汽车电源系统开关干扰脉冲发生器

摘要

本发明公开了一种汽车电源系统开关干扰脉冲发生器包括封装在机箱内的干扰脉冲发生模块、继电器、直流电源和样品接入装置，所述干扰脉冲发生模块、直流电源及样品接入装置分别与所述继电器电连接。本发明的汽车电源系统开关干扰脉冲发生器，完全按照国际上的标准对此产品进行检测，可大大提高整车装车的合格率，可以根据所采集到的数据进行分析和修改，在第一时间对产品做出正确的评估，为汽车零部件技术鉴定上升了一定的高度。

说明书

技术领域

本发明涉及电子测量仪器领域，尤其涉及一种用于检测汽车电源系统开关抗 干扰性能的脉冲发生器。

背景技术

随着汽车行业的飞速发展，汽车的舒适度，安全度被推到了一个相对严格的 历史高度上，它越来越受到广大消费者的关注：汽车的动力，操控怎么样，油耗 和安全系数高不高，消费者都会从各个方面多个渠道去打听了解汽车的详细资 料。在碰到相同价格相同配置的时候，人们就会把安全度作为最终的买车衡量标 准。现在很多先进技术被应用于汽车，像安全气囊引爆，GPS全球定位系统，无 钥匙启动，DVVT(进排气双连续可变气门正时技术)，自动泊车系统等，检 测上述技术是否能达到标准，已经成为一个重要的课题。

汽车电源系统开关干扰脉冲发生器，是一种用于检测汽车上的电气或电子模 块对传导进入或辐射进入的瞬态干扰脉冲的抗干扰能力的设备。如当汽车中的广 播设备(radio)在正常工作时，打开一些由继电器来控制负载且具有较大电感的 电器设备，如打开雨刷电机或按动喇叭，在这些电器设备通断电的瞬间都会有一 个瞬变脉冲发生，这些脉冲有的幅值会达到正负三四百伏，而广播设备(radio) 又是和这些电器设备相并联，那么广播设备就会去承受这些电器设备所产生的瞬 变脉冲，如果广播设备抗干扰性能不够高时，就会造成该广播设备的损坏。汽车 中的安全器件的抗干扰性能不够高时，可能会造成致命的后果，因此，对汽车中 电子或电气设备进行抗干扰性能的检测，是非常重要的。

发明内容

本发明的目的就是提供一种汽车电源系统开关干扰脉冲发生器，该脉冲发生 器可模拟各种电子或电气设备产生的脉冲信号，从而达到对汽车电源系统开关的 抗干扰性能进行测试的目的。

本发明所提供的汽车电源系统开关干扰脉冲发生器，包括封装在机箱内的干 扰脉冲发生模块、继电器(1)、直流电源(2)和样品接入装置(3)，所述干扰 脉冲发生模块、直流电源(2)及样品接入装置(3)分别与所述继电器(1)电 连接。

本发明的汽车电源系统开关干扰脉冲发生器，完全按照国际上的标准对此产 品进行检测，可大大提高整车装车的合格率，可以根据所采集到的数据进行分析 和修改，在第一时间对产品作出正确的评估，为汽车零部件技术鉴定上升了一定 的高度。

附图说明

图1为本发明汽车电源系统开关干扰脉冲发生器电路结构示意图；

图2为图1中所示的干扰脉冲发生电路的电路图；

图3、图4为本发明汽车电源系统开关干扰脉冲发生器输出的干扰脉冲的波 形图；

图5为当待测样品的线束为单芯线时，所述线束在耦合干扰夹具中的安装方 式示意图；

图6为当待测样品的线束带有信号回线时，所述线束在耦合干扰夹具中的安 装方式示意图；

图7为当待测样品的线束为屏蔽线时，所述线束在耦合干扰夹具中的安装方 式示意图；

图8为当待测样品的线束为双绞线时，所述线束在耦合干扰夹具中的安装方 式示意图；

图9为耦合干扰夹具结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实 施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实 施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种汽车电源系统开关干扰脉冲发生器，其特征在于：包括封 装在机箱内的干扰脉冲发生模块、继电器1、直流电源2和样品接入装置3，所 述干扰脉冲发生模块、直流电源2及样品接入装置3分别与所述继电器1电连接。 实车环境中，由于各种原因，如转向器的工作，雨刷电机的动作，还有线路的接 触不良或车内其他设备的继电器触点吸合不良等，都会产生一定的脉冲，该脉冲 对汽车的其他电设备造成一定的干扰，所述干扰脉冲发生模块用于模拟产生并输 出各种干扰脉冲，所述继电器1为该汽车电源系统开关干扰脉冲发生器的核心部 件，用于控制所述干扰脉冲发生模块、继电器1、直流电源2和样品接入装置3 之间的电路连接；所述直流电源2用于为所述发生器提供合适的电源；所述样品 接入装置3用于固定所述被测样品并实现将所述干扰脉冲发生模块输出的干扰 脉冲输入给所述被测样品。

所述汽车电源系统开关干扰脉冲发生器还包括一设有报警装置的数字计数 器4，所述继电器1设有至少一组悬空触点，所述数字计数器4电连接在一组所 述悬空触点上，用于监控所述继电器1的断开或闭合的次数并当所述计数器4计 数至一定值时通过所述报警装置发出报警信号。所述报警装置可以是蜂鸣器或者 发光二极管LED，当测试员听到或看到报警信号后，可更换所述继电器1，从而 保证继电器1的正常工作。上述计数的一定值，可根据继电器1的工作寿命来确 定，不同规格的继电器1可设置不同的值。

所述干扰脉冲发生模块包括脉宽调制控制器5(PWM)及干扰脉冲发生电路 6，所述干扰脉冲发生电路6用于产生并输出方波脉冲，所述脉宽调制控制器5 用于接收所述干扰脉冲发生电路6输出的方波脉冲并对该方波脉冲的脉宽进行 调制，从而获得合适的干扰脉冲。所述干扰脉冲发生电路6设有用于与所述脉宽 调制控制器5(PWM)进行连接并分别输出不同方波脉冲的第一端口AG、第二 端口BG、第三端口EG和第四端口CG。所述第一端口AG、所述第二端口BG、 所述第三端口EG和所述第四端口CG均包括接地端G和非接地端A、B、E、C。

所述汽车电源系统开关干扰脉冲发生器还设有输入输出接口模块7，所述输 入输出接口模块7分别与所述直流电源2、样品接入装置3、继电器1及干扰脉 冲发生模块相连接，从而实现所述直流电源2、样品接入装置3、继电器1及干 扰脉冲发生模块之间的电连接。

所述干扰脉冲发生电路6包括第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、 第四开关SW4、第五开关SW0、第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1、第二 电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、二极管D1和三极管Q1； 所述第一电感L1的一端与所述第五开关SW0串联后接与所述第一端口AG的非 接地端A上；所述第二端口BG的非接地端B与所述第一电感L1的另一端相连 接；所述二极管D1的阳极接地且阴极与所述三极管Q1的的集电极相连接；所 述三极管Q1的发射极接地且基极串联所述第一电阻R1后接地；所述第一输出 开关一端接与所述第一电感L1和所述第四开关SW0之间且另一端与所述继电器 1相连接；所述第三输出接口CG的非接地端与所述继电器1相连接；所述第二 开关SW2一端接地且另一端与所述第二电阻R2相连接形成第一电路；所述第三 开关SW3一端接地且另一端与所述第一电容C1相连接形成第二电路；所述第四 开关SW4与所述第三电阻R3并联后形成第第三电路，所述第三电路一端接第二 电感L2且另一端接第四电阻R4后接地形成第四电路，所述第一电路、第二电 路和第四电路并联形成第五电路。所述第一端口AG用于连接直流电源2，如电 池。

所述干扰脉冲发生电路6包括当采用直接注入干扰脉冲的方式进行检测时 需用BNC线直连的扩展接口CD；所述扩展接口的一端C与所述继电器1相连 接；所述第一电路、第二电路和第四电路并联后一端接地且另一端与所述扩展接 口的另一端D相连接；所述第三端口EG的非接地端与所述第一连接后接于所 述三极管Q1的基极上；所述第四端口CG的非接地端与所述继电器1相连接， 所述第五电路一端接地且另一端与所述扩展接口CD的一端D相连接。

所述继电器1包括第六开关SW6、第七开关SW7和第三电感L3，所述第四 开关SW6一端与所述第二端口的非接地端B相连接且另一端与所述第四端口的 非接地端C相连接；所述第七开关SW7的一端与连接于所述第四开关SW0和第 一电感L1之间且另一端与所述第三电感L3的一端相连接；所述第三电感L3的 另一端与所述二极管D1相连接；

本领域技术人员，根据上述电路结构可以理解，所述第二端口BG可输出具 有一种波形的干扰脉冲，如图3所示，其波形幅度为+/-150v，宽度为100ns-1us， 由继电器1触电点自由弹跳产生，频率为180kHz-10MHz；所述第四端口CG 可输出两种具有不同的波形的干扰脉冲；其中一种干扰脉冲的波形度为-250v-- -300v一般由工作电流大于1--5A的感性负载产生宽度为2ms左右；其中另一种 干扰脉冲的波形由小于1A的电流感性负载产生，正向能达到+100--+300，反向 为-280v---500v，宽度为100ns-1us。所述第三端口EG当所述第一至第四开关固 定不变时，可输出两种具有不同波形的干扰脉冲，但根据第一至第四开关状态的 不同，所述第三端口EG可输出如图4所示的四种具有不同波形的干扰脉冲。

所述二极管D1为击穿二极管。所述直流电源2的额定电压为12v。进一步， 可在所述直流电源2与所述第一端口AG间设置隔离变压器，从而保证直流电源 2具有稳定的电压。所述机箱采用25cm×30cm×10cm大小的金属箱体，经济， 简洁，方便，美观。在所述机箱的底部设有网格状散热孔，既节约了机箱散热的 问题又要不影响美观。所述第一至第七开关均为单刀单掷开关。

所述第一电阻R1采用51ohm 25w的电阻；所述第二电阻R2采用220ohm +/-5％2w的电阻；所述第三电阻R3采用33ohm+/-5％10w的电阻；所述第四电 阻R4采用6ohm+/-5％50w的电阻；所述第一电容C1为100nF 400v；所述第一 电感L1为5uH；所述第二电感L2为100uH；所述二极管D1的参数为39v 5w IN5366A；所述三极管Q1的参数为NPN TIP41；所述继电器1的额定电压为12V。

该汽车电源系统开关干扰脉冲发生器可采用两种方式进行测试，一种是将样 品接入装置3直接连接于不同的端口上，从而直接注入干扰波形，就是样品的供 电直接通过本设备提供，此时需用一根BNC线来连接所述扩展接口。另一种是 对样品所有线束都进行辐射干扰，就是把被测样品的线束和所述汽车电源系统开 关干扰脉冲发生器相隔一定的距离，待测样品通过空间耦合的方式感应干扰脉 冲，从而来考验待测样品的抗扰能力，此时需要用两个BNC线分别连接到所述 样品接入装置3上就可以进行耦合干扰测试。这项测试主要是模拟实车上捆扎在 一起的线束，然后线与线之间形成的空间上耦合干扰，依据是通电导线周围有磁 场产生的物理现象。还有导线本身的分布电容分布电感在干扰耦合过程中还会造 成多次谐振，这种干扰所造成的后果是不可估计的轻者导致功能失常重者导致设 备瘫痪。然而实车上这种干扰到处存在不能根除故针对此类测试给予最严酷的判 定等级，就是在测试过程中不允许有任何异常，否则就判定样品失败。

如图9所示，所述样品接入装置3当采用辐射干扰测试时为一耦合干扰夹具， 所述耦合干扰夹具包括底座21和槽体支架22，所述槽体支架固定在所述底座上， 所述槽体支架延其长度方向设有用于放置被测样品的线束的第一槽体221、第二 槽体222和第三槽体223；所述槽体延期宽度方向还对称的设有用于将所述线束 引出所述槽体支架的第四槽体224及第五槽体225。所述底座采用3mm厚的高强 度铝板制成。所述槽体支架采用delrin 570NC000型塑料板加工而成，绝缘强度， 机械强度都非常高。整个夹具非常简洁方便实用本夹具最大优点就是不破坏原测 试线束设想合理，最大程度的提高了测试的真实可靠性，且设想全面，能覆盖绝 大多数的线束状况。

所述底座包括底部211和两侧壁212，所述两侧壁上对称的设有用于穿设所 述线束的孔213，所述孔中心距离所述底部的高度略小于所述第一槽体距离所述 底部的距离。这样，可保证线束平直的设置在所述第一槽体内。所述槽体支架的 底部还可设有支撑柱，用于将所述槽体支架支撑固定在所述底座上。

当待测样品的线束为单芯线时，如图5所示，依次轮流将待测样品的所有线束单 独放置在所述第一槽体内，直到测试结束；当待测样品的线束具有专属信号回线 时，如图6所示，可将该信号回线通过所述第四及第五槽体引出并与所述待测样 品电路连接，从而进行测试；当待测样品的线束为屏蔽线时，如地图7所示，可 将屏蔽套内的线体拉出并放置在所述第二槽体内，从而进行测试；当待测样品的 线束为双绞线时，如图8所示，可将该双绞线中的其中一根拉出并放置在所述第 二槽体内，从而进行测试。所述耦合干扰夹具成果明显，利用最小的占地空间满 足各种需求：真实性、可靠性、美观性、实用性。运用最小的资金投入，使操作 人员在测试过程的工作效率达到最高，特别是样品线槽的设计简单实用，可以满 足不同类型的产品，达到了预期的目标。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理 解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术 特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发 明各实施例技术方案的精神和范围。