HF3625BCM之转向灯驱动电路故障分析与改进

方 遒，张海军

1.厦门理工学院 机械与汽车工程学院，福建 厦门 361024）（2.福建省客车及特种车辆研发协同创新中心，福建 厦门 361024；

汽车电子控制模块是保证汽车能够基本行驶不可或缺的控制单元［1］，汽车上的车窗模块、门锁模块以及灯光模块等都由车身控制器BCM控制。HF3625是一款24V系统的车身控制器，在开发后期实车测试阶段，转向灯出现倍频快闪问题。转向灯能否正常工作，关系到汽车的行驶安全性［2］，这一问题的出现无论是客户还是研究人员，都高度重视。

1 故障现象及模拟测试

在HF3625车身控制器开发的后期，客户进行实车测试阶段，1台JH476试验车开启右转向灯时正常工作，在开启后视镜加热后，右转向灯出现倍频快闪问题。转向灯工作原理框图如图1所示。

图1 转向灯工作原理框图

在试验室，将PV阶段的2只留样样品在负载台架上进行测试验证，发现：当系统电源电压为24 V时，开后视镜加热都会出现右转向灯快闪状况。详细测试后发现：系统电压为18～32 V时，分别开后视镜加热、小灯等由MOSFET控制的负载开关，都会出现右转向灯倍频快闪这一现象。

2 理论分析

HF3625 BCM转向灯由英飞凌的BTT6050 MOSFET控制，如图2所示。该芯片为两通道输出，单通道输出时，最大载流为4 A；双通道输出时，每通道最大载流各3 A。实车左右转向灯负载各为21 W×2+0.67 A，电流约为2.5 A，在规定范围内，因而符合BTT6050载流要求。

BTT6050 IS脚为负载电流反馈脚，输出为电流型，电路采用1.2 kΩ采样电阻，将电流转换为电压并送入到MCU的AD（输入电压）端口分析，以此检测负载电流是否发生变化。根据MOSFET规格和应用，倍频快闪的原因可能有：①右转向灯工作负载电流Iload发生改变，BCM检测为灯故障而进入倍频快闪；②右转向电流反馈值UIS检测偏小，造成BCM判定为灯故障而进入倍频快闪；③BTT6050工作异常（Us或UGND）；④BTT6050输入控制信号异常。

图2 转向灯控制电路

3 故障件测试验证

在室温（约25℃）下，将PV阶段的几只留样样品分别在电压为20 V、24 V、28 V的条件下，依次开启右转向灯、小灯、近光灯、远光灯、前雾灯、后雾灯、后视镜加热，用示波器分别测试MOSFET（U15）的右转向灯输出电流Iload、UIS、UGND、US，得到测试波形，如图3所示。

测试最终结果：①当右转向灯出现倍频快闪时，Iload未发生任何变化，因而可以说明倍频快闪与Iload无关。②当UGND大于1.25 V时，UIS=0，转向灯出现快闪，说明右转向灯倍频快闪与UGND和UIS有关。③通过测试UIN、UDEN、UDSEL得知：当UGND超过1.0V后，UIS=0；当UGND减小到1.0 V以内时，UIS即恢复正常。因而可以说明右转向灯倍频闪烁与UGND有关。当UGND增大到一定值时，UIS=0，导致BCM判定为转向灯故障而进入倍频快闪状态。

4 原因分析及改善对策

HF3625BCM电路是将6个MOSFET的GND短接后，通过1只27Ω电阻串联二极管，再与电源U-连接，如图2所示。R275和D12为6个MOSFET共用，每个MOSFET单通道工作时，IGND为9 mA；双通道工作时，IGND为12 mA。代入公式

式中：N——MOSFET工作个数。

UGND=0.009×3×27+0.7=1.429 V

通过向供应商英飞凌咨询得知：BTT6050芯片正常工作时，必须确保UGND脚电压不超过1.2 V。因而确切的原因是：6个MOSFET的GND并联共用1只27 Ω的电阻和二极管，导致UGND引脚电压被拉高，被拉高后的UGND引脚电压大于正常工作的1.2 V。

上述问题经团队讨论，提出以下4种改进方案。

1）减小R275阻值（0.072×R275+0.6＜1.2；R275＜8.3 Ω），理论分析可行。

2）使用单个MOSFET管串联（0.012×27+0.6=0.924＜1.2），理论分析可行。

3）减小UD12；使用锗管，导通电压为0.3 V（0.072×27+0.3=2.244＞1.2），理论分析不可行。

4）尽量减少并联M O S F E T数量并使用锗管（0.012×27×2+0.3=0.948＜1.2），理论分析可行。

对以上4种方案进行验证发现：方案1将27 Ω电阻改小，在高温条件测试存在电阻损坏现象，故该方案不可行；方案2虽然理论验证和实际测试都未出现任何问题，但就成本而言较高，不能称之为理想方案，相比较，方案4最为完美。方案4的计算公式如下

图3 测试波形图

式中：N——MOSFET工作个数。

1）当MOSFET工作的个数N为3时，UGND=0.012×27×3+0.3=1.272＞1.2，电压超过1.2 V，故不可取。

2）当MOSFET工作的个数N为2时，UGND=0.012×27×2+0.3=0.948＜1.2，电压未超过1.2 V，可取。

就开发成本而言，方案4比方案2单个MOSFET管串联1个二极管和电阻成本要低很多。方案1减小R275阻值，理论分析虽然可行，但在高温条件下，电阻容易损坏，存在安全隐患，因而不能采用。最终通过团队评估，采取方案4。按照方案4改进后的样品方案，最大限度地减少了二极管和电阻的使用数量，因而有效地降低了开发成本。经过改进和优化后的车身控制器样品在台架试验和实车测试中，都未出现任何问题。由此说明方案4是切实可行的。以上分析计算的相关公式对今后开发电子产品MOSFET管引脚电压的计算也有很好的借鉴作用。

5 总结与展望

本文着重对车身控制器开发阶段出现的右转向灯倍频快闪问题进行分析、研究，并提出改善对策，对今后在开发类似产品的电路设计分析与计算上，有很好的借鉴作用。在进行电路设计开发过程中，希望工程师们既要考虑成本效率，也要考虑安全系数，要结合实际情况对每一个模块做好细致的理论分析与计算，开发过程中若出现问题应顺藤摸瓜，找出问题点，尽可能多地拿出解决方案，并进行对比选择最优方案，这样才能使我们的开发水平和设计能力得到不断的升华与提高。

［1］ 李越，吴震云.汽车车身控制器输入电路的设计与分析［J］.汽车实用技术，2017（2）：26-28.

［2］ 倪丽，蔺春明，俞燚.汽车车身控制器电路设计的研究［J］.汽车实用技术，2015（3）：37-39.