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(1.中認(rèn)(沈陽)北方實(shí)驗(yàn)室有限公司，遼寧 沈陽 110141；2.中防通用河北電信技術(shù)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(jī)、減少環(huán)境污染等方面具有非常大的優(yōu)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(jìn)行電氣試驗(yàn)的引腳中斷試驗(yàn)中，本田和吉利車廠除了要求斷開每個引腳以外，還需要進(jìn)行微秒級的測試[2]。但通常實(shí)驗(yàn)室的測試設(shè)備測試不到微秒級，而且只能實(shí)現(xiàn)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(jù)車廠和業(yè)界反映，現(xiàn)在僅有唯一一家必維實(shí)驗(yàn)室可以完成高速瞬斷試驗(yàn)，但其測試費(fèi)用也是相當(dāng)昂貴的。所以，設(shè)計(jì)出一個可以實(shí)現(xiàn)微秒級通斷的試驗(yàn)設(shè)備就顯得尤為重要。

2 試驗(yàn)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(xiàn)接插件的瞬時(shí)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(xiàn)的瞬時(shí)間斷。依據(jù)本田、吉利車廠試驗(yàn)大綱要求，測試參數(shù)如表1所示，測試波形如圖1所示。

3 引腳中斷測試設(shè)備設(shè)計(jì)思路

市場上，繼電器的動作相應(yīng)時(shí)間最快為20ms左右，無法實(shí)現(xiàn)1μs和100μs的瞬時(shí)通斷。而MOS管的通斷時(shí)間為ns級，所以，需要通過MOS管來實(shí)現(xiàn)其高速瞬時(shí)通斷。以NMOS管為例，UG>US時(shí)，S極與D極導(dǎo)通，UG=US時(shí)，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(shí)現(xiàn)我們想要的通斷要求，如圖2所示。

表1 引腳中斷測試參數(shù)

圖1 引腳中斷測試波形

圖2 MOS管原理圖

選擇實(shí)物時(shí)，需考慮開關(guān)芯片的通斷時(shí)間，導(dǎo)通電阻。如圖3所示，使用MAX4626芯片通斷時(shí)間分別為ton=50ns max，toff=30ns max，芯片的通斷時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于試驗(yàn)時(shí)間條件；導(dǎo)通電阻為0.5Ω，由于電動汽車通信控制器(EVCC)信號的可以導(dǎo)通電阻最大值為80Ω，芯片的導(dǎo)通電阻0.5Ω遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于EVCC信號可以導(dǎo)通的電阻，所以芯片導(dǎo)通后的導(dǎo)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(jìn)行EVCC高速通斷的試驗(yàn)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(jī)來實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)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(jià)格比以及一系列人所共識的優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多的工程技術(shù)人員的重視?，F(xiàn)在，單片機(jī)已廣泛地應(yīng)用在智能儀器儀表、機(jī)電設(shè)備過程控制、自動檢測、家用電器和數(shù)據(jù)處理等各個方面[4]。由單片機(jī)控制電壓信號發(fā)生器，目的是運(yùn)用單片機(jī)控制產(chǎn)生電壓脈沖波形。

通過對單片機(jī)的認(rèn)識研究，以STC15F104W_DIP8單片機(jī)作為核心，以C語音對時(shí)鐘程序進(jìn)行編程，進(jìn)而輸出試驗(yàn)電壓脈沖波形。

選擇好MOS管芯片和單片機(jī)后，應(yīng)用單片機(jī)觸發(fā)信號，MOS管芯片相應(yīng)輸出通斷信號，進(jìn)而設(shè)計(jì)出引腳中斷測試設(shè)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(yàn)驗(yàn)證

將圖4的1，2兩個引腳串入一簡單試驗(yàn)電路中，在電路兩端接入示波器測試其通斷電平波形，驗(yàn)證其波形是否為試驗(yàn)波形，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示，根據(jù)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(yàn)輸出波形

5 結(jié)束語

本文所研制的引腳中斷測試設(shè)備通過單片機(jī)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(jìn)行引腳中斷測試的要求，具有一定的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。