各大车厂要求抛负载参数对比与对策 

2019-03-07 09:25公司/设计/汽车

什么是抛负载？

抛负载脉冲模拟电瓶与发电机之间的连接突然断开（例如：由腐蚀所造成）的情况。由于断开了与电瓶负载的链接，发电机产生了过压冲击。这样的抛负载脉冲为高能量脉冲，具有很强的破坏性。模拟这种高能量脉冲，持续时间达数百毫秒。

抛负载波形参数都一样吗？

当然各不一样，根据国际标准所产生的抛负载脉冲波形包括 ISO 7637， ISO 16750-2，SAE J1113，SAEJ1455，JASO 以及众多汽车厂家标准，例如 Ford，Chrysler，Renault，PSA，NISSAN 等等。

若通过内置限幅电路，则目前国际标准和汽车厂家标准的限幅抛负载脉冲是目前12V系统汽车的一个主流测试波形。

国际标准抛负载波形参数列表：

国外车企抛负载参数列表：

以上是部分车企内部关于抛负载的测试指标，目前很多load dump generator 内置了这些程序，并且有内置的软件直接可以调出车企的测试波形。

如何应对抛负载测试？

我们可以看到瞬态电压可以高达202 V，并可能需要多达400MS衰减。

考虑到串联电阻可以在1至2Ω，浪涌电流可超过50A持续350毫秒的时间，设计工程师需要特别考虑过压的时间。

ISO标准规定10个脉冲间隔一分钟的重复测试，我们需要设计负载保护解决方案来维持当前的电压不断电维持工作。

保护汽车电子子系统的基本方法中，在负载的的输入电源电压并联半导体瞬态抑制器件TVS。TVS的反应速度快，选择适当的电压参数和功率，可以有效的对抗抛负载。

这对于半导体TVS 也是一个难题，常规的TVS器件都在5000W 以下功率，对于汽车抛负载的电性条件需要支持高达60多A的电流持续350-400MS的高电压冲击，而且需要测试10次（间隔1分钟），就需要设计更高功率，更利于散热的汽车用的TVS器件。按照TVS的曲线参数图，在通过电流不断增大的情况下，可以保持比较稳定的电压输出，确保后端电路的电力供应。

汽车电子设计工程师在负载突降保护电路通常使用1500W或的3000WTVS二极管器件。但是，考虑到汽车中日益增多的电子系统，这种负载保护对于当前的使用条件是否足够可靠？

至少，汽车设计师需要实现短路保护，符合ISO 16750-2 AEC-Q101标准和整体模块可靠性。

对于当前的发电机很多采用了输出电压限幅措施，12V系统主机厂要求汽车实验室对部分产品要求5B的降档测试，也许低功率可以满足一些要求，但对整机的可靠性还是需要斟酌。

在今天的电子系统中，设计者可以通过超出这些标准要求获得更好的保证以避免昂贵的保修、修理和其他费用。基本电路保护功能应包括解决方案，提供一个非常低的钳位电压，发热稳定，满足rohs reach要求。

上图中的红圈中数据没有固定，让很多工程师不知道如何选择测试，这里也有基本原则，高电压对应高电阻，低电压对应低电阻，当然目前国内车厂都已经慢慢积累了自己的发动机数据，有自己的指标，上海雷卯电子也积累了很多客户的测试数据，在设计时可以帮助客户前期提供数据，减少很多重复的设计测试工作。

众所周知，不断提供电路保护的可靠性，也意味着成本的增加，但是好品牌是靠可靠性，稳定性来赢得客户，在质保期内的0故障也是一种成本的节约。

总结

汽车电子系统设计工程师应该意识到ISO 16750对道路车辆的重要性。设计者必须确保电路保护符合车载保护标准，并理解它们包括标准化模拟，因为它们是在现实生活中发生的。

开关解决方案通过将输入电源断开到控制器或电子子系统，为负载突降瞬态提供保护。这是指定的脉冲持续时间完成，然后重新连接，稳定条件恢复正常时重启。但是，这种解决方案通常需要十几个组件，这增加了总成本和占用宝贵的PCB布局。

新的解决方案采用分流能力。在这里，一个单一的组件与半导体瞬态抑制器件的电源电压保护公司分流多余的汽车电子系统。用一个TVS二极管，瞬间箝位电压，电流分流，保护后端DCDC，这种方法简单方便，目前已经大量应用于各大车厂。

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