現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展送悔，使得大量的車載電子設(shè)備廣泛應(yīng)用于汽車顶食，如車載衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)盘瞧、車載影音娛樂系統(tǒng)、車身照明系統(tǒng)甸胃、防盜系統(tǒng)吩屹、自動空調(diào)系統(tǒng)等。各種各式的車載電子設(shè)備穩(wěn)定工作客扎，相互配合祟峦，需要有穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。因此徙鱼，高性能的車載電源設(shè)計是車載電子設(shè)備可靠工作的保障宅楞。
 
　　ISO7637標(biāo)準

　　車載電源系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境比普通電源系統(tǒng)要復(fù)雜，因為汽車內(nèi)的電磁環(huán)境較為惡劣袱吆。汽車的電氣設(shè)備在運行時會產(chǎn)生大量電磁干擾厌衙，這些干擾的頻帶很寬，通過傳導(dǎo)、耦合或者輻射的方式婶希，傳播到電源系統(tǒng)內(nèi)榕暇，進而影響到電子設(shè)備的正常工作。最惡劣的情況往往是由于車輛自身產(chǎn)生的干擾所產(chǎn)生的喻杈，如點火系統(tǒng)彤枢、發(fā)電機及整流器系統(tǒng)的干擾脈沖。國際標(biāo)準ISO7637針對道路車輛及其掛車內(nèi)通過傳導(dǎo)和耦合引起的電干擾筒饰，提出了沿電源線的電瞬態(tài)傳導(dǎo)及測試方法须彼，適用于12V或 24V的電氣系統(tǒng)車輛。

　　ISO7637對汽車電子設(shè)備在電源上的抗擾度要求捶益，規(guī)定了5種測試脈沖司箫。其中，脈沖1用來模擬并聯(lián)的感性負載在斷電時所產(chǎn)生的瞬態(tài)干擾锌拾，如關(guān)燈或電喇叭等操作绕众。脈沖2a模擬正常工作時某一并聯(lián)負載突然斷開產(chǎn)生的瞬變干擾，屬于速度偏快和能量較小的正脈沖干擾肴摊。脈沖2b模擬點火被切斷的瞬間姆已，直流電動機變成發(fā)電機工作，并由此所產(chǎn)生的瞬變現(xiàn)象碉晾，屬于低速和高能量的脈沖干擾疾词。脈沖3a/3b模擬各種開關(guān)閉合和打開過程中所產(chǎn)生的干擾畜伐，是一系列高速讯壶、低能量的小脈沖群歧织。脈沖4模擬車上大電流負載啟動所造成的電壓跌落現(xiàn)象碉熄。脈沖5則模擬拋負載引起的大能量脈沖干擾偎行。

　　電源電路具體設(shè)計

　　對整機系統(tǒng)來說来累，必須有針對性地對電源進行凈化處理速缆。除了對干擾源的消除烹俗，最重要的是必須提升電源系統(tǒng)的抗干擾能力爆侣。常用的提升電源系統(tǒng)的抗干擾能力的方法包括：用吸收法進行尖峰濾除，以消除正脈沖干擾幢妄，采用的器件可以是熱敏電阻兔仰、TVS管等；對于負脈沖蕉鸳，可以采用增加電容容量乎赴，利用蓄能抵抗干擾。對于電源跌落干擾潮尝，可以增加電源的濾波電容榕吼，在滿足成本和性能指標(biāo)要求的同時，盡量選用寬壓輸入范圍的電源芯片。

　　電源系統(tǒng)包括防反接保護羹蚣、浪涌保護原探、共模扼流、π型濾波和DC/DC處理五個部分忘当。各部分工作原理如下：防反接保護使用一個普通二極管就可以實現(xiàn)芯妇。浪涌保護包括一個PPTC和TVS管，可以有效抑制類似于脈沖5的干擾圈蛹。PPTC是熱敏電阻器肃刁，電阻隨溫度升高而增加。TVS是瞬態(tài)電壓抑制二極管杯削，其具體選型原則后面詳細介紹抚言。當(dāng)有脈沖5干擾進入電源線路時，TVS會動作褐泊，對流向后端電路的瞬間電流進行分流芦槽，而受保護的后端電壓被限制在TVS兩端的箝制電壓。 PPTC的動作速度慢于TVS杯娶，在大電流的作用下黎伤，PPTC呈高阻，會斷開后級電路栅苞，可以起到減少TVS瀉流時間催舅，保護TVS的功能。共模扼流部分是一個共模扼流圈蓄氧，能有效抑制高頻共模噪聲函似，提高電源電路的抗電磁干擾，同時抑制電路自身向外發(fā)射干擾喉童。π型濾波電路進一步濾除噪聲撇寞，凈化進入后端電路的電源。 DC/DC處理根據(jù)實際應(yīng)用完成各種類電源轉(zhuǎn)換堂氯，例如5V蔑担、3.3V、1.8V等咽白。本電源系統(tǒng)選用車載級的DC/DC芯片A8498啤握。它具有8～50V的寬電壓輸入范圍。輸出可調(diào)晶框，范圍為0.8～24V排抬。輸出驅(qū)動能力達到3A，能滿足各種后端負載的需求授段。其輸入管腳邊上配備一大一小兩個電容畜埋，除了濾除噪聲莫绣，還具有儲能的作用，其中極性大電容C5使用高品質(zhì)鉭電容镀材。因為A8498的最低工作電壓為8V妆浅，在遇到脈沖4的干擾時，電壓跌落會達到6V忍具，為保證在跌落的短瞬間A8498仍能提供正常輸出爵缸，大電容的容值要足夠大，在輸入電壓跌落時能提供足夠儲能却怪。方案實際測試結(jié)果表明電容C5的值至少要為 220μF晚饰。

　　類似于脈沖5的浪涌脈沖具有能量大、作用時間短的特點殷感，會對系統(tǒng)電路造成不可修復(fù)的破壞窃橄，因此對脈沖5的抑制是整個前端保護電路設(shè)計的重點。首先要確定整個被保護系統(tǒng)的最大輸入電壓熏迷，A8498的最大耐壓值為50V赵腰，所以在發(fā)生脈沖5的浪涌沖擊時，TVS管必須能把電壓鉗制在50V以下谐歪。TVS管選型有幾個重要參數(shù)：可承受的反向電壓Vrwm敦间、反向崩潰電壓Vbr、抑制電壓Vc束铭。Vrwm必須大于系統(tǒng)的正常輸入工作電壓廓块，以防止TVS管對正常輸入電壓進行動作。Vbr和Vc要小于被保護電路的最大耐壓值契沫，同時盡量接近該值带猴。TVS管的額定最大功率必須大于類似脈沖5干擾的最大功率，以防止被擊壞懈万。本設(shè)計中選用型號為5KP30A的TVS管浓利，該管的Vrwm值為30V，Vbr在33.3～38.3V之間钞速，Vc為48.4V。在相關(guān)車載電子設(shè)備上嫡秕，有的汽車廠商還會要求設(shè)備具有一定的過壓工作時間渴语，這個最大過壓值也是TVS選型的一個參數(shù)，Vbr最好略大于最大過壓值昆咽〖菪祝總之，在選型TVS管時鉴梦，要結(jié)合整個電路的電氣參數(shù)及成本綜合考慮氛灸。

        方案測試

　　ISO7637的第二部分對沿電源線的傳導(dǎo)和耦合引起的電干擾給出了具體的測試方法耘泰。對于測試結(jié)果,通常按以下標(biāo)準術(shù)語來對設(shè)備的抗擾性能力進行描述。A級:被測試裝置或系統(tǒng)在施加干擾過程中及干擾撤除后,能執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的所有功能剑碌。B級：被測試裝置或系統(tǒng)在施加干擾過程中,能執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的所有功能嘀醋，然而，可能有一項或多項指標(biāo)超出規(guī)定的偏差孟溯。干擾消除后,所有功能自動恢復(fù)到正常工作讲侵。C級:被測試裝置或系統(tǒng)在施加干擾過程中,不執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的一項或多項功能,但在停止施加干擾之后能自動恢復(fù)到正常操作狀態(tài)。D級:被測試裝置或系統(tǒng)在施加干擾過程中,不執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的一項或多項功能,干擾消除后,通過外部復(fù)位動作, 可恢復(fù)到正常操作狀態(tài)呜款。E級:被測試裝置或系統(tǒng)在施加干擾過程中及干擾消除后, 不能執(zhí)行其預(yù)先設(shè)計的一項或多項功能,且復(fù)位也不能使被測試裝置或系統(tǒng)恢復(fù)正常操作, 必須進行維修(即硬件發(fā)生損壞)耸壮。

　　針對不同的車載電子設(shè)備，各個汽車廠商對測試設(shè)備抗擾性能力等級要求各不相同剩症。對車載DVD笑驶，收音系統(tǒng)，要求至少為C級胞饭，對車身控制嫌变，報警設(shè)備等為A級。一般而言袋马，至少都是C級或以上初澎。本方案應(yīng)用于我們自行設(shè)計的車載DVD影音系統(tǒng)，并在上海計量所進行了ISO7637的5類脈沖測試虑凛。測試的結(jié)果表明碑宴，該方案是可靠的，影音系統(tǒng)的抗擾能力至少達到B級桑谍。

　　結(jié)語

　　提升車載電源的抗干擾能力對整個車載電子設(shè)備的穩(wěn)定工作至關(guān)重要延柠，在硬件設(shè)計上要綜合考慮ISO7637模擬的各種干擾。軟件設(shè)計上要具有消除干擾所引起的整機系統(tǒng)記憶丟失的能力锣披。硬件設(shè)計與軟件設(shè)計很好的結(jié)合贞间，才能更好地提升整個系統(tǒng)的抗干擾能力。本文給出的基于ISO7637電源設(shè)計方案雹仿，性能高增热，成本低，可以滿足多種12V車載電子設(shè)備的應(yīng)用需求胧辽。該方案目前已在我們設(shè)計的車載產(chǎn)品中應(yīng)用嗤矾。

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