IS0 7637-5標準解析與驗證

李 明，李騰飛，白 云，彭 俊

（河南凱瑞車輛檢測認證中心有限公司，河南 焦作 454950）

車輛中的脈沖是由連接到供電系統(tǒng)的電氣負載的不同開關(guān)事件產(chǎn)生，并通過傳導或耦合的方式對其他組件產(chǎn)生干擾?，F(xiàn)有測試設備的經(jīng)驗表明，對于同一DUT的結(jié)果復現(xiàn)性存在一定的困難，這是由脈沖發(fā)生器耦合和解耦網(wǎng)絡的實現(xiàn)方式不同造成的。IS0 7637-5的目的是定義協(xié)調(diào)不同脈沖發(fā)生器的方法。

IS0 7637-5主要講述的是基于ISO 7637-2：2011附錄C、附錄D的驗證以及擴展驗證設置分別對脈沖發(fā)生器進行驗證。下面分別對兩種方法進行剖析和驗證。

1 基于ISO 7637-2：2011附錄C、附錄D的驗證方法

基于ISO 7637-2：2011附錄C、附錄D的驗證方法分3種情況進行驗證，分別為：無負載、帶載狀態(tài)、匹配的負載條件下，此驗證方法適用于脈沖1、2a、3a、3b，標準中只對脈沖1和脈沖2a進行了驗證。

1）驗證要求：=0V。

2）帶載狀態(tài)下：①脈沖1、2a、3a、3b的幅度容差為10%；②脈沖1、2a的持續(xù)時間為20%，脈沖3a、3b的持續(xù)時間為30%。

3）匹配的負載條件下：①脈沖1、2a、3a、3b的幅度公差為20%；②脈沖1、2a的持續(xù)時間為20%，脈沖3a、3b的持續(xù)時間為30%；③匹配負載電阻的容差為1%。

4）試驗布置，如圖1所示。

圖1 基于ISO 7637-2：2011附錄C的驗證方法

此外，根據(jù)ISO 7637-2：2011附錄D的RC放電網(wǎng)絡的電壓、電流和能量計算公式，該網(wǎng)絡由儲能電容、內(nèi)部和外部電阻組成。有了這些設置和誤差定義，所有現(xiàn)有的脈沖發(fā)生器都可以進行驗證。但有限的定義和寬泛的誤差導致不同的脈沖發(fā)生器的試驗結(jié)果不同，特別是在負載條件下，當連接真實的DUT并通過脈沖發(fā)生器供電時，脈沖發(fā)生器的共振和非線性特性，無法用現(xiàn)有的驗證方法檢測。因此，需要對耦合和去耦網(wǎng)絡進行更加準確的定義，和更加嚴謹?shù)囟x驗證程序。

2 擴展驗證設置

擴展驗證設置在負載開路、電阻與發(fā)生器源阻抗匹配、低阻性負載和阻容式負載4種設置下對脈沖發(fā)生器進行驗證，試驗布置情況如圖2所示。

圖2 擴展驗證試驗布置

3 脈沖發(fā)生器驗證結(jié)果

標準中，根據(jù)ISO 7637-2：2011規(guī)定的脈沖抗擾度試驗對16種脈沖發(fā)生器的性能進行了驗證，以檢查其是否符合標準，以及在電源和典型負載的實際試驗條件下的性能。

第1步，使用ISO 7637-5中定義的脈沖發(fā)生器驗證的試驗設置，檢查是否符合規(guī)范要求。

第2步，將脈沖發(fā)生器輸入端連接到電源上，脈沖發(fā)生器輸出端加載不同的負載阻抗，這些阻抗由真實的DUT給出。在這兩種設置中，都對脈沖波形和規(guī)定的脈沖參數(shù)進行了監(jiān)測。

對標準中的結(jié)果進行總結(jié)，繪出圖3。

圖3 驗證結(jié)果對比表

圖3中顯示的是在驗證過程中的最大偏差范圍，其中脈沖1按照標準的驗證方法其偏差范圍最大為15%，脈沖1按照擴展的驗證方法其偏差范圍最大為83%；脈沖2a按照標準的驗證方法其偏差范圍最大為25%，脈沖2a按照擴展的驗證方法其偏差范圍最大為88%。

從對比結(jié)果看，雖然在擴展驗證的試驗條件下，所有脈沖發(fā)生器都在標準誤差范圍內(nèi)，但結(jié)果分布在很大的范圍內(nèi)，遠超出預期。

4 對比驗證

針對標準的實驗結(jié)果，在現(xiàn)有條件下，進行了一系列的驗證，驗證結(jié)果如圖4～圖6所示。

圖4 試驗電平-150V

圖6 試驗電平-50V

在帶載的條件下，對現(xiàn)有的脈沖發(fā)生器在帶載的情況下分別進行試驗電平為-150V、-100V、-50V的驗證試驗，試驗結(jié)果均在標準驗證的誤差范圍內(nèi)。

經(jīng)過試驗驗證發(fā)現(xiàn)，試驗結(jié)果與標準中的驗證結(jié)果基本一致，所以本標準的驗證方法與驗證結(jié)果均具有參考性。

圖5 試驗電平-100V

5 結(jié)語

深入研究瞬態(tài)脈沖驗證程序，總結(jié)標準研究方法，為實驗室購買性能良好的脈沖發(fā)生器提供驗收參考，促進各實驗室之間對瞬態(tài)脈沖干擾試驗結(jié)果的復現(xiàn)性大大提升。