ISO7637-4高壓瞬態模擬和測試

更新時間：2024-02-27 點擊次數：2437

在傳統的車載電子產品研發中，電壓瞬態特性的測試，如ISO-7637,ISO-16750等文檔相關的波形測試。隨著新能源汽車的發展，功率強大的動力系統，造成車載供電總線的不穩定因素大幅上升；而電池電壓的逐步升級，高壓1000V的電壓瞬態模擬和測試的要求也應運而生。

汽車電子類產品都要做ISO 7637-2/3標準的測試，在那個只有燃油車的時代，主要都由低壓電氣系統供電。隨著新能源汽車的大力發展，電驅動系統及高壓零部件在新能源汽車中的廣泛運用，帶電機的逆變器、車載充電器、DC-DC、PDU、高壓電池以及所有低壓電源以外具有高壓連接的裝置等構成了新能源汽車的高壓（HV）系統。

這類DC大于60V，小于1500V的電系統，我們常見的ISO 7637-2/3便不適用，ISO 7637-2無法按照60V以上的測試條件對產品進行自定義的標準測試，所以需參考ISO 7637-4標準進行測試。如題，這是一期講ISO 7637-4測試的產品分享。很抱歉測測我會再次拿7637-4的標準做引，帶新朋友簡單回顧下這個標準

ISO 7637-4 適用范圍

· 沿高壓電源線的電壓瞬態發射

· Pulse A 脈沖正弦干擾

· Pulse B 低頻正弦干擾

ISO 7637-4適用范圍

ISO 7637-4適用于電氣系統電壓大于DC 60V小于DC 1500V的屏蔽高壓電源線的傳導電瞬態的臺架試驗。適用于所有類型的電氣獨立驅動的道路車輛【純電動汽車（BEV）、混合動力汽車（HEV）或插電式混合動力汽車（PHEV）】。

沿高壓電源線

瞬態發射試驗

高壓電源線上的正弦波脈沖騷擾是由方波信號的過沖引起的波動信號，例如由高壓電氣系統中的開關IGBT與電機系統的寄生電容和電感的相互作用、DC-DC變換器以及任何其他種類的高壓開關/換向系統引起。高壓電源線上的正弦波脈沖騷擾既可以是共模，也可以是差模。

同名為瞬態發射，兩份標準的測試布置差異，相應所用到的設備也不相同,也就是標準不同，布置不同，工程師能看懂~~~~

Pulase A脈沖正弦波騷擾

由于高壓系統上存在著分布電感和電容，電動系統中IGBT的大電流快速切換會引起過沖，DC-DC轉換器或其他高壓切換或通信器件也會在高壓線路上引起騷擾失真。這種騷擾信號會產生共模和差模干擾。所以，在抗擾度測試中，脈沖A表示高壓半導體的開關操作產生的振鈴，用于模擬高頻率的振蕩。

這是一個脈沖調制的信號，正弦波的頻率，標準規定是1MHz, 2MHz, 5MHz, 10MHz，每個脈沖包的震蕩有10個周期；脈沖的重復周期為200/100/50us；Un為被測物的正常工作電壓；Upp為測試脈沖的電壓峰峰值，具體值參照測試等級如下：

Pulase B低頻正弦波騷擾

脈沖B是由電驅動電機的旋轉以及電網諧波產生的正弦波，且大部分能量存在于低頻諧波成分中，因此用于測量受試設備DUT的瞬態電壓抗擾性。

上圖是脈沖B的參數，f1和f2代表不同的干擾脈沖頻率，Upp代表脈沖幅度的峰值，橫坐標的T是時間軸，UN代表被試品的正常工作電壓（HV+或HV-），波形圖的數值用脈沖B試驗中的內容做參考和定級——

測 · 試 · 篇

· 試驗環境

· 瞬態發射測試

· 脈沖A測試

· 脈沖B測試

試驗環境

所需測試設備

1、參考接地平板：應采用至少0.5mm厚的銅板、黃銅板或鍍鋅鋼板。接地平板的最小寬度應為1000mm，或比整個布置寬度（不包括電源和瞬態脈沖發生器）的兩邊大200mm，兩種情況取其大者。最小長度應為2000mm，或比整個布置長度（不包括電源和瞬態脈沖發生器）的兩邊大200mm，兩種情況取其大者。建議DUT與所有其他導電結構（例如屏蔽室的壁面）之間的最小距離需大于0.5m。高壓電源線的長度應為500mm（+200mm/0mm），接地線的默認長度為200mm（±50mm）。如DUT具有金屬外殼，則該外殼應搭接到接地平板。接地連接的直流電阻不應超過2.5mΩ。DUT的所有連接線均應放置在接地平板上方（50±5）mm 處的非導電、相對介電常數低（ ?r≤1.4）的材料上。

2、屏蔽的高壓電源人工網絡HV-AN：5μH、50Ω高壓人工網絡。

3、高壓電源：最大噪聲紋波UPP不大于標稱電壓的1.5%。

4、電源負載（電阻器并聯電容器）：電阻器R=500Ω±5%、電容器C=10μF±10%，10kHz時的等效串聯電阻ESR＜5mΩ，最小電流承載能力要求為10kHz時為50A(RMS)。

5、示波器：帶寬至少為400MHz，采樣率至少為2GHz/s（單次觸發模式）。

6、差分探頭：帶寬要求DC～100MHz，輸入阻抗要求直流時Z≥1MΩ。

7、電壓探頭：帶寬要求DC～200MHz，輸入阻抗要求直流時Z≥1MΩ；電容≤110pF，衰減為100:1。

瞬態發射測試方法

用三張圖來說明吧。

圖1是高壓線正極與高壓線負極之間的沿高壓電源線的電壓瞬態發射測試示意圖；

圖2給出了高壓線正極與地之間的沿高壓電源線的電壓瞬態發射測試示意圖；

圖3給出了高壓線負極與地之間的沿高壓屏蔽電源線的電瞬態發射的測試示意圖。

圖1 HV+與HV-之間

圖2、3 HV+對地與HV-對地

測試時，要使用屏蔽的高壓人工網絡，DUT通過人工網絡連接到高壓電源。DUT和所有連接線置于接地平板上方（50±5）mm處的非導電、低相對介電常數）（?r≤1.4）的材料上。高壓電源線的長度建議為500（+200/0）mm。DUT應通過車輛上原裝長度和直徑的線束連接至接地平板，如果測試計劃中未另行，則默認長度為（200±50）mm。采用金屬外殼的DUT應接地，接地直流電阻不應超過2.5mΩ。測試時應在電源端子處使用電壓探頭和示波器或波形采集設備在靠近待測端子的位置測量電源電壓UN和干擾電壓。電壓幅值、瞬態參數（上升時間、下降時間、瞬態持續時間）等應進行記錄。