【導(dǎo)讀】汽車電子的概念自從提出以來，便一下子成為了熱門話題。人們的想法都是想將汽車變得更智能，更安全，更舒適。因此，越來越多的人對其的關(guān)注度也在逐漸上升。在2014安防電子技術(shù)研討會第十七屆電路保護(hù)與電磁兼容技術(shù)研討會上，來自泰斯特電子的胡工為我們帶來了最新的分析。
現(xiàn)階段車載電子設(shè)備越來越多，其中很多電子設(shè)備用于保證車輛的安全行駛。車輛在高速行駛過程中，車載電子設(shè)備因?yàn)橥饨绺蓴_發(fā)生故障、不正常工作；容易引發(fā)嚴(yán)重的交通故障，容易照成人員生命財(cái)產(chǎn)損失。車載電子設(shè)備受到的干擾，很多都是車輛運(yùn)行過程中，自身設(shè)備產(chǎn)生的干擾影響到另一個電子設(shè)備。
適用標(biāo)準(zhǔn)：ISO 16750.2:2012《道路車輛--電氣和電子設(shè)備的環(huán)境條件和試驗(yàn)--第2部分:電力負(fù)荷》。后面我會講到這個標(biāo)準(zhǔn)有哪些變更。這個是標(biāo)準(zhǔn)最新的變化。這個標(biāo)準(zhǔn)也不是強(qiáng)制的，是推薦的。很多人認(rèn)為是推薦的，我就不用測試了，是不是可以？不可以。因?yàn)槭瞧嚵悴考悴考泻芏嚯娮釉O(shè)備，零部件不過的話，怎么保證整車的安全，所以對于零部件還是要求你，我在要求你的時候依據(jù)是什么，國標(biāo)推薦的標(biāo)準(zhǔn)。汽車零部件基本上都是以推薦來建議大家做這件事，沒有強(qiáng)制。因?yàn)楹罄m(xù)的出現(xiàn)法律責(zé)任，汽車出現(xiàn)一些故障或者因?yàn)槟承┰骷驗(yàn)橐粋€干擾造成車輛沒法使用，嚴(yán)重的就發(fā)生了人員傷亡。標(biāo)準(zhǔn)有哪些變化？
道路車輛電氣和電子設(shè)備電氣載荷測試項(xiàng)目：1.直流供電電壓。2.過電壓（極溫極壓）。3.疊加交流電壓。4.供電電壓緩降和緩升。5.供電電壓中斷。6.拋負(fù)載。7.反向電壓。8.參考接地和供電偏移。9.開路試驗(yàn)。10.短路保護(hù)。11.耐電壓。12.絕緣電阻。
為什么要加一個等級判定？大家都知道，做試驗(yàn)，做完了，沒有判定依據(jù)，我怎么知道這個產(chǎn)品是合格的還是不合格的，所以一定要有判定依據(jù)，這是前提。A級是最好的，A級：試驗(yàn)中和試驗(yàn)后，裝置/系統(tǒng)所有功能滿足設(shè)計(jì)要求。B級放松一點(diǎn)，B級：試驗(yàn)中裝置/系統(tǒng)所有功能滿足設(shè)計(jì)要求，但允許有一個或多個超出規(guī)定允差。試驗(yàn)后所有功能應(yīng)該自動恢復(fù)到規(guī)定限值。存儲器功能應(yīng)符合A級。C比B低一個等級。B是在一個范圍內(nèi)，C是超過了這個范圍了。C級：試驗(yàn)中裝置/系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設(shè)計(jì)要求，但試驗(yàn)后所有功能能自動恢復(fù)到正常運(yùn)行。D比C低一個等級了，D級：試驗(yàn)中裝置/系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設(shè)計(jì)要求且試驗(yàn)后不能自動恢復(fù)到正常運(yùn)行，需要對裝置/系統(tǒng)通過簡單操作重新激活。汽車有E等級，沒辦法恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。E級：試驗(yàn)中裝置/系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設(shè)計(jì)要求且試驗(yàn)后不能自動恢復(fù)到規(guī)定運(yùn)行，需要對裝置/系統(tǒng)進(jìn)行修理或更換。
下面講測試的一個項(xiàng)目，1.直流供電電壓，目的：檢驗(yàn)受試設(shè)備在最低和最高供電電壓范圍內(nèi)的功能。試驗(yàn)方法：將規(guī)定設(shè)置的電壓施加在DUT的所有相關(guān)輸入端。施加電壓與ISO16750.4規(guī)定的工作溫度范圍有關(guān)，不受時間限制。所有DUT的功能應(yīng)符合ISO16750.1定義的A級。
[page]
這個是過電壓測試。目的：模擬發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器失效引起的發(fā)電機(jī)輸出電壓上升到高于正常電壓。試驗(yàn)方法：12V系統(tǒng)：a.在加熱箱中將DUT加熱到T= (Tmax-20℃)。向DUT所有相關(guān)輸入端施加18 V 的電壓，持續(xù)60 min。功能狀態(tài)至少應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的C級。必要時可要求達(dá)到更嚴(yán)酷的A級。b.確保DUT在室溫下處于穩(wěn)定狀態(tài)。向DUT所有相關(guān)輸入端施加24V的電壓，持續(xù)(60±6)s。能狀態(tài)至少應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的D級，必要時可要求達(dá)到更嚴(yán)酷的B級。 下面有一個列表。
3.疊加交流電壓，這個比較簡單一點(diǎn)。目的：模擬直流供電時的紋波電壓。試驗(yàn)方法：同時對DUT的所有相關(guān)輸入（連接）端。按下列規(guī)定的嚴(yán)酷度1、2、3或4進(jìn)行試驗(yàn)：功能狀態(tài)應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的A級。這里列出來給大家看一下，不同的零部件、元器件的要求是不一樣的。
4.供電電壓緩降和緩升。目的：模擬蓄電池逐漸放電和充電。試驗(yàn)方法：同時對DUT有效輸入端進(jìn)行試驗(yàn)。以(0.5 ± 0.1) V/min速率將供電電壓由最小供電電壓USmin降到0 V ，然后從0 V 升到USmax，線性變化范圍（0.5 ±0.1）V/min，或步長不大于25mV。在下表的供電電壓范圍內(nèi)的功能狀態(tài)應(yīng)符合A級。供電電壓范圍之外，功能狀態(tài)至少應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的D級。必要時可要求達(dá)到更嚴(yán)酷的C級。
5.供電電壓中斷。5.1 供電電壓瞬時跌落。目的：模擬另一電路內(nèi)的常規(guī)熔斷器元件熔化時造成的影響.試驗(yàn)方法：將試驗(yàn)脈沖同時加到DUT的相關(guān)輸入（連接）端。上升和下降時間應(yīng)不超過 10 ms。要求：功能狀態(tài)應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的B級。經(jīng)協(xié)商可選擇其他等級。
5.2對電壓驟降的復(fù)位性能。目的：用于檢驗(yàn)在不同的電壓驟降下DUT的復(fù)位性能。適用于具有復(fù)位功能的設(shè)備，例如，裝有微控制器的設(shè)備。試驗(yàn)方法：對DUT的相關(guān)輸入（連接）端同時施加試驗(yàn)脈沖，檢查DUT的復(fù)位性能。供電電壓以5 %梯度從USmin 降到 0.95 USmin。保持5 s。再上升到USmin 。至少保持10 s并進(jìn)行功能試驗(yàn)。然后將電壓降至0.9 USmin等等。按圖6所示以USmin的5%梯度繼續(xù)進(jìn)行直到降到0V，然后再將電壓升到USmin。要求：功能狀態(tài)應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的C級。圖形是這種，第一次降5%以后，電壓升到100%，第二次是10%，第三次15%。
5.3啟動特性。目的：用于檢驗(yàn)DUT在車輛啟動時和啟動后的特性。 實(shí)驗(yàn)方法：按圖7及表3或表4給出的啟動特性參數(shù)同時加到DUT的相關(guān)輸入（連接）端，共進(jìn)行10次。建議啟動循環(huán)之間間隔1s-2s。要求：在車輛啟動期間工作的有關(guān)DUT功能應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的A級，其他按表3和表4確定。
后面有個表，這一個整個廠家會有嚴(yán)格的要求，這個會有變化，這個變化是有依據(jù)的，就是這個表格，每個參數(shù)值的變化是怎么定義的，到了最低值再上升，這個沒有測試要求，知道這個圖形實(shí)際中會碰得到。這是啟動電壓曲線。這是12V系統(tǒng)參數(shù)。這里面有一個備注，前面提到的最低電壓和最高電壓有一個表，最低電壓、最高電壓里面對應(yīng)的一個判定等級要達(dá)到A等級和B等級，不同的測試，這個是產(chǎn)品要達(dá)到的性能。這是24V系統(tǒng)參數(shù)。同樣的有A和B等級，A后面對應(yīng)的a、b、c、d，它要滿足的性能等級。
6.拋負(fù)載。分為兩個，集中拋負(fù)載和無集中拋負(fù)載。目的：模擬拋負(fù)載瞬態(tài)現(xiàn)象。即模擬在斷開電池（虧電狀態(tài)）的同時，交流發(fā)電機(jī)正在產(chǎn)生充電電流，而發(fā)電機(jī)電路上仍有其它負(fù)載時產(chǎn)生的瞬態(tài)。這一塊是經(jīng)常會遇到的，空調(diào)也會開也會關(guān)，這種情況是最多，而且產(chǎn)生的功率比較大，很容易燒壞電子設(shè)備。試驗(yàn)方法： 無集中的拋負(fù)載抑制。無集中拋負(fù)載抑制交流電機(jī)的脈沖波形和參數(shù)，同時加到DUT的相關(guān)輸入（連接）端。建議啟動循環(huán)1 min至少10次。有集中的拋負(fù)載抑制。有集中拋負(fù)載抑制交流電機(jī)的脈沖波形和參數(shù)，同時加到DUT的相關(guān)輸入（連接）端。建議啟動循環(huán)1 min至少5次 。要求：功能應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的C級。
這是原理圖，這邊是我的一個產(chǎn)品。這個是電池，這邊有一個電子設(shè)備，這里是一個發(fā)電機(jī)。電子設(shè)備會不會燒，看脈沖干擾行不行。大家會覺得拋負(fù)載的故障特別多，各種現(xiàn)象不一樣，確實(shí)有很多復(fù)雜的，這一塊會等效到設(shè)備上面，不同設(shè)備差異很大，因?yàn)橥瑯拥囊粋€功率上面，這里有一個電壓會產(chǎn)生一個電流，設(shè)備的內(nèi)流不一樣，對于產(chǎn)品的負(fù)載產(chǎn)生的干擾是不一樣的。這個是無集中拋負(fù)載的波形，這個是集中拋負(fù)載的波形。這個是額定電壓12V和24V系統(tǒng)無集中的拋負(fù)載抑制脈沖波形。在應(yīng)用拋負(fù)載時，對發(fā)電機(jī)的動力性能的基本考慮如下：
1. 在拋負(fù)載的情況下，交流發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻主要取決于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和激勵電流。
2. 拋負(fù)載試驗(yàn)脈沖發(fā)生器的內(nèi)阻Ri 應(yīng)從下列關(guān)系式計(jì)算得出：
式中：
Unom——發(fā)電機(jī)的額定電壓；
Irated——交流發(fā)電機(jī)6000 轉(zhuǎn)/分時的規(guī)定電流（與ISO8854 所給值相同）；
Nact——交流發(fā)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速（單位：轉(zhuǎn)/分）。
3.脈沖由下列因素確定：峰值電壓Us，箝位電壓Us*，內(nèi)阻Ri，脈沖寬度td 。在任何情況下，Us 的值越小，對應(yīng)的Ri 和td 的值也越小；Us 的值越大，對應(yīng)的Ri 和td 的值越大。
[page]
本試驗(yàn)是模擬拋負(fù)載瞬態(tài)現(xiàn)象。即模擬在斷開電池（虧電狀態(tài)）的同時，交流發(fā)電機(jī)正在產(chǎn)生充電電流（編注：發(fā)電機(jī)正在給電池充電，而電池突然斷開/如保險(xiǎn)絲突斷），而發(fā)電機(jī)電路上仍有其它負(fù)載時產(chǎn)生的瞬態(tài)；拋負(fù)載的幅度取決于斷開電池連接時，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和發(fā)電機(jī)的勵磁場強(qiáng)的大小。拋負(fù)載脈沖寬度主要取決于勵磁電路的時間常數(shù)和脈沖幅度。大多數(shù)新型交流發(fā)電機(jī)內(nèi)部，拋負(fù)載幅度由于增加限幅二極管而受到抑制（箝位）。
拋負(fù)載可能產(chǎn)生的原因是：因電纜腐蝕、接觸不良或發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時，有意斷開與電池的連接。
試驗(yàn)脈沖發(fā)生器驗(yàn)證程序
在試驗(yàn)電平100V，脈沖寬度400ms，Ri=2Ω的電源內(nèi)阻轉(zhuǎn)化成2Ω的終端電阻下進(jìn)行脈沖校準(zhǔn)。2Ω的終端電阻為最佳值（沒有因電纜和連接器引起的損耗的影響）。
改善裝置電磁兼容性的一般技術(shù)。
裝置的抗擾性可以通過采用:二極管，齊納二極管，變阻器，電容器，抑制濾波器，阻尼電阻等方法得到改善。這些抑制元件應(yīng)連接到可能接收瞬態(tài)騷擾的端子。此外，正確選擇安裝位置和連接也可以改善抗擾性。
7.反向電壓。目的：模擬使用輔助啟動裝置時檢驗(yàn)DUT對蓄電池反向連接的抵御能力。試驗(yàn)不適于：交流發(fā)電機(jī) 或帶有鉗位二極管而沒有外部反極性保護(hù)裝置的繼電器。
試驗(yàn)方法：按實(shí)車連接并給DUT接上熔斷器,不帶交流發(fā)電機(jī)和蓄電池。從下列情況中選擇適合的反向電壓同時施加到所有相關(guān)的電源端子上。
1.如果DUT用于未接熔斷器的交流電路，且整流二極管能耐受反向電壓60s，則對UN = 12 V系統(tǒng)用4 V的反向試驗(yàn)電壓同時施加到DUT所有相關(guān)的電源輸入（端子）上持續(xù)（60 ± 6）s。本試驗(yàn)不適用24V系統(tǒng)。
2.除上述情況外，用試驗(yàn)電壓UA (12V系統(tǒng)，UA=14V; 24V系統(tǒng)，UA=28V) 反向同時施加到DUT有效輸入端子上持續(xù)（60 ± 6）s。
要求：恢復(fù)正常的熔斷器連接后，功能狀態(tài)應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的A級。
8.參考接地和供電偏移。目的：存在兩條或多條供電線路時，本試驗(yàn)用于檢驗(yàn)組件的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)情況。比如一個組件的電源接地與信號接地的參考點(diǎn)可能不在同一回路中。
試驗(yàn)方法：模擬實(shí)車應(yīng)將所有連接到輸入和輸出典型負(fù)荷或網(wǎng)絡(luò),對DUT供給電壓UA 使其正常工作。接地/供電偏移試驗(yàn)適用于接地/供電線路。供電偏移分別按次序應(yīng)用于每條接地/供電線路以及各個接地/供電線路之間。所有DUT的偏移電壓為(1.0± 0.1) V。
1.對DUT提供電壓 UA
2.對DUT的接地/供電線路進(jìn)行接地/供電線路電壓偏移。
3.在該條件下進(jìn)行功能試驗(yàn)。
4.按不同接地/供電組合重復(fù)測試c)的內(nèi)容
要求：所有功能狀態(tài)應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的A級： 即DUT沒有故障或閂鎖效應(yīng)。
9.開路試驗(yàn)。9.1單線斷開。目的：用于模擬一根線連接斷開的電路條件 。不是對連接器的試驗(yàn)。
試驗(yàn)方法：連接并運(yùn)行DUT。斷開DUT/系統(tǒng)接口的一條電路，然后恢復(fù)連接。觀察裝置斷路期間和其后的情況。在DUT/系統(tǒng)接口的每條電路分別重復(fù)進(jìn)行。
1.斷開時間：(10 ± 1) s。
2.開路阻抗：≥ 10MΩ。
要求：功能狀態(tài)應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的C級。
10.短路保護(hù)。目的：用于模擬裝置的輸入或輸出端電路短路。試驗(yàn)方法：信號電路：
DUT所有相關(guān)輸入和輸出端，依次連接到USmax (見表 1 和表 2)、地，各持續(xù)60 s±10 %；其它輸入和輸出端保持開路或協(xié)商處理（除供需雙方有協(xié)定，所有不使用的輸入端保持開路）。
1.連接電源端子和接地端子；
2.激活輸出；
3.停止輸出；
4.切斷電源。
[page]
要求：功能狀態(tài)應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的C級。10.2.2負(fù)載電路
連接DUT到電源，負(fù)載電路處于工作狀態(tài)。試驗(yàn)持續(xù)時間按ISO 8820（額定熔斷時間）的有關(guān)部分，可高出上限10 %。如使用熔斷器外的其他保護(hù)（例如，電子保護(hù)），試驗(yàn)持續(xù)時間應(yīng)由生產(chǎn)商和用戶商定。
要求：所有電子保護(hù)輸出端應(yīng)確保能承受短路電流且在切斷短路電流后能恢復(fù)到正常工作（最低級到ISO16750.1定義的C級）。
所有常規(guī)熔斷器保護(hù)輸出端應(yīng)能承受短路電流且在熔斷器替換后能恢復(fù)到正常工作（最低級到ISO16750.1定義的D級）。
DUT材料符合UL94-V0（參見附錄C）的可燃性要求，所有無保護(hù)輸出端可以被試驗(yàn)電流燒壞（功能狀態(tài)為ISO16750.1定義的E級）。
11.耐電壓。目的：用于保證電介質(zhì)的絕緣耐壓能力。本試驗(yàn)僅對含有電感元件（例如，繼電器，電機(jī)，線圈）或連接到電感負(fù)載電路的系統(tǒng)/組件有要求。
過電壓通過電場引起DUT部件間的漏電流，可能對絕緣性能帶來負(fù)面影響。本試驗(yàn)著重于絕緣系統(tǒng)并檢驗(yàn)絕緣材料承受因斷開感性負(fù)載產(chǎn)生高電壓的能力。
試驗(yàn)方法：
1.按ISO16750.4進(jìn)行濕熱循環(huán)試驗(yàn)。
2.將系統(tǒng)/組件在室溫中放置0.5h。
3.對UN = 12 V或24V系統(tǒng)，按如下要求施加正弦電壓 500 V（有效值）(50 Hz - 60 Hz)，持續(xù) 60 s。
在帶有電絕緣的端子間；
在帶有電絕緣的端子和帶有電傳導(dǎo)面的殼體間；
在塑料外殼情況下，在端子和包裹外殼的電極（例如金屬箔、球槽）間。
要求：功能狀態(tài)應(yīng)達(dá)到ISO16750.1定義的C級。試驗(yàn)時不得出現(xiàn)擊穿和閃絡(luò)。
12.絕緣電阻。目的：用于檢查DUT的電路和傳導(dǎo)部件間絕緣所必須的最小電阻。檢驗(yàn)系統(tǒng)和材料的絕緣特性。
試驗(yàn)方法：
1.按ISO16750.4進(jìn)行濕熱循環(huán)試驗(yàn)。
2.然后將系統(tǒng)/組件在室溫中放置0.5h。
3.按如下要求對DUT施加500 V直流電壓，持續(xù)60s。
在帶有電絕緣的端子間；
在帶有電絕緣的端子和帶有電傳導(dǎo)面的殼體間；
在塑料外殼情況下，在端子和包裹外殼的電極（例如金屬箔）間。
在一些特殊應(yīng)用中，如果供需雙方協(xié)議，試驗(yàn)可以降低到100 V直流電壓。要求：絕緣電阻應(yīng)大于 10 MΩ。
相關(guān)閱讀：
2014安防電子技術(shù)研討會第十七屆電路保護(hù)與電磁兼容技術(shù)研討會
電氣和電子設(shè)備的環(huán)境條件和測試--第2部分：電氣負(fù)荷》測試和應(yīng)用
