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，斷開發電機與蓄電池的連接而引起發電機輸出大電壓尖峰，從而使得其它連接到發電機電源的設備受到破壞的威脅。在交流發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中常見有害的電源瞬態情況。

電源線上面的瞬態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

“有哪些波形啊？”“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提供直流電源。電源從正常電壓在1ms內降低到0V，持續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，

第一種是 T= (Tmax-20 °C ) 試驗， 模擬發電機調節器失效引起發電機輸出電壓上升到高于常規供電電壓。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60min±10%。

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

對于24V系統，

T= (Tmax-20 °C ) 試驗， 模擬發電機調節器失效的條件。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），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工作。

「ISO 16750-2電壓瞬態變化 」

電壓瞬態變化，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熔斷器元件熔化時造成的影響。

針對12V系統，

針對24V系統，

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，檢查電源不穩和不穩之后的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，每次循環間隔1~2s。詳細測試規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時間略有差別。

AMETEK CTS ISO 7637測試系統對汽車電子零部件瞬態發射等級和瞬態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。該系統集成了ISO 7637瞬態抗擾度測試儀、瞬態發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測試。

汽車電子瞬態抗擾度測試系統以NSG 5500測試主機、+ ARB Option任意波發生器測試主機為核心，配合Teseq的MT 5511微脈沖發生器、拋負載發生模塊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

? 具備波形克隆（Clone）功能，可克隆波形頻率范圍DC-500kHz

? 真正全面的任意波形發生系統

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

? 具有獨有的被測品電壓和電流實時監控和自動補償功能

? 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