ISO7637 测试脉冲

现在，是时候揭示我们的汽车试验脉冲秘密了。 这将是有趣的部分。 但是，首先，看看我们的赞助者ISO 7637-1 的一些重要词语。 这些词语是“功能执行状态 分类”和“试验强度级”。 它们是什么意思？ 7637-1 的附件 A定义了“功能 执行状态分类”。 它听起来很复杂，但实际上它只是 在 ISO 试验期间系统及其响应 或性能的分级系统。 您的客户将知道这是什么意思。 不是每个子系统都必须获得最高等级。 因此，最高等级将是状态 I -- 器件或功能在试验期间 或之后按预期运行。 状态 II，它可能在试验期间 有一些问题，但在试验之后自动 恢复正常运行。 状态 III，它在试验期间无法正常运行，并且 在试验之后，它需要某种 重置，例如按重置按钮或将其打开 再关闭。 状态 IV 意味着它在试验期间无法正常运行， 并且需要付出很大的重置努力 才能使它正常工作。 这可能是断开蓄电池或电源线。 这是您的客户将对其系统的 性能进行评级的方式， 以及他们的客户将对其系统的性能进行评级的方式。 不是每个系统都必须始终保持在状态 I。 允许某些系统进入状态 III 或状态 IV。 系统越关键并且与安全 相关，它将越需要 在整个试验期间保持在状态一。 当您与您的客户讨论ISO 7637 瞬态时，您可能 会听到的另一个词语是试验强度级。 我们可以看到有四种不同的强度级。 在该表中，I 和 II被划分在同一组； 试验强度级 III，然后试验强度级 IV。 试验强度级越高，试验的 强度就越大。 请看，这里是试验强度I 和 II 的案例。 仅对其施加了负75 伏的负瞬态， 而 III具有负 112，IV 具有负 150。系统的 功能越重要，试验强度级 可能就越高。 但是，实际值和试验强度级 由与制造商和设备供应商 达成的协议决定。 试验设置条件。 细节很重要，7637 中对其进行了非常 具体的定义。 我们这样做的原因是，当全世界不同的团体、 机构和制造商运行这些试验时， 它们可以运行相同的试验， 并且得出相同的答案。 我是说，它们将定义电力馈送的长度、 高于地平面的高度、电力馈送 之间的距离，其中许多试验 使用人工 RLC 网络作为馈送的一部分。 这有助于对车辆中的实际线束和电力馈送 网络进行仿真。 所有这些中的一个主要特性是 Ri。R1 中的电阻 可以极大地影响试验的强度。 该 Rn电阻越高， 施加瞬态时负载必须 吸收的能量就越小。 源阻抗已指定， 但它可由制造商与买方之间的 协议进行调节。 低 Zi 意味着保护电路必须 吸收更多的能量。 请记住，ISO 7637符合性声明 并不意味着什么，除非还提供了 数据和试验要求。 因为正如您看到的，ISO 7637 对于非常不同的客户意味着非常不同的东西。 作为一个示例，我们来看看这里的一个表， 其中包含脉冲1、2a、3a、3b 负载突降试验和钳制负载突降试验的实际规格限制。 然后，我们在这里有不同的制造商， 它们具有不同的数字。 现在，对于脉冲 1，每个人使用负 100 伏。 BMW、Daimler、GM 和 Ford 都 使用 10 欧姆电阻，而 VW 使用 4 欧姆电阻。 因此存在微小的差异。 但是，对于负载突降，我们主要涉及到试验 A 之类的东西。 Daimler 有 105伏脉冲，Ford 有 60 伏脉冲用于开路， 有 30 伏脉冲用于负载电路。 用于 30 伏脉冲的保护解决方案 比用于 105 伏脉冲的保护 解决方案要便宜很多。 这就是它对于了解客户的特定 7637 要求很关键的原因。 我们将看看这些脉冲。 脉冲 1。 这是对由于电源从电感 负载断开而导致的瞬态的仿真，这些 电感负载与待试验的器件并联。 在这里，左侧有一个正常地 为待试验的器件供应电流的蓄电池， 它与一个电感负载并联。 开关打开。 现在，我们有一个因电感负载的 L(di/dt) 而导致的负瞬态。 因为，请记住，对于电感器，如果它是 负载并且有电流流过它， 当该电流断开时， 该电感器将成为一个电源， 并且电感上的电压极性会反向。 那么，这是一个在顶部具有正电压的负载。 现在，它成为在顶部具有负电压的电源， 该负电压最终会施加到我们 待试验的器件上。 这基本上就是瞬态看起来的样子。 我们看到大量用于定义该瞬态的参数。 7637 中提供了用于 12 和 24 伏系统的标称值，如该表中所示。 所有这些数字的实际值由制造商 与买方达成的协议进行决定。 7637 脉冲 2a，线束电感产生的正脉冲。 现在，这是一个用于对线束中的 杂散电感进行仿真的试验脉冲。 那么，在这里，我们有一个 为负载供电的电源的模型，一个小型原理图。 我们有我们的蓄电池、线束中的一些电感、 位于开关电源侧的 待试验的器件以及位于开关的 负载侧的负载。 当开关打开时，轰隆，我们在待试验的 器件上得到一个正脉冲，因为从为两个 负载馈电所需的电流到仅为一个负载 馈电所需的电流之间 (di/dt) 突然发生变化。 因此，我们的 DUT被施加一个正瞬变。 图 6 中定义了波形。 表 3 定义了该试验脉冲的所有参数的 标称数字。 再说一次，该试验脉冲的实际数字 由制造商与买方之间的 协商进行决定。 脉冲 2b，正电机逐渐停止运转脉冲。 现在，如果我们关闭汽车中的点火开关， 这会关闭电机的电源，该电机可能是挡风玻璃 雨刮电机，甚至可能是车窗电机或散热器 前方或后方运行冷却风扇的风扇电机。 该脉冲组将对此瞬态进行仿真。 我们再次在这里提供了为负载提供电源的 蓄电池的图片。 这里是我们待试验的器件。 我们有一个电机，在本例中是挡风玻璃 雨刮电机。 当我们打开开关时，以前作为负载的 该电机现在变为能源，在总线上施加很大的 电压尖峰，如果没有适当的保护， 这可能会损坏待试验的器件。 因此，我们的电机变为发电机，电力被移除。 这是我们的波形在图 7 中看起来的样子。 可通过调节表 4 中的值 来确定该波形的具体详情。 脉冲 3a，负开关瞬态。 这些仅会针对机械开关发生。 这些用于对机械开关 因短路或打开而形成电弧时的 瞬态进行仿真。 那么，这里是我们系统的图片。 我们有一个待试验器件， 它与电感负载并联， 或与在线束中有一些电感的 负载并联。 当我们打开开关时，我们 不仅在待试验器件上获得负脉冲，而且 在开关打开时会产生电弧。 这是与断弧相关的周期性 电弧。 这会产生电感冲击，从而重新引发电弧， 这些是非常快的脉冲。 您可以看到，我们在五纳秒内获得 高达 300 伏的电压。 这是速度相当快的东西， 因此您需要准备好针对很快的瞬态提供保护。 脉冲 3b。 非常相似的情况，只是现在它是正 开关瞬态，因为当开关打开时， 我们待试验的器件位于开关的 电源侧，而不是 位于开关的负载侧。 开关打开，然后我们在待试验的 器件上得到正脉冲。 又是很高的速度。 对于 24 伏系统，在五纳秒内达到 300 伏。 这些需要进行处理。 拥有 FET 等固态开关的优势之一 是我们不会得到任何此类电弧。 现在我们有冷启动电压降脉冲。 这以前在 7637 中进行了规定，但在 最新修订版中，他们删除了该脉冲 4，转而参考 ISO 16750-2， 冷启动电压降试验。 该试验用于对在使用 起动机电机时产生的电压降进行仿真， 它消耗如此多的电流，以至于它将使蓄电池的 总线电压下降。 这里是我们系统的图片。 我们有一个带内部电阻器的蓄电池。 为方便起见，这里有一个小型电压计。 待测试器件，起动机开关和起动机。 我们关闭开关，您将看到当我们 关闭开关时，会有几百安的 电流流入起动机， 我们的电压从12 伏下降至 4 伏。 当它下降至 4 伏时， 我们需要确保待试验器件能够 容纳足够的能量，或者它将在低至 4 伏的电压下正常工作。 对此，OEM 脉冲通常非常复杂， 但因为这对我们而言实际上是一个 UV 能量阻止问题， 所以它不会对保护造成很大的影响。 它仅意味着我们可能需要 将一个二极管或某种反向电流保护 装置与待试验器件的电力馈送进行串联。 这对我们是一个挑战。 将 DUT 电压保持在该 DUT 的低压 降压之上。。 这是使用这里的T6 进行启动的 标准波形图片。 最低的部分可能是 3 至 5 至 8 伏， 通常，它可能是10 至 50 毫秒。 但对于冷启动电压降，每个 制造商似乎在该波形上 有轻微的差别。 负载突降试验。 这是一个具有挑战性的大型试验。 它所做的是，对在使用一辆 汽车对另一辆汽车的蓄电池进行充电时可能产生的 电压尖峰进行仿真。 如果第二辆汽车的蓄电池电量非常少， 那么第一辆汽车的交流 发电机将非常费劲地输出 很高的电流，以便为电量 耗尽的蓄电池充电。 如果它输出这么高的电流， 然后跨接电缆突然断开， 这可能会导致极高的 (di/dt)， 这如果与交流发电机的电感相结合，可能会 在曲线下产生很高的L，具有很高的能量。 小型系统图。 我们有一个交流发电机。 它不停地旋转，我们连接了 一些跨接电缆，以便为蓄电池充电。 当蓄电池断开连接时，轰隆。 不再有电流流入蓄电池， 交流发电机会产生一个很大的尖峰。 在顶层，我们有两个试验脉冲。 我们有试验 A，其中没有集中 抑制，但有一个高得多的尖峰电压。 然后是试验 B，有集中抑制， 其中实际电压被钳制。 因此，我们不上升到Us 的该尖峰电压， 而是下降到 Us 的低得多的尖峰电压。 现在，更令人激动的 试验之一，反向电压或反向电池试验。 这用于对某人反向连接跨接电缆时 发生的情况进行仿真，即使没有蓄电池也是如此。 该试验不适用于发电机，因为 那里的所有二极管，我们 都知道交流发电机将爆炸。 它不适用于具有不带外部 反极性保护器件的钳制 二极管的端子。 这里是跨接电缆发生故障时的极端情况，此时 一辆汽车在燃烧。 所发生的情况是，我们施加试验 电压一分钟，正负 10%，并确保 不会发生任何无法修复的情况。 理想情况下，将处于状态 II， 此时一切都断开连接 并且蓄电池正确连接，所有系统将按预期运行。 对于 12 伏系统，我们必须施加 14 伏的反向电压。 对于 24 伏系统，我们需要施加 28 伏的反向电压。 那么，现在总结一下我们的ISO 7637 和相关标准。 存在很多标准。 存在国际和区域汽车瞬态 标准。 在要求之间存在很多重叠 和相似性。 试验信号基于现实世界瞬态来源， 凭经验取自以前会损坏我们的 系统的东西。 所有 OEM 供应商都拥有其自己 版本的瞬态标准，但它们都设法实现 与 7637 相同的功能，那就是 定义使它们的系统保持运行 所需的保护要求。 具体的限制 --这很重要 -- 具体的限制由制造商和 供应商决定，这样每个人都能清晰地了解要求的 内容，并且他们不必超安全标准 设计，同时也不会发生设计安全