基于ISO7637標準的車載電源系統(tǒng)設計

現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，使得大量的車載電子設備廣泛應用于汽車，如車載衛(wèi)星導航系統(tǒng)、車載影音娛樂系統(tǒng)、車身照明系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、自動空調(diào)系統(tǒng)等。各種各式的車載電子設備穩(wěn)定工作，相互配合，需要有穩(wěn)定的供電系統(tǒng)。因此，高性能的車載電源設計是車載電子設備可靠工作的保障。

ISO7637標準

車載電源系統(tǒng)的應用環(huán)境比普通電源系統(tǒng)要復雜，因為汽車內(nèi)的電磁環(huán)境較為惡劣。汽車的電氣設備在運行時會產(chǎn)生大量電磁干擾，這些干擾的頻帶很寬，通過傳導、耦合或者輻射的方式，傳播到電源系統(tǒng)內(nèi)，進而影響到電子設備的正常工作。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，如點火系統(tǒng)、發(fā)電機及整流器系統(tǒng)的干擾脈沖。國際標準ISO7637針對道路車輛及其掛車內(nèi)通過傳導和耦合引起的電干擾，提出了沿電源線的電瞬態(tài)傳導及測試方法，適用于12V或24V的電氣系統(tǒng)車輛。

ISO7637對汽車電子設備在電源上的抗擾度要求，規(guī)定了5種測試脈沖。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，如關燈或電喇叭等操作。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。脈沖2b模擬點火被切斷的瞬間，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，屬于低速和高能量的脈沖干擾。脈沖3a/3b模擬各種開關閉合和打開過程中所產(chǎn)生的干擾，是一系列高速、低能量的小脈沖群。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。脈沖5則模擬拋負載引起的大能量脈沖干擾。

電源電路具體設計

對整機系統(tǒng)來說，必須有針對性地對電源進行凈化處理。除了對干擾源的消除，最重要的是必須提升電源系統(tǒng)的抗干擾能力。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，采用的器件可以是熱敏電阻、TVS管等；對于負脈沖，可以采用增加電容容量，利用蓄能抵抗干擾。對于電源跌落干擾，可以增加電源的濾波電容，在滿足成本和性能指標要求的同時，盡量選用寬壓輸入范圍的電源芯片。

圖1 電源系統(tǒng)框圖

針對ISO7637對汽車電子設備在電源上的抗擾度要求，這里給出一個合理的12V電源系統(tǒng)方案，系統(tǒng)框圖如圖1所示。