電動汽車通信控制器高速引腳中斷試驗的研究

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(1.中認(沈陽)北方實驗室有限公司，遼寧 沈陽 110141；2.中防通用河北電信技術有限公司，河北 張家口 076150)

1 引言

電動汽車作為一種新型交通工具，在緩解能源危機、減少環境污染等方面具有非常大的優勢。電動汽車的普及已成為一種趨勢[1]。電動汽車通信控制器(EVCC)作為汽車電子零部件的一個分支，各個車廠對其研究也非常重視。在進行電氣試驗的引腳中斷試驗中，本田和吉利車廠除了要求斷開每個引腳以外，還需要進行微秒級的測試[2]。但通常實驗室的測試設備測試不到微秒級，而且只能實現高低電平的通斷，并不能控制除電平以外的其他信號線的通斷。據車廠和業界反映，現在僅有唯一一家必維實驗室可以完成高速瞬斷試驗，但其測試費用也是相當昂貴的。所以，設計出一個可以實現微秒級通斷的試驗設備就顯得尤為重要。

2 試驗要求

由于電動汽車通信控制器(EVCC)對傳輸can信號的要求十分精確，但在汽車行駛過程中，由于道路顛簸或者其他原因，可能會出現接插件的瞬時間斷，EVCC必須在這種情況下還能正常傳輸信號。所以，需要模擬在汽車行駛過程中可能會出現的瞬時間斷。依據本田、吉利車廠試驗大綱要求，測試參數如表1所示，測試波形如圖1所示。

3 引腳中斷測試設備設計思路

市場上，繼電器的動作相應時間最快為20ms左右，無法實現1μs和100μs的瞬時通斷。而MOS管的通斷時間為ns級，所以，需要通過MOS管來實現其高速瞬時通斷。以NMOS管為例，UG>US時，S極與D極導通，UG=US時，S極與D極截止[3]。所以，在G極上施加指定的脈沖電壓信號，就會實現我們想要的通斷要求，如圖2所示。

表1 引腳中斷測試參數

圖1 引腳中斷測試波形

圖2 MOS管原理圖

選擇實物時，需考慮開關芯片的通斷時間，導通電阻。如圖3所示，使用MAX4626芯片通斷時間分別為ton=50ns max，toff=30ns max，芯片的通斷時間遠遠小于試驗時間條件；導通電阻為0.5Ω，由于電動汽車通信控制器(EVCC)信號的可以導通電阻最大值為80Ω，芯片的導通電阻0.5Ω遠遠小于EVCC信號可以導通的電阻，所以芯片導通后的導通電阻不影響can信號及其他信號的傳輸。綜上所述，MAX4626芯片可以滿足進行EVCC高速通斷的試驗要求。

圖3 MAX4626芯片

在MOS管芯片G極施加指定脈沖電壓信號需要使用單片機來實現，單片機作為微型計算機的一個很重要的分支，自它誕生以來至今，以其極高的性能價格比以及一系列人所共識的優點，受到越來越多的工程技術人員的重視?，F在，單片機已廣泛地應用在智能儀器儀表、機電設備過程控制、自動檢測、家用電器和數據處理等各個方面[4]。由單片機控制電壓信號發生器，目的是運用單片機控制產生電壓脈沖波形。

通過對單片機的認識研究，以STC15F104W_DIP8單片機作為核心，以C語音對時鐘程序進行編程，進而輸出試驗電壓脈沖波形。

選擇好MOS管芯片和單片機后，應用單片機觸發信號，MOS管芯片相應輸出通斷信號，進而設計出引腳中斷測試設備。其電路的工作原理圖如圖4所示。

圖4 工作原理圖

4 試驗驗證

將圖4的1，2兩個引腳串入一簡單試驗電路中，在電路兩端接入示波器測試其通斷電平波形，驗證其波形是否為試驗波形，試驗結果如圖5所示，根據示波器顯示的波形可以看出，該測試電路可以輸出測試波形。

圖5 試驗輸出波形

5 結束語

本文所研制的引腳中斷測試設備通過單片機和MOS管芯片來輸出微秒級高速通斷波形，能夠滿足電動汽車通信控制器(EVCC)進行引腳中斷測試的要求，具有一定的實用價值和推廣價值。