一种覆盖整个执行机构的关断路径测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种覆盖整个执行机构的关断路径测试装置，包括：多个功率器件、与功率器件连接的驱动芯片、以及向驱动芯片发送用于控制功率器件导通状态的驱动信号的主控芯片，主控芯片与驱动芯片连接，关断路径测试装置还包括：设于驱动芯片内且用于检测功率器件的导通状态的诊断电路，诊断电路与功率器件连接；其中，功率器件还与用于根据功率器件的导通状态以及所述驱动信号判断关断路径异常状态的主控芯片相连。与现有技术相比，本实用新型专利技术利用驱动芯片的门极和发射极的电压诊断机制以及退饱和诊断机制识别功率器件是否存在卡滞在开路或卡滞在短路状态，从而使关断路径的探测范围能覆盖整个关断路径控制及安全状态实现功能。态实现功能。态实现功能。

【技术实现步骤摘要】
一种覆盖整个执行机构的关断路径测试装置


[0001]本技术涉及道路车辆功能安全开发领域，特别是一种覆盖整个执行机构的关断路径测试装置。

技术介绍

[0002]通常关断路径因为功率器件的失效，关断信号传输路径的失效，功率器件驱动芯片的失效或驱动电源失效等，导致关断信号触发后，功率器件无法维持在既定的安全状态，即对应的IGBT导通/关断状态。因此需要对关断路径的有效性进行检测；
[0003]所述关断路径的有效性，指有效的关断信号触发后，功率器件能够根据既定的导通关断状态的定义进入相应的状态。
[0004]本技术中的关断路径测试策略主要的实现载体是主驱电机控制器。其主要设计原理是以E
‑
GAS三层软件架构作为基础设计框架。在进入安全状态的触发信号或在安全状态保持的电路模块存在潜在违反安全目标的故障时，通过上电后的关断路径测试(包括功能监控层的关断路径测试以及控制器监控层的关断路径测试)的方法，来对这些潜在违反安全目标的故障进行预先识别，从而最大限度的避免在驾驶过程中由于进入安全状态的触发信号或在安全状态保持的电路模块存在潜在违反安全目标的故障发生时造成的人身伤害。
[0005]所述主驱电机控制器，包括芯片以及芯片外围电路。针对专业术语安全状态，在国际标准ISO26262
‑
2018中的定义为：一个没有不合理风险的系统在故障发生时所采用的操作模式；
[0006]现有的关断路径测试方案是：当功能监控层或者控制器监控层探测到故障之后，由主控芯片或者外围电源控制芯片发出ASC命令到功率器件驱动芯片中，功率器件驱动芯片会将ASC的命令进行识别并发送到各个功率器件，例如MOS管或者IGBT，同时将每一个发送到功率器件驱动芯片寄存器的指令进行回读，判断是否符合预期要求。本技术所述的ASC，全称为Active short circuit，即主动短路。其实现形式为驱动电桥上三桥或下三桥全开(导通)，使电机定子绕组形成闭合回路。是一种电机的安全保护机制。
[0007]目前现有的关断路径测试方案的缺陷是：关断路径的测试范围最远只能达到功率器件驱动芯片原边的关断触发信号输入端，即只能探测到功率器件驱动芯片关断触发的请求指令，无法探测到实际的功率器件是否存在卡滞在导通或卡滞在关断等失效模式，进而无法确保在有效的关断信号触发后，功率器件进入既定的安全状态。上述失效模式指的是子系统或者元素未能提供预期的行为方式。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中，关断路径的测试范围最远只能达到功率器件驱动芯片原边的关断触发信号输入端，无法探测到实际的功率器件是否存在卡滞在导通或卡滞在关断等失效模式的问题，本技术提出了一种覆盖整个执行机构的关断路径测试装置。
[0009]本技术的技术方案为，提出了一种覆盖整个执行机构的关断路径测试装置，包括：多个功率器件、与所述功率器件连接的驱动芯片、以及向所述驱动芯片发送用于控制所述功率器件导通状态的驱动信号的主控芯片，所述主控芯片与所述驱动芯片连接，所述关断路径测试装置还包括：
[0010]设于所述驱动芯片内且用于检测所述功率器件的导通状态的诊断电路，所述诊断电路与所述功率器件连接；其中，所述功率器件还与用于根据所述功率器件的导通状态以及所述驱动信号判断关断路径异常状态的所述主控芯片相连。
[0011]进一步，所述诊断电路包括：比较器U1、二极管D
CLP
、二极管D
HV
、电容C
BLK
、电阻Rs；
[0012]所述比较器U1的第一输入端连接到所述电阻Rs的一端，所述电阻Rs的另一端连接到所述二极管D
HV
的正极，所述二极管D
HV
的负极连接到所述功率器件，所述电容C
BLK
的第一端连接到所述比较器U1的第一输入端与所述电阻Rs之间、所述电容C
BLK
的第二端接地，所述二极管D
CLP
并联在所述电容C
BLK
的两端，且所述二极管D
CLP
的正极连接到所述电容C
BLK
的第二端、所述二极管D
CLP
的负极连接到所述电容C
BLK
的第一端，所述比较器U1的第二输入端接入一参考电压V
DESATth
，在所述比较器U1的第一输入端与所述电阻Rs之间还接入有一电流方向朝向所述电阻Rs的恒流源I
CHG
。
[0013]进一步，所述第一输入端为同相输入端、第二输入端为反相输入端；
[0014]当所述比较器U1输出高电平时，所述诊断电路判定所述功率器件处于退饱和状态。
[0015]进一步，多个所述功率器件相互连接，并组成一驱动电桥，所述驱动电桥的两端接入高压直流电，且所述驱动电桥的每个桥臂的中点与负载连接，用于将所述高压直流电转换为高压交流电给所述负载供电；
[0016]所述诊断电路包括与所述驱动电桥的上桥臂中功率器件连接的第一诊断电路、以及与所述驱动电桥的下桥臂中功率器件连接的第二诊断电路；所述驱动芯片根据所述第一诊断电路和所述第二诊断电路的退饱和诊断结果判断所述驱动电桥的状态。
[0017]进一步，当所述第一诊断电路和所述第二诊断电路判定所述驱动电桥的上桥臂以及下桥臂中功率器件处于退饱和状态时，所述驱动电桥的上桥臂以及下桥臂中功率器件均处于短路状态；
[0018]当所述第一诊断电路判定所述驱动电桥的上桥臂中功率器件不处于退饱和状态，且所述第二诊断电路未触发退饱和诊断时，所述驱动电桥的上桥臂中功率器件处于短路状态、下桥臂中功率器件处于断路状态；
[0019]当所述第一诊断电路未触发退饱和诊断，且所述第二诊断电路判定所述驱动电桥的下桥臂中功率器件不处于退饱和状态时，所述驱动电桥的上桥臂中功率器件处于断路状态、下桥臂中功率器件处于短路状态。
[0020]进一步，当所述驱动电桥的上桥臂以及下桥臂中功率器件的导通状态与所述驱动信号一致时，所述主控芯片判定关断路径正常；
[0021]当所述驱动电桥的上桥臂以及下桥臂中功率器件的导通状态与所述驱动信号不一致时，所述主控芯片判定关断路径异常。
[0022]进一步，还包括：
[0023]与所述主控芯片连接的电源控制芯片；
[0024]所述电源控制芯片根据所述主控芯片的判断结果触发关断指令，以关闭控制回路。
[0025]进一步，还包括：分别与所述主控芯片以及所述电源控制芯片连接的硬件比较电路；
[0026]所述硬件比较电路包括：或门电路，且所述或门电路的第一输入端与所述主控芯片连接、所述或门电路的第二输入端与所述电源控制芯片连接、输出端连接到所述驱动芯片；
[0027]当所述主控芯片和/或所述电源控制芯片触发关断指令时，所述硬件比较回路向所述驱动芯片发出关断信号，以控制所述功率器件断开。
[0028]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种覆盖整个执行机构的关断路径测试装置，包括：多个功率器件、与所述功率器件连接的驱动芯片、以及向所述驱动芯片发送用于控制所述功率器件导通状态的驱动信号的主控芯片，所述主控芯片与所述驱动芯片连接，其特征在于，所述关断路径测试装置，还包括：设于所述驱动芯片内且用于检测所述功率器件的导通状态的诊断电路，所述诊断电路与所述功率器件连接；其中，所述功率器件还与用于根据所述功率器件的导通状态以及所述驱动信号判断关断路径异常状态的所述主控芯片相连。2.根据权利要求1所述的关断路径测试装置，其特征在于，所述诊断电路包括：比较器U1、二极管D
CLP
、二极管D
HV
、电容C
BLK
、电阻Rs；所述比较器U1的第一输入端连接到所述电阻Rs的一端，所述电阻Rs的另一端连接到所述二极管D
HV
的正极，所述二极管D
HV
的负极连接到所述功率器件，所述电容C
BLK
的第一端连接到所述比较器U1的第一输入端与所述电阻Rs之间、所述电容C
BLK
的第二端接地，所述二极管D
CLP
并联在所述电容C
BLK
的两端，且所述二极管D
CLP
的正极连接到所述电容C
BLK
的第二端、所述二极管D
CLP
的负极连接到所述电容C
BLK
的第一端，所述比较器U1的第二输入端接入一参考电压V
DESATth
，在所述比较器U1的第一输入端与所述电阻Rs之间还接入有一电流方向朝向所述电阻Rs的恒流源I
CHG
。3.根据权利要求2所述的关断路径测试装置，其特征在于，所述第一输入端为同相输入端、第二输入端为反相输入端；当所述比较器U1输出高电平时，所述诊断电路判定所述功率器件处于退饱和状态。4.根据权利要求1所述的关断路径测试装置，其特征在于，多个所述功率器件相互连接，并组成一驱动电桥，所述驱动电桥的两端接入高压直流电，且所述驱动电桥的每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩永杰，刘钧，李峥，
申请(专利权)人：上海威迈斯新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：