电动汽车通信控制器高速引脚中断试验的研究

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(1.中认(沈阳)北方实验室有限公司，辽宁 沈阳 110141；2.中防通用河北电信技术有限公司，河北 张家口 076150)

1 引言

电动汽车作为一种新型交通工具，在缓解能源危机、减少环境污染等方面具有非常大的优势。电动汽车的普及已成为一种趋势[1]。电动汽车通信控制器(EVCC)作为汽车电子零部件的一个分支，各个车厂对其研究也非常重视。在进行电气试验的引脚中断试验中，本田和吉利车厂除了要求断开每个引脚以外，还需要进行微秒级的测试[2]。但通常实验室的测试设备测试不到微秒级，而且只能实现高低电平的通断，并不能控制除电平以外的其他信号线的通断。据车厂和业界反映，现在仅有唯一一家必维实验室可以完成高速瞬断试验，但其测试费用也是相当昂贵的。所以，设计出一个可以实现微秒级通断的试验设备就显得尤为重要。

2 试验要求

由于电动汽车通信控制器(EVCC)对传输can信号的要求十分精确，但在汽车行驶过程中，由于道路颠簸或者其他原因，可能会出现接插件的瞬时间断，EVCC必须在这种情况下还能正常传输信号。所以，需要模拟在汽车行驶过程中可能会出现的瞬时间断。依据本田、吉利车厂试验大纲要求，测试参数如表1所示，测试波形如图1所示。

3 引脚中断测试设备设计思路

市场上，继电器的动作相应时间最快为20ms左右，无法实现1μs和100μs的瞬时通断。而MOS管的通断时间为ns级，所以，需要通过MOS管来实现其高速瞬时通断。以NMOS管为例，UG>US时，S极与D极导通，UG=US时，S极与D极截止[3]。所以，在G极上施加指定的脉冲电压信号，就会实现我们想要的通断要求，如图2所示。

表1 引脚中断测试参数

图1 引脚中断测试波形

图2 MOS管原理图

选择实物时，需考虑开关芯片的通断时间，导通电阻。如图3所示，使用MAX4626芯片通断时间分别为ton=50ns max，toff=30ns max，芯片的通断时间远远小于试验时间条件；导通电阻为0.5Ω，由于电动汽车通信控制器(EVCC)信号的可以导通电阻最大值为80Ω，芯片的导通电阻0.5Ω远远小于EVCC信号可以导通的电阻，所以芯片导通后的导通电阻不影响can信号及其他信号的传输。综上所述，MAX4626芯片可以满足进行EVCC高速通断的试验要求。

图3 MAX4626芯片

在MOS管芯片G极施加指定脉冲电压信号需要使用单片机来实现，单片机作为微型计算机的一个很重要的分支，自它诞生以来至今，以其极高的性能价格比以及一系列人所共识的优点，受到越来越多的工程技术人员的重视。现在，单片机已广泛地应用在智能仪器仪表、机电设备过程控制、自动检测、家用电器和数据处理等各个方面[4]。由单片机控制电压信号发生器，目的是运用单片机控制产生电压脉冲波形。

通过对单片机的认识研究，以STC15F104W_DIP8单片机作为核心，以C语音对时钟程序进行编程，进而输出试验电压脉冲波形。

选择好MOS管芯片和单片机后，应用单片机触发信号，MOS管芯片相应输出通断信号，进而设计出引脚中断测试设备。其电路的工作原理图如图4所示。

图4 工作原理图

4 试验验证

将图4的1，2两个引脚串入一简单试验电路中，在电路两端接入示波器测试其通断电平波形，验证其波形是否为试验波形，试验结果如图5所示，根据示波器显示的波形可以看出，该测试电路可以输出测试波形。

图5 试验输出波形

5 结束语

本文所研制的引脚中断测试设备通过单片机和MOS管芯片来输出微秒级高速通断波形，能够满足电动汽车通信控制器(EVCC)进行引脚中断测试的要求，具有一定的实用价值和推广价值。