Load dump， “拋負載” ，是指斷開電源與負載的瞬間，由于負載突變而引起電源電壓急劇的變化，拋負載可能引起兩類問題：

1、對設備的供電失效

2、感性發(fā)電機產生大電壓尖峰

在汽車電子領域，拋負載是指在蓄電池充電時，斷開發(fā)電機與蓄電池的連接而引起發(fā)電機輸出大電壓尖峰，從而使得其它連接到發(fā)電機電源的設備受到破壞的威脅。在交流發(fā)電機內部包含感性線圈和整流器，在對蓄電池進行大電流充電時，這時如果突然斷開蓄電池，由于感性器件的電流無法突變，將引起交流發(fā)電機輸出電壓急劇上升，此電壓尖峰可能高達120V，并需要持續(xù)400ms 后消退。

拋磚引玉過后，今天測測要講的就是汽車電子系統(tǒng)中常見有害的電源瞬態(tài)情況。

電源線上面的瞬態(tài)浪涌主要來源于電感的能量釋放，前置動作是開關的閉合或打開。電感可能是來源于感性的負載、線路雜散電感等。這個電感，是真實存在電路中的。對于這些常見的浪涌，工程師們在實踐中逐漸總結出幾種比較有代表性的浪涌波形，形成了一整套測試或驗證的標準。汽車電子電源線上的瞬態(tài)浪涌波形有：Pulse 1、2a、2b、3a、3b、4、5a、5b。最開始這八類波形都歸納到ISO 7637-2標準中，而后在2011年把Pulse 4、5a、5b這三類歸為ISO 16750-2中。下面，測測將針對這八種波形逐一介紹。

7637-2/16750-2的波形

“有哪些波形??？”“別著急，往下看啊！”

雖然很多工程師都能把ISO 7637-2說的頭頭是道，但是測測就不相信你們能一個個波形畫出來，不管怎么樣，別搶我的戲份，現在請讓我發(fā)揮——

「 Pulse 1 」

Pulse 1浪涌波形是用來模擬產品與感性負載并聯時，若供電突然斷開，感性負載兩端電壓會反向施加到產品供電端，需要依靠產品供電處的防反電路去承受。

Pulse 1 定義與感性負載并聯的電子設備在電源收到干擾時的浪涌波形。電源從正常工作電壓降到0V，在100us之后施加衰退時間為2ms，尖峰值-150V的負脈沖，測試Setup中包括10Ω串阻以限制負脈沖的能量。

「 Pulse 2a 」

Pulse 2a浪涌波形是用來模擬供電線束上的雜散電感。由于并聯的某個負載斷開，造成供電處線束雜散電感中電流變化，進而產生一個正的電壓疊加到供電處，這個就需要產品供電端口存在浪涌鉗位器件。

Pulse 2a定義電流瞬間注入待測電子設備引起正電壓尖峰。當電子設備突然停止吸收電流時，存在線束中的電流由于感性不能突變，因此形成電壓尖峰。電源從正常工作電壓在1us內上升到112V，持續(xù)0.05ms，測試Setup中包括 2Ω 串阻以限制電壓尖峰的能量。

「 Pulse 2b 」

Pulse 2b浪涌波形是用來模擬產品與直流電機并聯時，當供電斷開后，直流電機就等效成了發(fā)電機，產生了一個正向的電壓施加到供電處，有點像能量回收。

Pulse 2b定義關閉點火器，使用直流電機作為電源時發(fā)生的狀況，例如汽車熄火后加熱器仍在工作，在自身停止旋轉前，鼓風機電機可以在短時間內為系統(tǒng)提供直流電源。電源從正常電壓在1ms內降低到0V，持續(xù)1ms升高至10V，最終再緩慢下降到0V。

「 Pulse 3a&3b 」

Pulse 3a浪涌波形與Pulse 1相似，當電源開關為機械開關時，斷開后由于拉弧而引起的周期性的浪涌沖擊，幅值正負都有，速度很高。

Pulse 3b浪涌波形與Pulse 2a類似，模擬電源開關為機械開關時，斷開后由于拉弧而引起的周期性的浪涌沖擊，速度很高。

Pulse 3a&3b定義開關和繼電器在操作過程中電弧放電引起的正/負電壓尖峰。測試Setup中包括50Ω串阻以限制電壓尖峰的能量。

「 Pulse 4 」

Pulse 4浪涌波形是模擬起動機上電啟動時，由于存在很大的沖擊電流，造成線路上存在很大的壓降，進而造成產品供電處的電壓波動，說白了就是低壓啟動問題。

「 Pulse 5a&5b 」

Pulse 5a/5b浪涌波形，就是最一開頭提及的拋負載Load Dump，也是能量最大的浪涌波形。Pulse 5a/5b波形是模擬交流發(fā)電機給電池充電時，電流很大，如果意外造成電池斷開，那么交流發(fā)電機的輸出電壓會急劇上升，施加到產品供電處。

Pulse 5a和Pulse 5b浪涌波形區(qū)別在于，5b波形是假設產品外部存在一個鉗位保護器件（鉗位到35V）；而5a波形則沒有，所有浪涌能量都需要產品本身來抵抗對于Pulse 5a。

另外從兩個標準的角度來看，ISO 16750-2定義的上升沿為10% (US-UA)到90%(US-UA)，而ISO 7637-2定義的是10%US到90%US；對于Pulse 5b，ISO 16750-2 和ISO 7637-2在US和US*的上升時間tr有細微的差別。

在拋負載測試中，ISO 16750-2與ISO 7637-2最顯著的區(qū)別在于，ISO 16750-2要求在10分鐘內，每隔1分鐘對DUT打一次拋負載電源測試波形，而ISO 7637-2只要求測試一次。

「ISO 16750-2過電壓 」

對于12V系統(tǒng)，

第一種是 T= (Tmax-20 °C ) 試驗， 模擬發(fā)電機調節(jié)器失效引起發(fā)電機輸出電壓上升到高于常規(guī)供電電壓。測試前，在熱空氣加熱箱中將DUT加熱到T= (Trnax-20 °C )。再用18V±0.2V向DUT的所有相關輸入供電，持續(xù)60min±10%。

第二種是 室溫試驗， 模擬跳變起動，確定DUT處于穩(wěn)定的室溫溫度。用24V±0.2V向DUT的所有相關輸入供電60min±10%。

對于24V系統(tǒng)，

T= (Tmax-20 °C ) 試驗， 模擬發(fā)電機調節(jié)器失效的條件。在熱空氣加熱箱中將DUT加熱到T= (Trnax-20 °C )。用36V±0.2V向DUT的所有相關輸入供電60min±10%。

「ISO 16750-2疊加交流電壓 」

測試模擬直流供電下的紋波電壓。ISO 16750-2定義測試不同的AC電壓峰峰值1V/2V /4V，分別對應不同的嚴酷度（依次1/4/2，嚴酷度3僅針對24V電源系統(tǒng)），掃描頻率50Hz25kHz，疊加交流電壓后的電源電壓峰值為16V ，電源內阻50mΩ100mΩ。

「ISO 16750-2供電電壓的緩升緩降 」

供電電壓緩升緩降是模擬蓄電池逐漸放電和充電的過程。測試過程中同時對DUT有效輸入端進行下列試驗，按(0.5±0.1)V/min 的線性變化率或步長不大于25mV，將供電電壓由Umax降到0V，然后從0V升到Umax。緩升緩降過程不要求DUT可以一直正常地工作，但要求設備在這種狀況下不至于損壞，并在供電恢復正常時繼續(xù)工作。

「ISO 16750-2電壓瞬態(tài)變化 」

電壓瞬態(tài)變化，相比于緩升緩降的電壓值變化更加迅速，包括了以下幾點：

1、電壓中斷，供電電壓瞬時下降時，模擬另一電路內的常規(guī)熔斷器元件熔化時造成的影響。

針對12V系統(tǒng)，

針對24V系統(tǒng)，

2、電壓微跌重置，檢驗在不同的電壓微跌下DUT的復位性能，適用于具有重置功能的設備。（例如，裝有一個或多個微控制器的設備）。

供電電壓從Umin降5%到0.95Umin。保持該電壓5s。電壓上升到Umin。至少保持10s并進行功能試驗。然后電壓降至0.9Umin，重復做一遍試驗。繼續(xù)按上圖所示，以Umin的5%為一級直到0V。然后再將電壓升到Umin。

3、啟動輪廓，檢查電源不穩(wěn)和不穩(wěn)之后的DUT動作情況，一般是汽車啟動前和啟動后的特性。

標準要求測試10次，每次循環(huán)間隔1~2s。詳細測試規(guī)范定義不同應用對應四個測試等級，不同等級的電壓值和持續(xù)時間略有差別。

AMETEK CTS ISO 7637測試系統(tǒng)對汽車電子零部件瞬態(tài)發(fā)射等級和瞬態(tài)抗擾度能力進行測試，滿足 ISO 7637-2、ISO 7637-3標準以及各車廠的測試要求。該系統(tǒng)集成了ISO 7637瞬態(tài)抗擾度測試儀、瞬態(tài)發(fā)射測試儀及電池模擬器。適用于各大車廠針對各種汽車電子設備的瞬態(tài)測試。

汽車電子瞬態(tài)抗擾度測試系統(tǒng)以NSG 5500測試主機、+ ARB Option任意波發(fā)生器測試主機為核心，配合Teseq的MT 5511微脈沖發(fā)生器、拋負載發(fā)生模塊LD 5550以及PA 5840功率放大器和容性耦合鉗、電流注入鉗等附件，利用AutoStar 7全自動測試軟件，實現相應的ISO 7637-2瞬態(tài)抗擾度測試。

? 模塊化設計，采用 GEMINI結構

? 完全符合ISO 7637-2/ ISO 7637-3標準要求和絕大多數車廠測試要求

? PA 5840提供高達150kHz帶寬的頻率響應

? 具備波形克?。–lone）功能，可克隆波形頻率范圍DC-500kHz

? 真正全面的任意波形發(fā)生系統(tǒng)

? 微中斷測試模塊能夠滿足微中斷測試，開關時間小于1us。中斷持續(xù)時間最小達1us

? 具有獨有的被測品電壓和電流實時監(jiān)控和自動補償功能

? 通過擴展可以滿足SAE和FORD、GM標準中要求的磁場測試和低頻傳導正弦波的測試功能

? 具有獨有系統(tǒng)緊急開關和人體安全保護裝置

? 可以擴展到4通道同步信號輸出功能，可以滿足FORD CI230等試驗的特殊要求

? 測試系統(tǒng)帶載能力強：能夠提供直流100A的供電能力

? 可實現自由編程，各種復雜波形輕松實現

AMETEK CTS這套7637系統(tǒng)是屬于可以盲選的，國內諸多汽研機構和整車廠都在用，測測不夸張的講：

說標準歷經幾次改版，像NSG 5500等型號“尚能飯否”？難道和那個A字頭熱水器品牌一樣，可以用“半個世紀”？

審核編輯 黃宇