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(gè)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)有哪些變更。這個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)最新的變化。這個(gè)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?,零部件有很多電子設(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(shí)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€(gè)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(gè)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(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)等級。B是在一個(gè)范圍內(nèi),C是超過了這個(gè)范圍了。C級:試驗(yàn)中裝置/系統(tǒng)一個(gè)或多個(gè)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(gè)等級了,D級:試驗(yàn)中裝置/系統(tǒng)一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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(gè)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(shí)間限制。所有DUT的功能應(yīng)符合ISO16750.1定義的A級。
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這個(gè)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(shí)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(shí)可要求達(dá)到更嚴(yán)酷的B級。 下面有一個(gè)列表。
3.疊加交流電壓,這個(gè)比較簡單一點(diǎn)。目的:模擬直流供電時(shí)的紋波電壓。試驗(yàn)方法:同時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)跌落。目的:模擬另一電路內(nèi)的常規(guī)熔斷器元件熔化時(shí)造成的影響.試驗(yàn)方法:將試驗(yàn)脈沖同時(shí)加到DUT的相關(guān)輸入(連接)端。上升和下降時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)表,這一個(gè)整個(gè)廠家會有嚴(yán)格的要求,這個(gè)會有變化,這個(gè)變化是有依據(jù)的,就是這個(gè)表格,每個(gè)參數(shù)值的變化是怎么定義的,到了最低值再上升,這個(gè)沒有測試要求,知道這個(gè)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(gè)備注,前面提到的最低電壓和最高電壓有一個(gè)表,最低電壓、最高電壓里面對應(yīng)的一個(gè)判定等級要達(dá)到A等級和B等級,不同的測試,這個(gè)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(gè),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(shí),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(shí)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(shí)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(shí)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(gè)產(chǎn)品。這個(gè)是電池,這邊有一個(gè)電子設(shè)備,這里是一個(gè)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€(gè)功率上面,這里有一個(gè)電壓會產(chǎn)生一個(gè)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(gè)是無集中拋負(fù)載的波形,這個(gè)是集中拋負(fù)載的波形。這個(gè)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(shí),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(shí)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。
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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(shí),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(shí)產(chǎn)生的瞬態(tài);拋負(fù)載的幅度取決于斷開電池連接時(shí),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(shí)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(shí),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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí),本試驗(yàn)用于檢驗(yàn)組件的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)情況。比如一個(gè)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(gè)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(shí)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。
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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(shí)間按ISO 8820(額定熔斷時(shí)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(shí)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(shí)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。
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