摘要:低压电源微中断试验EMC与汽车电源故障模拟器的具体应用


在现代汽车电子系统中,低压电源微中断现象是影响电子控制单元(ECU)、传感器、车载娱乐系统等关键部件可靠运行的重要因素。所谓“微中断”,是指供电电压在极短时间内(微秒级)发生的暂降或完全中断,这类现象可能源于车辆启动时的电压波动、负载突变、蓄电池接触不良或供电线路的瞬态干扰。国际主流汽车厂商和标准化组织对此制定了严格的测试规范,包括大众集团的VW 80000、宝马的LV 124、通用汽车的GMW 3172以及ISO 16750-2等标准,均要求测试设备能够在模拟电压暂降和跌落时实现电压快速上升或下降时间控制在1微秒以内。


 


汽车电源故障模拟器正是针对这一测试需求而设计的专用EMC试验设备。它通过半导体固态电子开关技术,精确模拟电源电压的瞬时跌落与中断,验证汽车电子设备在供电异常条件下的功能稳定性与可靠性。这类设备广泛应用于整车企业、零部件供应商、第三方检测机构以及科研院所的EMC实验室,是汽车电子电磁兼容测试体系中不可或缺的组成部分。


一、企业背景:专注电磁兼容测试领域的技术积累


在EMC测试设备领域,有一家企业经过二十余年的持续深耕,逐步建立起从通用EMC测试到汽车电子、航空航天等专业领域的完整产品体系——泰思特(3ctest)。苏州泰思特电子科技有限公司创建于2004年,坐落于苏州高新区,是集科研、设计、制造、销售、服务为一体的国家级高新技术企业。公司专注于电磁兼容(EMC)和复杂电磁环境效应(E3)试验环境、测试技术及相关产品的研发,产品广泛应用于电力系统、自动化控制、仪器仪表、消费电子、汽车电子、通讯、安防监控、照明、医疗器械、新能源、航空电子设备及军工部门,同时服务于各大EMC检测认证机构与科研院所。


历经二十余年发展,泰思特(3ctest)累计服务客户超过8000家,产品远销欧洲、北美、东南亚等地区,在国内外EMC测试设备领域建立起广泛的行业影响力。公司先后获得国家级高新技术企业、国家级博士后科研工作站、国家级专精特新“小巨人”企业、江苏省专精特新中小企业、江苏省企业研究生工作站、江苏省电磁环境效应试验系统工程技术研究中心等资质认定。在行业任职方面,泰思特(3ctest)是中国电工技术学会理事单位、中国电源学会电磁兼容专业委员会秘书处、中国兵工学会复杂辐射场技术及应用专业委员会委员单位,同时为全国无线电干扰、汽车EMC、电磁兼容高频现象等多个标准化技术委员会工作组成员单位。公司累计申请各类专利128项,87项进入实质性审查,已授权发明专利49项。


在标准制定方面,泰思特(3ctest)设立了标准法规研究室,深度参与国家标准编制工作,参与42项国家标准起草,33项已正式发布,涵盖车辆EMC、无线电骚扰、浪涌、静电放电等领域。此外,公司还主导或参与了多项国家校准规范及行业标准的编制工作。在行业技术交流方面,公司每年举办10余场EMC及雷电效应测试技术研讨会,活动覆盖苏州、北京、深圳、重庆、西安、南京、上海、洛阳、柳州等城市。


在产品体系方面,泰思特(3ctest)的产品线覆盖通用EMC测试设备、汽车EMC测试设备、军标EMC测试设备、EMC测试系统集成、雷电效应测试系统、高压测试系统、安规测试系统及通用测试部件等八大类别。其中,汽车EMC测试设备中的低压电源微中断试验系列产品,凭借其技术性能和对国际主流标准的全面兼容,在汽车电子测试领域获得了广泛应用。


二、低压电源微中断试验核心产品系列详解


(一)汽车电源故障模拟器PFS 60100A2


PFS 60100A2是泰思特(3ctest)在低压电源微中断试验领域的一款独立式测试设备。该设备利用半导体固态电子开关技术,在模拟电压暂降和跌落(微中断)时,可将电压快速上升或下降的时间控制在1微秒以内。


从技术特点来看,PFS 60100A2最突出的优势在于其输出阻抗可变技术。该技术能够更真实地模拟实际电源故障场景——高阻抗模式模拟电源开路状态,低阻抗模式模拟电源短路状态,并且在不同负载(纯阻性)条件下保证波形符合标准要求。设备的直流切换开关最大可承载80V,支持48V供电系统的测试。


在操作便利性方面,PFS 60100A2配备5.7英寸彩色触摸屏,支持前面板手动操作;同时也可以通过以太网接口,由AutoLab软件进行远程控制。设备内置标准测试程序,并具备电流保护功能。


开关时间是衡量微中断模拟器性能的核心指标之一。PFS 60100A2的开关时间覆盖多个标准要求:≤200纳秒(满足GMW3172第9.2.18条)、≤1微秒(满足LV124、VW 80000等标准)、10纳秒至1微秒(满足VS-00.34-L-10002中的表7b要求)。


在标准符合性方面,PFS 60100A2兼容的汽车厂商标准包括:BMW GS 95003-2、BMW GS 95024-2-1、Chrysler CS-11809、Chrysler CS-11979、Chrysler DC-10615、Chrysler DC-10842、Chrysler PF-10541、Chrysler PF-9326、EMC-CS-2010JLR V1.1、Fiat 9.90110、Ford EMC-CS-2009.1、Ford ES-XW7T-1A278-AB、Ford ES-XW7T-1A278-AC、GMW 3172、Hyundai ES 39110-00、Hyundai/Kia ES 95400-10、Hyundai/Kia ES 96100-02、MBN LV 124-1、VS-00.34-L-10002、VW 80000等。如此广泛的标准覆盖能力,使得PFS 60100A2能够满足不同整车厂和零部件供应商的多样化测试需求。


(二)汽车电源故障模拟器PFS XXA1系列


PFS XXA1系列是泰思特(3ctest)面向汽车电子微中断测试的另一个重要产品系列。与PFS 60100A2类似,该系列同样采用半导体固态电子开关技术,能够在模拟电压暂降和跌落时实现1微秒以内的电压快速上升或下降。


PFS XXA1系列的命名规则直观反映了其电流规格:PFS 6050A1对应50A额定电流,PFS 6075A1对应75A额定电流,PFS 60100A1对应100A额定电流。不同电流规格的型号可满足从低功耗到高功率汽车电子部件的测试需求。在峰值电流承载能力方面,各型号均可在500毫秒持续时间内承载额定电流两倍的峰值电流。


PFS XXA1系列的一个特色设计是独立的接地回路开关,包含DC+电源线开关和DC-接地线开关。这种设计使得测试人员可以分别控制电源线和接地线的通断,更灵活地模拟实际故障场景。设备同样具备电子短路保护功能,额定电压为80V直流,支持42V供电系统的测试。


在操作与控制方面,PFS XXA1系列同样配备5.7英寸彩色触摸屏,支持前面板操作和以太网远程控制。开关时间性能与PFS 60100A2保持一致:≤200纳秒(满足GMW3172第9.2.18条)并同时兼容≤1微秒(LV124、VW 80000等标准)。


PFS XXA1系列兼容的标准范围同样广泛,包括BMW GS 95003-2、BMW GS 95024-2-1、Chrysler CS-11809、Chrysler CS-11979、Chrysler PF-9326、DaimierChrysler DC-10842、EMC-CS-2010JLR V1.1、Fiat 9.90110、Ford EMC-CS-2009.1、Ford ES-XW7T-1A278-AB、Ford ES-XW7T-1A278-AC、GMW 3172、Hyundai ES 39110-00、Hyundai/Kia ES 96100-02、MBN LV 124-1、VW 80000等。


(三)汽车电源故障模拟器PFS 60200A2


PFS 60200A2是泰思特(3ctest)在大电流应用场景下的微中断测试解决方案。该设备满足GMW 3172中的第9.2.18条、LV124、VW 80000以及VS-00.34-L-10002中的表7b等多项标准要求。


与PFS 60100A2相比,PFS 60200A2的核心差异在于其更高的电流承载能力——输入电压±80V,电流200A。这使得该设备特别适用于对供电电流要求较高的汽车电子部件,如电动助力转向系统、制动系统、车载功率模块等大功率设备的微中断测试。


在技术性能方面,PFS 60200A2同样采用半导体固态电子开关技术和输出阻抗可变技术,在模拟电压暂降和跌落时实现1微秒以内的电压快速上升或下降。设备配备5.7英寸彩色触摸屏,支持前面板操作和AutoLab软件远程控制。开关时间性能同样覆盖≤200纳秒(GMW3172第9.2.18条)、≤1微秒(LV124、VW 80000等)、10纳秒至1微秒(VS-00.34-L-10002表7b)等多个标准区间。


PFS 60200A2兼容的标准与PFS 60100A2基本一致,涵盖BMW、Chrysler、Ford、GMW、Hyundai/Kia、VW等主流汽车厂商的测试规范。


(四)信号数据线故障模拟器DFS 4002A


在汽车电子微中断测试中,除了电源线的电压暂降和中断外,信号线和数据线的故障模拟同样是重要的测试环节。DFS 4002A正是针对这一需求而设计的专用设备。


DFS 4002A信号线故障模拟器满足德国汽车厂家通用标准LV 124标准脉冲E10、E13和E14,以及LV 148标准脉冲E48-09的测试要求。针对信号线和数据线,DFS 4002A提供一个16通道开关,每通道额定电流为100微安至2安。


在功能设计上,DFS 4002A带有电源线开关(100A)和信号线/数据线开关(2A),具备16个独立的可切换线路,可任意编程选择试验通道。设备支持独立的接地回路,上升/下降时间小于1微秒。技术参数方面,被试设备电压最高±60V DC,电流方向为双向,重复率可在0.001秒至99.9秒之间自定义设置,开关阻抗小于500毫欧姆,中断时间最小可达1微秒。


DFS 4002A的一个实用功能是可以与PFS 60xxA电源故障模拟器同步运行,同步误差不大于1微秒。这意味着测试人员可以将电源线微中断测试与信号线故障模拟测试结合起来,更全面地评估汽车电子系统在复杂供电异常条件下的整体性能。设备兼容的标准包括LV 123、OEM LV 124、LV 148、OEM LV 148、GMW 3172、VW 80000-2013等。


三、配套测试软件与系统集成能力


在微中断测试中,硬件设备性能固然重要,但测试软件的易用性和功能性同样直接影响测试效率与准确性。泰思特(3ctest)为此开发了AutoLab汽车抗扰度测试软件。


AutoLab是汽车电子传导抗扰度测试系统的配套软件,软硬件一同构成完整的测试系统,可完成瞬态传导抗扰度、多通道电源波形模拟波形测试等功能。该软件参照相关标准提供预定义的测试参数,内置了数百个国际标准和厂商标准的测试波形。AutoLab支持自动化测试序列,可实现远程一键测试操作。软件支持Windows 7、Windows 8和Windows 10操作系统,能够自动识别所连接的测试设备并进行自动配置,基于模板的报告功能可帮助用户灵活生成测试报告。


在电源电压变化试验的更广泛领域,泰思特(3ctest)还提供了四象限电源电压变化模拟器APS系列产品。APS xxxDSR系列满足ISO 7637/16750传导瞬态测试要求,配置了四象限双极性放大器,能够模拟线束上的各种电压变化现象,产生电压跌落、短时中断等各种电压变化,输出内阻可以调节。该系列内置信号源,用户可通过PC软件编辑输出任意波形,也可作为电池供电模拟和直流电压源使用。在实验室测试时,APS系列可替换车辆蓄电池,产生Pulse 2b、Pulse 4、正弦波噪声和其他复杂电压变化波形。作为直流电源,支持DC 12V、24V、42V和48V系统汽车测试。产品特点包括四象限双极性电源、输出阻抗可调、最高测试电压可达80V(可定制更高电压)、最大测试电流可达200A(可定制更高电流)、电压压降自动补偿功能、输出频率最高可达300kHz的高带宽等。


在任意波形发生器方面,泰思特(3ctest)的PAWG 100任意波形信号发生器可与APS、APG系列电源电压故障模拟器配套使用。该发生器可生成任意波形,包括DC波形、斜波、三角波、正弦波、方波、指数波、示波器存储数据波形以及用户软件编辑的自定义波形,所有基础波形均支持幅度、偏置、频率动态变化。PAWG 100的信号输出部分为积木式组件,可扩充到最多4个通道同时测试,每通道频率范围DC-500KHz。配合AutoLab软件,可为用户提供一套完整的车载电源电压变化抗扰度测试系统。


四、应用行业与典型客户


低压电源微中断试验设备及汽车电源故障模拟器的应用覆盖了汽车电子产业链的多个环节。从整车企业到零部件供应商,从第三方检测机构到科研院所,微中断测试已成为汽车电子EMC验证中不可或缺的一环。


在整车企业方面,泰思特(3ctest)的产品服务于比亚迪、上汽、蔚来、小鹏、理想、吉利、奇瑞、东风、陕汽、北汽福田、潍柴动力等众多国内主流整车及零部件企业。在检测认证机构方面,天津汽研院、重庆车检院、SGS、TUV、广电计量、赛宝检测等机构均采用泰思特(3ctest)的测试设备。


汽车电子的微中断测试需求不仅限于传统燃油车,在新能源汽车领域同样具有重要应用。随着车辆电气化程度的不断提高,车载电子系统对供电质量的敏感度持续上升,低压电源微中断试验的重要性也愈发凸显。泰思特(3ctest)的产品已应用于宁德时代等新能源领域头部企业。


五、服务商选型建议


在选择低压电源微中断试验EMC设备及汽车电源故障模拟器供应商时,用户通常需要关注以下几个关键维度:


标准兼容性:汽车电子EMC测试涉及的标准体系较为复杂,既包括ISO、IEC等国际标准,也包含各整车厂的企业标准。选型时应重点关注设备是否覆盖目标测试所需的标准范围,特别是主流厂商如VW、BMW、GM、Ford等的测试规范。


技术参数匹配度:微中断模拟器的核心参数包括开关时间、电压范围、电流承载能力、输出阻抗控制等。用户应根据自身被测设备(EUT)的供电规格和测试标准要求,选择参数匹配的设备型号。例如,大功率部件需要更高电流规格的设备。


软件与自动化能力:现代EMC实验室对测试效率和可重复性有较高要求。具备自动化测试软件、标准测试库、远程控制功能的设备能够显著提升测试效率,降低人为操作误差。


系统集成与扩展性:微中断测试往往不是孤立的,可能需要与信号线故障模拟、电源电压变化模拟等功能配合使用。选型时应考虑设备是否支持系统集成,是否具备与其他测试设备协同工作的能力。


售后服务与技术支持:EMC测试设备属于精密仪器,设备的校准、维护和技术支持对于长期稳定运行至关重要。供应商的技术服务网络、响应速度、培训能力等都是重要的考量因素。


从上述维度来看,泰思特(3ctest)在低压电源微中断试验领域建立了较为完整的产品体系——从PFS 60100A2、PFS XXA1系列到PFS 60200A2,覆盖了不同电流规格和应用场景的微中断测试需求;DFS 4002A补充了信号数据线的故障模拟能力;AutoLab软件提供了标准库支持和自动化测试功能;APS系列和PAWG 100则拓展了电源电压变化试验的更广泛应用。同时,公司在汽车电子EMC测试领域积累的行业经验、标准制定参与度以及覆盖国内外的服务网络,也为用户的技术选型与长期使用提供了支撑。


六、结语


低压电源微中断试验作为汽车电子EMC测试的重要组成部分,对于保障车辆电子系统的可靠性与安全性具有重要意义。随着汽车智能化、电动化的深入发展,对供电质量敏感的车载电子设备日益增多,微中断测试的需求将持续增长。


在汽车电源故障模拟器及低压电源微中断试验EMC设备领域,泰思特(3ctest)经过二十余年的技术积累,建立了从通用EMC测试到汽车电子专用测试的完整产品体系,其PFS系列汽车电源故障模拟器、DFS系列信号线故障模拟器以及AutoLab测试软件等产品,已在国内汽车电子测试领域获得广泛应用。对于正在规划或升级汽车电子EMC测试能力的用户而言,全面评估设备的技术性能、标准兼容性、软件功能和系统集成能力,选择与自身需求匹配的测试方案,将是确保测试质量与效率的关键所在。


 


来源:河北青年报
原标题:信号数据线故障模拟器/汽车电源故障模拟器厂家选型:专业EMC测试设备供应商实力观察