CN104216393A - 基于is07637的电子控制模块瞬态传导抗干扰性能检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于ISO7637的电子控制模块瞬态传导抗干扰性能检测方法，适用于通过IGBT对大感性负载进行负控的电子模块，先根据电子控制模块所应用系统的实际线束连接及负载情况搭建测试环境；然后分别对电源线、控制信号线及控制信号线驱动负载进行测试；本发明是对传统电磁干扰测试方法的一种补充和完善，通过该方法，可增强电子控制模块在实际工作系统中的可靠性。

Description

基于IS07637的电子控制模块瞬态传导抗干扰性能检测方法
技术领域
本发明属于汽车电子技术领域，涉及一种基于ISO7637的电子控制模块瞬态传导抗干扰检测方法。
背景技术
汽车电子产品的电源是电池或发电机，由于受到温度、工况和其他条件的影响，电池或发电机的输出电压很不稳定。当引擎正在运转，发电机正向汽车的电源线输送电流时，电池突然断开，这种情况被称为“抛负载”，会产生最严重的浪涌电流。此外，使用燃油喷射阀、电机、电和水解控制器等电磁负载的汽车系统会把ESD、尖峰噪声和几种瞬态和浪涌电压引入到电源和信号线中。
根据国际标准ISO7637对汽车电子设备在电源线和信号控制线的抗扰度要求，ISO7637-2中规定了5种电源线上的典型脉冲，ISO7637-3中规定了快脉冲和慢脉冲两种典型脉冲。
ISO7637-2中5类典型脉冲产生原理：脉冲1用来模拟并联的感性负载在断电时所产生的瞬态干扰，如关灯或电喇叭等操作。脉冲2a模拟正常工作时某一并联负载突然断开产生的瞬变干扰，属于速度偏快和能量较小的正脉冲干扰。脉冲2b模拟点火被切断的瞬间，直流电动机变成发电机工作，并由此所产生的瞬变现象，属于低速和高能量的脉冲干扰。脉冲3a/3b模拟各种开关闭合和打开过程中所产生的干扰，是一系列高速、低能量的小脉冲群。脉冲4模拟车上大电流负载启动所造成的电压跌落现象。脉冲5则模拟抛负载引起的大能量脉冲干扰，抛负载的幅度取决于断开蓄电池连接时，发电机的转速和发电机的励磁场强的大小，抛负载脉冲宽度主要取决于励磁电路的时间常数和脉冲幅度。抛负载可能产生的原因是：因电缆腐蚀、接触不良或发动机正在运转时，有意断开与电池的连接。当具有非集中抛负载抑制的交流发电机时，抛负载产生脉冲5a；当具有集中抛负载抑制的交流发电机时，抛负载产生脉冲5b；脉冲5a为尖峰高能量大的脉冲，脉冲5b为脉冲5a的基础上进行部分抑制后的干扰波形。
ISO7637-3中两类脉冲产生原理：快脉冲用来模拟开关动作过程中产生的干扰，脉冲干扰程度受线束上的分布电容和电感的影响；慢脉冲模拟电路中大的感性负载突然断开时产生的干扰，比如散热风扇电机、空压机等。
目前，对电子控制模块测试分别按ISO7637-2对电子控制模块电源线进行传导抗干扰测试，如图1所示；按ISO7637-3对电子控制模块控制信号线进行传导抗干扰测试，如图2所示。现有的测试均未考虑电子控制模块在实际系统中的驱动大感性负载情况下，信号控制线上存在的高能量干扰脉冲，同样会导致电子控制模块功能失效。电子控制模块采用负控，通过脉冲控制信号控制三极管关断来驱动感性负载，感性负载负端与电子控制模块之间的线束我们称为控制信号线，当感性负载电源正端耦合干扰时，该负载工作过程中会在该控制信号线上产生高能量干扰脉冲，并通过线束传导对模块的控制部分造成冲击，甚至导致模块控制功能失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于ISO7637的电子控制模块瞬态传导抗干扰检测方法，以解决现有方法对电源线和信号控制线进行传导抗干扰测试不考虑模块在实际系统中的驱动大感性负载，造成信号控制线上存在的高能量干扰脉冲导致电子控制模块功能失效的问题。
在实际系统中，当电子控制部件通过脉冲信号控制三极管关断来驱动大感性负载的情况下，由于大感性负载供电电源的波动，大感性负载会产生类似ISO7637-2电源线上的高电压大能量脉冲，且能通过连接线束耦合进入电子控制模块，故采用ISO7637-2中脉冲2a、3b和5a对电子模块控制信号线及其驱动负载进行传导抗干扰考核，干扰注入点尽量靠近大感性负载，避免线束上的能量损耗。
为实现上述目的，本发明基于ISO7637的电子控制模块瞬态传导抗干扰检测方法的步骤如下：
（1）干扰脉冲发生器从注入点注入ISO7637-2的2a、3b和5a脉冲；
（2）示波器检测电子控制模块控制信号线电压干扰值及负载工作电流，并将检测值与无干扰时的电压和工作电流进行对比，以确定是否合格。
所述步骤（1）中的注入点是：直流电源上串接感性负载与电子控制模块，电子控制模块是通过脉冲控制信号控制三极管关断来驱动感性负载，示波器采样连接脉冲控制信号的信号输出端；感性负载与电子控制模块构成串联线路，直流电源与该串联线路之间的线束上设有干扰脉冲注入点。
施加不同的干扰电压时，示波器在控制信号线上检测的瞬态电压及工作电流也随着干扰电压的增大，呈非线性增长；而不同的电子元器件承受瞬间高压及大电流的能力有差异，通过上述对比，可得出电子模块能承受的极端电压和电流。当施加的干扰脉冲达到一定等级时，瞬态电压和工作电流超出了电子模块内部三极管和电阻的承受能力，就会导致模块控制功能失效。
本发明基于ISO7637的电子控制模块瞬态传导抗干扰检测方法是对传统电磁干扰测试方法的一种补充和完善，通过该方法，可增强电子控制模块在实际工作系统中的可靠性。
附图说明
图1是ISO7637-2电源线传导干扰测试简图；
图2是ISO7637-3控制信号线传导干扰测试简图；
图3是对控制信号线及其驱动负载进行传导抗干扰测试简图。
具体实施方式
检测系统：直流电源上并接大感性负载与电子控制模块，通过脉冲控制信号控制电子控制模块内部三极管关断来驱动大感性负载，各待检测线路上分别对应设干扰脉冲电源线注入点、控制信号线注入点、电源负载注入点，其中在进行电源负载注入点试验时，使用示波器采集控制信号线上的电压和电流参数。
电源线注入点是指直流电源向电子控制模块供电的供电线束上设置的干扰脉冲注入点，如图1中所示注入点；控制信号线注入点是指大感性负载负端与电子控制模块的串接线束上设置的干扰脉冲注入点，如图2中所示注入点；电源负载注入点是指直流电源正与大感性负载连接线束上设置的干扰脉冲注入点，如图3所示注入点。
基于ISO7637的电子控制模块瞬态传导抗干扰检测方法的步骤如下：
1.如图1所示，结合故障模块所在系统的实际线束连接及负载情况，对电子模块开展ISO7637-2电源线（5种典型脉冲）传导抗干扰测试，模块在干扰施加前和去除后均能正常工作。
2.如图2所示，结合故障模块所在系统的实际线束连接及负载情况，对电子模块开展ISO7637-3控制信号线抗干扰测试，采用CCC电容耦合的方式进行快脉冲测试，采用ICC电流箝耦合方式进行慢脉冲测试，模块在干扰施加前和去除后均能正常工作。
3.如图3所示，结合模块所在系统的实际线束连接及负载情况，依据ISO7637-2中Pulse2a、3b、和5a，对电子模块控制信号线及其驱动负载进行传导抗干扰考核，试验脉冲相关参数和试验要求如表1所示。
示波器检测电子控制模块控制信号线电压干扰值及此时的负载工作电流，并将该检测值与无干扰时的电压和工作电流进行比对。
表1试验脉冲相关参数及试验要求
试验证明，当大感性负载电源端存在瞬态电压干扰时，通过示波器可采集到，大感性负载工作时在电子模块控制信号线端产生的高能量干扰脉冲，该干扰通过连接线束进入电子模块的控制部分，导致三极管和电阻等元器件的击穿或烧毁。
综上所述，在电子模块采用类似控制原理和系统连接时，应在传统考核的基础上，进一步采用本方法进行考核，确认模块在实际系统中是否能避免来自控制信号线的高能量脉冲冲击，从而保证模块工作的可靠性。

Claims (2)

1.基于ISO7637的电子控制模块瞬态传导抗干扰检测方法，其特征在于，该方法的步骤如下：
（1）干扰脉冲发生器从注入点注入ISO7637-2的2a、3b和5a脉冲；
（2）示波器检测电子控制模块控制信号线电压干扰值及负载工作电流，并将检测值与无干扰时的电压和工作电流进行对比，以确定是否合格。
2.根据权利要求1所述的基于ISO7637的电子控制模块瞬态传导抗干扰检测方法，其特征在于：所述步骤（1）中的注入点是：直流电源上串接感性负载与电子控制模块，电子控制模块是通过脉冲控制信号控制三极管关断来驱动感性负载，示波器采样连接脉冲控制信号的信号输出端；感性负载与电子控制模块构成串联线路，直流电源与该串联线路之间的线束上设有干扰脉冲注入点。
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