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的電氣負載的不同開關事件產生，并通過傳導或耦合的方式對其他組件產生干擾。現有測試設備的經驗表明，對于同一DUT的結果復現性存在一定的困難，這是由脈沖發生器耦合和解耦網絡的實現方式不同造成的。IS0 7637-5的目的是定義協調不同脈沖發生器的方法。

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、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）帶載狀態下：①脈沖1、2a、3a、3b的幅度容差為10%；②脈沖1、2a的持續時間為20%，脈沖3a、3b的持續時間為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的持續時間為20%，脈沖3a、3b的持續時間為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ISO 7637-2：2011附錄D的RC放電網絡的電壓、電流和能量計算公式，該網絡由儲能電容、內部和外部電阻組成。有了這些設置和誤差定義，所有現有的脈沖發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生器的試驗結果不同，特別是在負載條件下，當連接真實的DUT并通過脈沖發生器供電時，脈沖發生器的共振和非線性特性，無法用現有的驗證方法檢測。因此，需要對耦合和去耦網絡進行更加準確的定義，和更加嚴謹地定義驗證程序。

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 脈沖發生器驗證結果

標準中，根據ISO 7637-2：2011規定的脈沖抗擾度試驗對16種脈沖發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中定義的脈沖發生器驗證的試驗設置，檢查是否符合規范要求。

第2步，將脈沖發生器輸入端連接到電源上，脈沖發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，都對脈沖波形和規定的脈沖參數進行了監測。

對標準中的結果進行總結，繪出圖3。

圖3 驗證結果對比表

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%。

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

4 對比驗證

針對標準的實驗結果，在現有條件下，進行了一系列的驗證，驗證結果如圖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，對現有的脈沖發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，試驗結果均在標準驗證的誤差范圍內。

經過試驗驗證發現，試驗結果與標準中的驗證結果基本一致，所以本標準的驗證方法與驗證結果均具有參考性。

圖5 試驗電平-100V

5 結語

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