深度解析关于汽车TMPS的抛负载脉冲试验

1、深度解析关于汽车tmps的抛负载脉冲试验孙成明：大家下午好，我叫孙成明，苏州泰思特电子科技有限公司的工程师，我们主要是研究emc测试仪器，演讲题目是帮助客户测试改进的典型实 例。测试的依据是7637，试验脉冲五，汽车上包括很多试验项目，其中八种脉冲里面最难通过的是脉冲一，脉冲三和脉冲五，尤其是脉冲五。这个产品原 来脉冲一三五都没有通过，后来采取一些措施以后试验全部通过了。先声明下，本次电路保护与电磁兼容研讨会的主办方 ()、()和() 谢谢！下面的重点是说脉冲五，试验的要求电压是87伏，不包括原来的电压，原来是13.5v，实际电压加到100多伏。这是一个试验方法，标准上 我们没有给详细的试验方

2、法，有大概的框图。这是我们列出来的，每一步应该怎么做，为什么这样？我们发现大部分的电子产品公司，按提高的标准测试，到底怎么 测并不明确，实际上试验部门，测试部门，完全是检验部门，如果方法不正确，做出的结果也是不可重现的。 最重要的一点，就是在试验的 时候。这里强调讲试验方法，rv标准上提到，我们发现很多单位试验的时候没有提这个rv，实际上试验过高了。rv是什么意思？它代表测量的其它设备，除了 被测的设备。一个等效阻抗，当然标准规定的电压100伏也好，200伏也好，它在开路情况下，也就是负载不带rv，开路情况下的电压，实际测试的时候如果 没有这个rv原内阻，根据车厂的要求，用户设的，实际上它的电

3、压就低于测试电压的一半。根据不同的车厂要求，电压不同，负载就不同，rv不同，上升的宽度 也是不同，不能照着标准硬性去测试，那样测试的结果是不对的，不同的阻抗波形肯定是不一样。因为这个专题是解决保护问题的，这个试验方法我们简单说一下，重点介绍保护。这是原来电路里边没有通过，没有pvs管，电源过来直接上dc dc变压器，接着底下供电。当然它没有保护，本身的功能性能是没有问题，但是做7637这些试验的时候它不能通过了，原因是过来一个脉冲肯定会把它打坏 了，这是第一个版本的电路。保护的时候，前面讲采取保护措施，有压敏电阻，压敏电阻在这儿不太适合，因为脉冲响应非常快，压敏电阻响应慢， pvs管也不是随便

4、加的，这个方案大家看从原理上说没有问题。实际试验的时候，第一次试验脉冲打过去没有问题，设备一切正常，连续打三个脉冲它就坏了，打 第一个脉冲的时候电阻发红，第二个脉冲就非常厉害，第三个脉冲烧断了，三个脉冲打过来pvs钳位对后面产生保护。这个电阻烧坏了，为什么？大电流通过 tvs管，电子经不起功率的时候，加大3这个电阻的功率可以吧？那不是最好的办法。下面的实验资料自电子元件技术网的元器件( )栏目或是我爱方案网的( )频道！试验采集来的波形，输入端加的脉冲，因为tvs管的作用，开始有一个缓慢过程，整个加到tvs管，这个等位是30伏，当然它有一个变化幅度。后 面的保护没有问题，这个电压为什么会烧掉，

5、就是峰值电压的作用。烧的原因刚才已经介绍了，同样还是这么些器件，把tvs管从后面换到前面来，电阻原来接了 两个电阻，现在省掉一个。后面的试验非常顺利，这是改进了以后它采集到的波形，这是整个电路参数优化，当时没有优化，tvs管也不是随便选，有的客户说我 加上tvs 管怎么不行，那么多的型号要选，要优化，tvs管要优化，还有pdc（自恢复保险丝管）。它之所以起到保护作用，是利用了tvs管的特性和pdc的特性，这两个特性复合应用，正好达到最好的效果，要解决你电路经过多大电流，tvs管 要选，电压和电流pdc管也要选，它承受的电流。而且最主要我们利用它的内阻特性，pdc有一个重要特性，它不仅仅是保护过

6、电流以后它断掉，而是高电压施 加的过程中内阻很快升高，正常的情况直流通过了，几乎内在等于零，对我的电路不起任何负作用，但是这个脉冲电压升过来的时候，我们这里注意脉冲刚才那个波 形，它上升时间总共是10到20毫秒，这个时间正好是内阻增加的过程，内阻增加就对tvs管限流，我们tvs管保护了后面的电路，谁来保护tvs管呢？如 果没有这个，原来是接在后面，假设为了限流保护，因为内在如果很小的话，tvs管加一百伏电压，钳位70伏，电流是非常大的，就把它烧坏了，如果不限流把 它烧坏，谁来限流呢？靠这个自恢复，选择一个恰当的值，让它起到保护作用。顺便提一句2012最新的正在火热筹备中，现在在线抢注，可以免费

7、获得价值300元的研讨会入场卷。在 线报名地址是： 下面来看那这个例子比较容易，因为整个电流不超过40毫安，电路比较容易设计。它整个优化设计以后，后面钳位钳的很好，它输入的电压还是那么高 的。这里边详细的设计分析，应该说电路很简单，相当于一个等效电路，主要是要选择tvs管，后边电路要求电压保护，这个例子是5到45伏，我们选 的是30伏，保证工作电压一直稳定在这个范围内，电流40毫安，这里pdc内阻是0.85欧姆，最基础的电路就可以保证所有参数在最佳值。 其 实抛负载的含义，其它大的感性负载突然断了，必然产生很高的电压，使其它的设备受到很高脉冲干扰，而且能量很大。pe，pra，脉冲比这还高，但是

8、能量比 较小，时间也比较短。 我想留点时间，跟大家可以提问一下。有什么问题可以跟孙工交流一下。 提问：孙老师，你 好，你说电阻打坏了，我想问电阻的阻值是多大的？孙成明：四欧姆。提问：这种电路防护有一定的功率分配，如果把这个电阻去掉，会不会增加tvs的压力呢？孙成明：这是设计要点，那个电阻我们靠保险丝本身的特性。实际上还有这个电路，电阻没了，我们用什么等效电路，pdc内阻来代替，所以你选 pdc的时候要选内阻。提问：大的是吧？孙成明：内阻太大也不行，你要有一个恰当的值，pdc电压升高多少它内部扩大，有这个参数。提问：直流12伏电路，12欧姆电阻会不会太大了？孙成明：不大，它是0.5欧姆，加上其它

9、的，还有rv内阻，这个等效并起来，大概也是0.5欧姆，100伏加进来，瞬间是能承受的。这个电压， 一欧姆会降多少呢？如果降50安培，试验电压实际是43.5伏，我这里30伏，中间差十几伏的电压，当有一欧姆电阻的时候，十几安培的电流的时候，一切没 有问题。它的电流可以限制在允许的范围内，整个内阻都要考虑进去，实际试验没有问题，后边整个要计算。当管子选不好，正常试验没有问题，在某一个特殊情况 下它仍然可以坏。完整版原文地址：如果我们一个产品，我仅仅满足于标准试验室测试过关，这只是水平，这个意义不是很大，最终你的产品要经过考验，这里边要详细计算，我谈这个意义 的要点，就是提醒我们的工程师们，不注意设计

10、细节，拿个电路一抄，试验一次通过，没有问题，这里边我后边把各种现象，你最坏的情况都要考虑进去，在这样的 情况下优选器件，所以我强调优选设计，说起来这个很简单，这个计算，问题出在大电流设备的时候，可能你的选择难度很大。只要这个管子配好，如果你满足不 了，你前面不用加十欧姆，当然根据后面的电流消耗，我加以13.5伏，后面允许你加10伏，我降3伏，没有问题，但是降3伏要考虑功率等，这个要设计师综 合考虑，我采取什么最优。在这个电路里不用加，没有问题，在其它电路可能是要适当加一点。提问：这种电路，一定要保证，提高量计余量来保证，还是有一定的计算方式来保证？孙成明：等效电路摆出来以后，大家学过基础电路的

11、都可 以完成，你的余量留多大，是很容易算出来的。这里边等效做好，电流做好，这个是一般的电工基础的问题。 提问：一般不会加大量计测试 是吧？孙成明：不是，我们做汽车emc测试的，试验的时候如果没有加rv，试验方法是不对，不加rv能不能通过？什么情况下能通过呢？一个汽车大 的设备都损坏，造成开路了，这个时候可能产生一个高脉冲全部加到你的设备上，这个时候我也跟着坏了，那有什么关系呢，你要其它设备都正常工作。如果你自己 想考验我的设备，我更严格，都坏的时候我还不坏，第二步才做这个试验，如果你试验完了以后，我给客户做试验，你试验完通过，你愿不愿意做这个断开试验，如 果你愿意，我们再试验，能通过，你的设备