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叠加交流电压实验概述

在汽车供电系统中，尽管主要提供直流电源，但由于各种原因电源转换过程中的干扰、电磁耦合等，直流供电电源中可能会残留交流电成分。

叠加交流电压实验就是专门用于模拟这种直流供电电源中残留交流电的情况，汽车电气模块在这种不理想供电条件下的性能和稳定性。

直流电压等级

提到“-1V 和 -4V 两个电压等级”可能存在表述错误，通常在汽车供电系统中，直流电压等级一般为正电压，常见的 12V 或 24V 系统。这里推测可能是想表达在直流电源基础上叠加交流电压时，直流偏置电压的设定情况，但数值不太符合常规。合理的可能是设定不同的直流工作电压点，例如 8V、12V、16V 等，用于测试模块在不同直流供电水平下对叠加交流电压的响应。

“一般在高的等级下，电压为 8 - 16V 的情况下，电路需要正常工作”，这表明实验要求汽车电气模块在设定的较高直流电压范围内（8 - 16V），同时叠加交流电压时，仍能保持正常的功能状态。这是因为汽车在实际运行过程中，电池电压可能会因多种因素（如发动机转速变化、负载变化等）而波动，模块需要具备一定的电压适应能力。

内阻范围，“内阻范围为 50 - 100mΩ”（这里推测原表述“50 - 100m”应为“50 - 100mΩ”，即 50 - 100 毫欧姆），内阻是电源的一个重要参数，它会影响电源的输出特性和负载能力。在实验中设置不同的内阻值，可以模拟电源在不同工作状态下的输出特性，例如电源老化、线束电阻变化等情况对叠加交流电压的影响。

交流波形频率范围

“交流波形的频率范围为 50Hz - 20kHz”，汽车电气系统中存在各种频率的干扰源，发动机点火系统产生的干扰频率可能在几百赫兹到几千赫兹，而一些电子设备产生的干扰可能覆盖更宽的频率范围。设置 50Hz - 20kHz 的频率范围，可以全面评估汽车电气模块对不同频率交流干扰的抑制能力和性能稳定性。

实验目的与意义

通过叠加交流电压实验，可以深入了解汽车电气模块在直流供电电源中存在残留交流电情况下的工作特性，发现潜在的问题。

信号干扰，叠加的交流电压可能会耦合到模块内部的敏感信号线上，导致信号失真、误触发等问题，影响模块的正常功能。

性能下降，交流电压的存在可能会使模块的功耗增加、效率降低，或者导致输出性能不稳定，输出电压波动、输出电流异常等。

可靠性问题，长期处于这种不理想的供电条件下，可能会加速模块内部元器件的老化，降低模块的可靠性和使用寿命。

叠加交流电压实验

该项目主要模拟直流供电电源中残留的交流电,如图所示。其参数为一1V和-4V两个电压等级,内阴范围为50~100mg,交流波形的频率范围为50Hz~20kHz。此实验要求整个模块处于正常的功能状态,因此一般在高的等级下,电压为8~16V的情况下,电路需要正常工作。

供电电压缓降和缓升此实验模拟蓄电池逐渐放电和充电的情况,通过缓慢的变化电压来确认电子模块在渐变过程中是否能正常工作。在实验中会以0.5士0.1V/min的速率,将供电电压由最大电压降到0V,然后从0V升到最大电压。实验一般有4个等级,在最小电压至最大电压范围内,电路一定要保证正常工作。在电压范围外,部分功能需要做一定的定义。测试电压如表所列。

供电电压瞬间下降

该实验模拟其他电路内的典型熔丝熔断时造成的影响,如图所示。注意:实验脉冲的上升和下降时间≤10ms。在这个过程中,大部分功能是需要正常工作的,对于座椅模块等重要的记忆型模块需要能完全正常工作。当然有些公司对这个下降过程的时间要求更苛刻，在12V跌落至0V后持续时间可达50ms,因此需要去考虑如何避免这个问题,在6.3.4小节中缓冲电路的设计将会详细介绍如何防止此项实验造成的影响。

电压骤降复位性能

该实验检验电压骤降情况下模块的复位性能,适用于具有复位功能的电子模块,如图所示。供电电压以5%的速率从最小电压(Us)降到0.95X最小电压,保持5s,再上升到最小电压,至少保持10s并进行功能实验。然后将电压降至0.9X最小电压,以最小电压的5%梯度继续进行直到降到0V,然后再将电压升到最小电压。

总结：

叠加交流电压实验旨在模拟汽车直流供电中残留交流电情况，以评估电气模块性能与稳定性。实验参数存在表述疑点，推测合理直流电压等级应为 8 - 16V 等正电压点，内阻范围约 50 - 100mΩ，交流频率范围 50Hz - 20kHz，用于模拟不同干扰场景。此实验要求模块在叠加交流电压且直流电压处于 8 - 16V 时正常工作，以发现信号干扰、性能下降、可靠性降低等潜在问题。

还有供电电压缓降缓升实验，模拟蓄电池充放电，以 0.5±0.1V/min 速率在最大最小电压间变化，电路需在电压范围内正常工作。供电电压瞬间下降实验模拟熔丝熔断，脉冲上升下降时间≤10ms，重要记忆模块需完全正常工作。电压骤降复位性能实验检验模块复位功能，按 5%速率降电压并保持一定时间后上升，以不同梯度降至 0V 再升回，通过这些实验全面评估汽车电气模块在复杂供电环境下的适应能力。