【導讀】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注度也在逐漸上升。在2014安防電子技術研討會第十七屆電路保護與電磁兼容技術研討會上，來自泰斯特電子的胡工為我們帶來了最新的分析。
現階段車載電子設備越來越多，其中很多電子設備用于保證車輛的安全行駛。車輛在高速行駛過程中，車載電子設備因為外界干擾發(fā)生故障、不正常工作；容易引發(fā)嚴重的交通故障，容易照成人員生命財產損失。車載電子設備受到的干擾，很多都是車輛運行過程中，自身設備產生的干擾影響到另一個電子設備。
適用標準：ISO 16750.2:2012《道路車輛--電氣和電子設備的環(huán)境條件和試驗--第2部分:電力負荷》。后面我會講到這個標準有哪些變更。這個是標準最新的變化。這個標準也不是強制的，是推薦的。很多人認為是推薦的，我就不用測試了，是不是可以？不可以。因為是汽車零部件，零部件有很多電子設備，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是什么，國標推薦的標準。汽車零部件基本上都是以推薦來建議大家做這件事，沒有強制。因為后續(xù)的出現法律責任，汽車出現一些故障或者因為某些元器件因為一個干擾造成車輛沒法使用，嚴重的就發(fā)生了人員傷亡。標準有哪些變化？
道路車輛電氣和電子設備電氣載荷測試項目：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.拋負載。7.反向電壓。8.參考接地和供電偏移。9.開路試驗。10.短路保護。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，做完了，沒有判定依據，我怎么知道這個產品是合格的還是不合格的，所以一定要有判定依據，這是前提。A級是最好的，A級：試驗中和試驗后，裝置/系統(tǒng)所有功能滿足設計要求。B級放松一點，B級：試驗中裝置/系統(tǒng)所有功能滿足設計要求，但允許有一個或多個超出規(guī)定允差。試驗后所有功能應該自動恢復到規(guī)定限值。存儲器功能應符合A級。C比B低一個等級。B是在一個范圍內，C是超過了這個范圍了。C級：試驗中裝置/系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設計要求，但試驗后所有功能能自動恢復到正常運行。D比C低一個等級了，D級：試驗中裝置/系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設計要求且試驗后不能自動恢復到正常運行，需要對裝置/系統(tǒng)通過簡單操作重新激活。汽車有E等級，沒辦法恢復到正常的工作狀態(tài)。E級：試驗中裝置/系統(tǒng)一個或多個功能不滿足設計要求且試驗后不能自動恢復到規(guī)定運行，需要對裝置/系統(tǒng)進行修理或更換。
下面講測試的一個項目，1.直流供電電壓，目的：檢驗受試設備在最低和最高供電電壓范圍內的功能。試驗方法：將規(guī)定設置的電壓施加在DUT的所有相關輸入端。施加電壓與ISO16750.4規(guī)定的工作溫度范圍有關，不受時間限制。所有DUT的功能應符合ISO16750.1定義的A級。
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這個是過電壓測試。目的：模擬發(fā)電機調節(jié)器失效引起的發(fā)電機輸出電壓上升到高于正常電壓。試驗方法：12V系統(tǒng)：a.在加熱箱中將DUT加熱到T= (Tmax-20℃)。向DUT所有相關輸入端施加18 V 的電壓，持續(xù)60 min。功能狀態(tài)至少應達到ISO16750.1定義的C級。必要時可要求達到更嚴酷的A級。b.確保DUT在室溫下處于穩(wěn)定狀態(tài)。向DUT所有相關輸入端施加24V的電壓，持續(xù)(60±6)s。能狀態(tài)至少應達到ISO16750.1定義的D級，必要時可要求達到更嚴酷的B級。 下面有一個列表。
3.疊加交流電壓，這個比較簡單一點。目的：模擬直流供電時的紋波電壓。試驗方法：同時對DUT的所有相關輸入（連接）端。按下列規(guī)定的嚴酷度1、2、3或4進行試驗：功能狀態(tài)應達到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。試驗方法：同時對DUT有效輸入端進行試驗。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的功能狀態(tài)應符合A級。供電電壓范圍之外，功能狀態(tài)至少應達到ISO16750.1定義的D級。必要時可要求達到更嚴酷的C級。
5.供電電壓中斷。5.1 供電電壓瞬時跌落。目的：模擬另一電路內的常規(guī)熔斷器元件熔化時造成的影響.試驗方法：將試驗脈沖同時加到DUT的相關輸入（連接）端。上升和下降時間應不超過 10 ms。要求：功能狀態(tài)應達到ISO16750.1定義的B級。經協(xié)商可選擇其他等級。
5.2對電壓驟降的復位性能。目的：用于檢驗在不同的電壓驟降下DUT的復位性能。適用于具有復位功能的設備，例如，裝有微控制器的設備。試驗方法：對DUT的相關輸入（連接）端同時施加試驗脈沖，檢查DUT的復位性能。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并進行功能試驗。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)進行直到降到0V，然后再將電壓升到USmin。要求：功能狀態(tài)應達到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DUT在車輛啟動時和啟動后的特性。 實驗方法：按圖7及表3或表4給出的啟動特性參數同時加到DUT的相關輸入（連接）端，共進行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DUT功能應達到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格的要求，這個會有變化，這個變化是有依據的，就是這個表格，每個參數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，知道這個圖形實際中會碰得到。這是啟動電壓曲線。這是12V系統(tǒng)參數。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、最高電壓里面對應的一個判定等級要達到A等級和B等級，不同的測試，這個是產品要達到的性能。這是24V系統(tǒng)參數。同樣的有A和B等級，A后面對應的a、b、c、d，它要滿足的性能等級。
6.拋負載。分為兩個，集中拋負載和無集中拋負載。目的：模擬拋負載瞬態(tài)現象。即模擬在斷開電池（虧電狀態(tài)）的同時，交流發(fā)電機正在產生充電電流，而發(fā)電機電路上仍有其它負載時產生的瞬態(tài)。這一塊是經常會遇到的，空調也會開也會關，這種情況是最多，而且產生的功率比較大，很容易燒壞電子設備。試驗方法： 無集中的拋負載抑制。無集中拋負載抑制交流電機的脈沖波形和參數，同時加到DUT的相關輸入（連接）端。建議啟動循環(huán)1 min至少10次。有集中的拋負載抑制。有集中拋負載抑制交流電機的脈沖波形和參數，同時加到DUT的相關輸入（連接）端。建議啟動循環(huán)1 min至少5次 。要求：功能應達到ISO16750.1定義的C級。
這是原理圖，這邊是我的一個產品。這個是電池，這邊有一個電子設備，這里是一個發(fā)電機。電子設備會不會燒，看脈沖干擾行不行。大家會覺得拋負載的故障特別多，各種現象不一樣，確實有很多復雜的，這一塊會等效到設備上面，不同設備差異很大，因為同樣的一個功率上面，這里有一個電壓會產生一個電流，設備的內流不一樣，對于產品的負載產生的干擾是不一樣的。這個是無集中拋負載的波形，這個是集中拋負載的波形。這個是額定電壓12V和24V系統(tǒng)無集中的拋負載抑制脈沖波形。在應用拋負載時，對發(fā)電機的動力性能的基本考慮如下：
1. 在拋負載的情況下，交流發(fā)電機的內阻主要取決于發(fā)電機的轉速和激勵電流。
2. 拋負載試驗脈沖發(fā)生器的內阻Ri 應從下列關系式計算得出：
式中：
Unom——發(fā)電機的額定電壓；
Irated——交流發(fā)電機6000 轉/分時的規(guī)定電流（與ISO8854 所給值相同）；
Nact——交流發(fā)電機的實際轉速（單位：轉/分）。
3.脈沖由下列因素確定：峰值電壓Us，箝位電壓Us*，內阻Ri，脈沖寬度td 。在任何情況下，Us 的值越小，對應的Ri 和td 的值也越小；Us 的值越大，對應的Ri 和td 的值越大。
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本試驗是模擬拋負載瞬態(tài)現象。即模擬在斷開電池（虧電狀態(tài)）的同時，交流發(fā)電機正在產生充電電流（編注：發(fā)電機正在給電池充電，而電池突然斷開/如保險絲突斷），而發(fā)電機電路上仍有其它負載時產生的瞬態(tài)；拋負載的幅度取決于斷開電池連接時，發(fā)電機的轉速和發(fā)電機的勵磁場強的大小。拋負載脈沖寬度主要取決于勵磁電路的時間常數和脈沖幅度。大多數新型交流發(fā)電機內部，拋負載幅度由于增加限幅二極管而受到抑制（箝位）。
拋負載可能產生的原因是：因電纜腐蝕、接觸不良或發(fā)動機正在運轉時，有意斷開與電池的連接。
試驗脈沖發(fā)生器驗證程序
在試驗電平100V，脈沖寬度400ms，Ri=2Ω的電源內阻轉化成2Ω的終端電阻下進行脈沖校準。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。
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DUT對蓄電池反向連接的抵御能力。試驗不適于：交流發(fā)電機 或帶有鉗位二極管而沒有外部反極性保護裝置的繼電器。
試驗方法：按實車連接并給DUT接上熔斷器,不帶交流發(fā)電機和蓄電池。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的反向試驗電壓同時施加到DUT所有相關的電源輸入（端子）上持續(xù)（60 ± 6）s。本試驗不適用24V系統(tǒng)。
2.除上述情況外，用試驗電壓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：恢復正常的熔斷器連接后，功能狀態(tài)應達到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，本試驗用于檢驗組件的可靠運轉情況。比如一個組件的電源接地與信號接地的參考點可能不在同一回路中。
試驗方法：模擬實車應將所有連接到輸入和輸出典型負荷或網絡,對DUT供給電壓UA 使其正常工作。接地/供電偏移試驗適用于接地/供電線路。供電偏移分別按次序應用于每條接地/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/供電線路進行接地/供電線路電壓偏移。
3.在該條件下進行功能試驗。
4.按不同接地/供電組合重復測試c)的內容
要求：所有功能狀態(tài)應達到ISO16750.1定義的A級： 即DUT沒有故障或閂鎖效應。
9.開路試驗。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。
試驗方法：連接并運行DUT。斷開DUT/系統(tǒng)接口的一條電路，然后恢復連接。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進行。
1.斷開時間：(10 ± 1) s。
2.開路阻抗：≥ 10MΩ。
要求：功能狀態(tài)應達到ISO16750.1定義的C級。
10.短路保護。目的：用于模擬裝置的輸入或輸出端電路短路。試驗方法：信號電路：
DUT所有相關輸入和輸出端，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)應達到ISO16750.1定義的C級。10.2.2負載電路
連接DUT到電源，負載電路處于工作狀態(tài)。試驗持續(xù)時間按ISO 8820（額定熔斷時間）的有關部分，可高出上限10 %。如使用熔斷器外的其他保護（例如，電子保護），試驗持續(xù)時間應由生產商和用戶商定。
要求：所有電子保護輸出端應確保能承受短路電流且在切斷短路電流后能恢復到正常工作（最低級到ISO16750.1定義的C級）。
所有常規(guī)熔斷器保護輸出端應能承受短路電流且在熔斷器替換后能恢復到正常工作（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，所有無保護輸出端可以被試驗電流燒壞（功能狀態(tài)為ISO16750.1定義的E級）。
11.耐電壓。目的：用于保證電介質的絕緣耐壓能力。本試驗僅對含有電感元件（例如，繼電器，電機，線圈）或連接到電感負載電路的系統(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面影響。本試驗著重于絕緣系統(tǒng)并檢驗絕緣材料承受因斷開感性負載產生高電壓的能力。
試驗方法：
1.按ISO16750.4進行濕熱循環(huán)試驗。
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)應達到ISO16750.1定義的C級。試驗時不得出現擊穿和閃絡。
12.絕緣電阻。目的：用于檢查DUT的電路和傳導部件間絕緣所必須的最小電阻。檢驗系統(tǒng)和材料的絕緣特性。
試驗方法：
1.按ISO16750.4進行濕熱循環(huán)試驗。
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。
在一些特殊應用中，如果供需雙方協(xié)議，試驗可以降低到100 V直流電壓。要求：絕緣電阻應大于 10 MΩ。
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