V,持續(xù)0.05ms,測試Setup中包括 2Ω 串阻以限制電壓尖峰的能量。
「Pulse 2b」
Pulse 2b浪涌波形是用來模擬產品與直流電機并聯(lián)時,當供電斷開后,直流電機就等效成了發(fā)電機,產生了一個正向的電壓施加到供電處,有點像能量回收。
Pulse 2b定義關閉點火器,使用直流電機作為電源時發(fā)生的狀況,例如汽車熄火后加熱器仍在工作,在自身停止旋轉前,鼓風機電機可以在短時間內為系統(tǒng)提供直流電源。電源從正常電壓在1ms內降低到0V,持續(xù)1ms升高至10V,最終再緩慢下降到0V。
「Pulse 3a&3b」
Pulse 3a浪涌波形與Pulse 1相似,當電源開關為機械開關時,斷開后由于拉弧而引起的周期性的浪涌沖擊,幅值正負都有,速度很高。
Pulse 3b浪涌波形與Pulse 2a類似,模擬電源開關為機械開關時,斷開后由于拉弧而引起的周期性的浪涌沖擊,速度很高。
Pulse 3a&3b定義開關和繼電器在操作過程中電弧放電引起的正/負電壓尖峰。測試Setup中包括50Ω串阻以限制電壓尖峰的能量。
「Pulse 4」
Pulse 4浪涌波形是模擬起動機上電啟動時,由于存在很大的沖擊電流,造成線路上存在很大的壓降,進而造成產品供電處的電壓波動,說白了就是低壓啟動問題。
「Pulse 5a&5b」
Pulse 5a/5b浪涌波形,就是最一開頭提及的拋負載Load Dump,也是能量大的浪涌波形。Pulse 5a/5b波形是模擬交流發(fā)電機給電池充電時,電流很大,如果意外造成電池斷開,那么交流發(fā)電機的輸出電壓會急劇上升,施加到產品供電處。
Pulse 5a和Pulse 5b浪涌波形區(qū)別在于,5b波形是假設產品外部存在一個鉗位保護器件(鉗位到35V);而5a波形則沒有,所有浪涌能量都需要產品本身來抵抗對于Pulse 5a。
另外從兩個標準的角度來看,ISO 16750-2定義的上升沿為10% (US-UA)到90%(US-UA),而ISO 7637-2定義的是10%US到90%US;對于Pulse 5b,ISO 16750-2 和ISO 7637-2在US和US*的上升時間tr有細微的差別。
在拋負載測試中,ISO 16750-2與ISO 7637-2的區(qū)別在于,ISO 16750-2要求在10分鐘內,每隔1分鐘對DUT打一次拋負載電源測試波形,而ISO 7637-2只要求測試一次。
「ISO 16750-2過電壓」
對于12V系統(tǒng),
第一種是T= (Tmax-20°C)試驗,模擬發(fā)電機調節(jié)器失效引起發(fā)電機輸出電壓上升到高于常規(guī)供電電壓。測試前,在熱空氣加熱箱中將DUT加熱到T= (Trnax-20°C)。再用18V±0.2V向DUT的所有相關輸入供電,持續(xù)60min±10%。
第二種是室溫試驗,模擬跳變起動,確定DUT處于穩(wěn)定的室溫溫度。用24V±0.2V向DUT的所有相關輸入供電60min±10%。
對于24V系統(tǒng),
T= (Tmax-20°C)試驗,模擬發(fā)電機調節(jié)器失效的條件。在熱空氣加熱箱中將DUT加熱到T= (Trnax-20°C)。用36V±0.2V向DUT的所有相關輸入供電60min±10%。
「ISO 16750-2疊加交流電壓」
測試模擬直流供電下的紋波電壓。ISO 16750-2定義測試不同的AC電壓峰峰值1V/2V /4V,分別對應不同的嚴酷度(依次1/4/2,嚴酷度3僅針對24V電源系統(tǒng)),掃描頻率50Hz~25kHz,疊加交流電壓后的電源電壓峰值為16V ,電源內阻50mΩ~100mΩ。
「ISO 16750-2供電電壓的緩升緩降」
供電電壓緩升緩降是模擬蓄電池逐漸放電和充電的過程。測試過程中同時對DUT有效輸入端進行下列試驗,按(0.5±0.1)V/min 的線性變化率或步長不大于25mV,將供電電壓由Umax降到0V,然后從0V升到Umax。緩升緩降過程不要求DUT可以一直正常地工作,但要求設備在這種狀況下不至于損壞,并在供電恢復正常時繼續(xù)工作。
「ISO 16750-2電壓瞬態(tài)變化」
電壓瞬態(tài)變化,相比于緩升緩降的電壓值變化更加迅速,包括了以下幾點:
1、電壓中斷,供電電壓瞬時下降時,模擬另一電路內的常規(guī)熔斷器元件熔化時造成的影響。
針對12V系統(tǒng),
針對24V系統(tǒng),
2、電壓微跌重置,檢驗在不同的電壓微跌下DUT的復位性能,適用于具有重置功能的設備。(例如,裝有一個或多個微控制器的設備)。
供電電壓從Umin降5%到0.95Umin。保持該電壓5s。電壓上升到Umin。至少保持10s并進行功能試驗。然后電壓降至0.9Umin,重復做一遍試驗。繼續(xù)按上圖所示,以Umin的5%為一級直到0V。然后再將電壓升到Umin。
3、啟動輪廓,檢查電源不穩(wěn)和不穩(wěn)之后的DUT動作情況,一般是汽車啟動前和啟動后的特性。
標準要求測試10次,每次循環(huán)間隔1~2s。詳細測試規(guī)范定義不同應用對應四個測試等級,不同等級的電壓值和持續(xù)時間略有差別。
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