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(1.中認(rèn)(沈陽(yáng))北方實(shí)驗(yàn)室有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 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(dòng)汽車(chē)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(shì)。電動(dòng)汽車(chē)的普及已成為一種趨勢(shì)[1]。電動(dòng)汽車(chē)通信控制器(EVCC)作為汽車(chē)電子零部件的一個(gè)分支，各個(gè)車(chē)廠對(duì)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(chē)廠除了要求斷開(kāi)每個(gè)引腳以外，還需要進(jìn)行微秒級(jí)的測(cè)試[2]。但通常實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試設(shè)備測(cè)試不到微秒級(jí)，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(hào)線的通斷。據(jù)車(chē)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(cè)試費(fèi)用也是相當(dāng)昂貴的。所以，設(shè)計(jì)出一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)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(dòng)汽車(chē)通信控制器(EVCC)對(duì)傳輸can信號(hào)的要求十分精確，但在汽車(chē)行駛過(guò)程中，由于道路顛簸或者其他原因，可能會(huì)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(hào)。所以，需要模擬在汽車(chē)行駛過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的瞬時(shí)間斷。依據(jù)本田、吉利車(chē)廠試驗(yàn)大綱要求，測(cè)試參數(shù)如表1所示，測(cè)試波形如圖1所示。

3 引腳中斷測(cè)試設(shè)備設(shè)計(jì)思路

市場(chǎng)上，繼電器的動(dòng)作相應(yīng)時(shí)間最快為20ms左右，無(wú)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(jí)，所以，需要通過(guò)MOS管來(lái)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(hào)，就會(huì)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(cè)試參數(shù)

圖1 引腳中斷測(cè)試波形

圖2 MOS管原理圖

選擇實(shí)物時(shí)，需考慮開(kāi)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(dòng)汽車(chē)通信控制器(EVCC)信號(hào)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(hào)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(hào)及其他信號(hào)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(hào)需要使用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)很重要的分支，自它誕生以來(lái)至今，以其極高的性能價(jià)格比以及一系列人所共識(shí)的優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多的工程技術(shù)人員的重視。現(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(guò)程控制、自動(dòng)檢測(cè)、家用電器和數(shù)據(jù)處理等各個(gè)方面[4]。由單片機(jī)控制電壓信號(hào)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(guò)對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)研究，以STC15F104W_DIP8單片機(jī)作為核心，以C語(yǔ)音對(duì)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(hào)，MOS管芯片相應(yīng)輸出通斷信號(hào)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出引腳中斷測(cè)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(gè)引腳串入一簡(jiǎn)單試驗(yàn)電路中，在電路兩端接入示波器測(cè)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(cè)試電路可以輸出測(cè)試波形。

圖5 試驗(yàn)輸出波形

5 結(jié)束語(yǔ)

本文所研制的引腳中斷測(cè)試設(shè)備通過(guò)單片機(jī)和MOS管芯片來(lái)輸出微秒級(jí)高速通斷波形，能夠滿足電動(dòng)汽車(chē)通信控制器(EVCC)進(jìn)行引腳中斷測(cè)試的要求，具有一定的實(shí)用價(jià)值和推廣價(jià)值。