在汽车电子系统的设计与验证过程中，确保其在不同电气环境下的可靠性与耐久性至关重要。车载传感器作为车辆感知外界与自身状态的核心部件，其性能直接影响到车辆的控制、安全与效率。而电气负载，特别是电压方面的异常变化，是导致传感器故障乃至失效的主要因素之一。国际标准ISO16750-2“道路车辆电气和电子设备的环境条件和试验第2部分：电气负载”为此提供了统一的测试与评估框架，其中关于过电压的要求是保障车载传感器稳健性的关键环节。
过电压现象在车辆电气系统中并非罕见。它可能由多种原因引发，例如负载突降，即当发电机正在向蓄电池充电且连接有较大负载时，蓄电池突然断开，导致发电机输出电压瞬间飙升；又如感性负载切换时产生的瞬态脉冲；以及电源系统的调节异常等。这些超出正常工作范围的电压应力，若未经充分考虑和防护，极易对敏感的传感器内部电路造成不可逆的损伤，如击穿半导体器件、损坏绝缘、导致逻辑错误或精度漂移。
ISO16750-2标准系统性地规定了针对这些电气负载条件的测试要求，旨在模拟设备在车辆生命周期内可能遭遇的极端电气环境。对于车载传感器而言，理解和应用该标准中的过电压测试条款，是产品设计与质量验证不可或缺的一步。
标准中与传感器过电压相关的测试项目主要包括以下几类：
1、供电电压缓升和缓降
此测试模拟车辆电源系统的缓慢变化，如蓄电池逐渐充放电过程中的电压波动。它验证传感器在非额定电压下，特别是略高于标称电压条件下的基本功能保持能力，确保其在电池电压波动范围内不会出现功能异常或复位。
2、供电电压瞬时变化
这包括对跌落、叠加交流电压和瞬时中断的测试。其中，叠加交流电压测试模拟了由于交流发电机整流纹波或其他干扰耦合到直流电源线上的情况，评估传感器在带有一定交流分量的供电环境下能否稳定工作。
3、过电压测试
这是针对传感器稳健性考核的核心项目之一。标准规定了具体的过电压波形、幅值和持续时间。例如，模拟负载突降所产生的高压脉冲。测试时，会向传感器的供电端施加一个远高于其标称工作电压的脉冲或持续直流电压，以检验其承受短期过压应力的能力。传感器在此测试后不应出现专业性功能丧失或性能退化，允许在过压期间出现暂时性功能中断，但电压恢复正常后多元化能自动恢复预设功能。
4、反向电压测试
该测试检验传感器在电源极性意外反接情况下的承受能力。虽然现代车辆线束设计已尽量避免此情况，但考虑到维修、装配中的人为错误可能性，此项测试对保护传感器及防止由此引发的进一步系统故障（如短路）具有重要意义。通常要求传感器在承受短时间反向电压后，不应出现安全风险（如冒烟、起火），且在极性纠正后可能无法工作（允许损坏），但不应导致危险状况。
为了满足这些严苛的测试要求，车载传感器的设计多元化集成有效的电源管理与保护电路。常见的保护措施包括：
在电源输入端使用瞬态电压抑制二极管或压敏电阻，以钳制高压瞬态脉冲的幅值。
采用具有过压保护功能的线性稳压器或开关电源芯片，当输入电压超过设定阈值时，自动切断或限制输出，保护后级电路。
设计反接保护电路，如串联二极管或使用MOSFET实现无损耗防反接。
确保足够的电气间隙和爬电距离，以及采用适当的绝缘材料，以应对持续的高压应力。
进行充分的电路仿真和板级测试，在设计早期识别潜在的薄弱环节。
通过依据ISO16750-2进行严格的过电压测试，可以有效地暴露传感器设计在电源适应性方面的缺陷，推动设计改进，从而显著提升产品在真实车辆环境中的可靠性。这不仅关乎单个部件的质量，更是保障整个车辆电气系统稳定运行、满足安全与使用寿命预期的基础。对于传感器制造商而言，符合该标准是进入全球汽车供应链的重要技术门槛；对于整车企业而言，它是控制零部件质量、降低现场故障率的重要工程工具。
总结文章的重点如下：
1、ISO16750-2标准为车载传感器应对电气负载，特别是过电压条件，提供了先进工艺且统一的测试依据，是确保其车辆环境适应性的核心标准。
2、标准规定的关键过电压相关测试包括供电电压变化、瞬时过压脉冲及反向电压测试，旨在模拟负载突降、电源干扰等真实车辆电气故障工况。
3、满足标准要求需在传感器电源设计中集成TVS、过压保护IC、防反接电路等保护措施，并通过标准化的测试验证其有效性，最终提升产品在复杂汽车电气系统中的可靠性与耐久性。
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