CN112485507B

CN112485507B - 一种用于菊花链通信电路传输电流测试的方法

Info

Publication number: CN112485507B
Application number: CN202011299323.7A
Authority: CN
Inventors: 胡文瑞; 王秀芝; 孔瀛; 田岭; 莫艳图; 崔旭彤; 王艳翔; 王立鹏; 柏晓鹤
Original assignee: Beijing Microelectronic Technology Institute; Mxtronics Corp
Current assignee: Beijing Microelectronic Technology Institute; Mxtronics Corp
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2022-09-30
Anticipated expiration: 2040-11-18
Also published as: CN112485507A

Abstract

本发明一种用于菊花链通信电路传输电流测试的方法，单颗被测电路配置为slave模式；使用直流电源串联二极管、限流电阻对菊花链输入端口施加电压，构成可控电流源；使用电流表对被施加电压端口的电流进行观测，同时使用电流表观测该端口对应输出端口的电流；逐步调节施加电压大小，观测输入输出端口的电流。本发明有效地解决了菊花链电路通信电流难以测试的问题，不需要级联方式仅用单颗电路以及普通的仪器即可实现；此方法可以观测到通信过程中逻辑高、逻辑低以及翻转阈值电流值，通过此测试结果能直观反映菊花链通信电路的抗干扰能力。

Description

一种用于菊花链通信电路传输电流测试的方法

技术领域

本发明涉及一种菊花链通信电路传输电流测试的方法，特别是菊花链传输电流大小以及翻转阈值测试的方法。

背景技术

菊花链通信电路是以电流传输信号的，常用于以级联方式工作的电池监控芯片。在电池管理系统中，电池组一般由几十节锂离子电池串联组成，如果使用6通道的电池监控芯片来进行设计，就需要大量的芯片进行级联实现，每颗芯片都在不同的电压域工作，而且在电池管理系统的应用环境中，其频繁的大功率充放电工况，电磁干扰很严重，为了节约系统成本以及增加抗干扰能力，以电流模式传输信息的菊花链接口成为首选，不同于电平传输，电流模式以传输电流的大小来判断0、1逻辑，解决了不同电压域之间信息交换的难点，且具有更好的抗干扰能力。虽然菊花链通信电路具有比较强的抗干扰能力，但是缺少对这种抗干扰能力的评判方法，通过对菊花链通信电路传输电流的大小和翻转阈值的测试，可以直观地评判其抗干扰的能力。

发明内容

本发明的技术解决问题是：突破当前菊花链通信抗干扰能力难以评估的处境，提供一种菊花链通信电路传输电流测试的方法，该方法通过施加电压源和串联二极管、电阻实现电流源功能的方式，可以准确测出菊花链通信电流的大小以及翻转阈值，从而直观的反映出菊花链通信的抗干扰能力。

本发明的技术方案是：一种用于菊花链通信电路传输电流测试电路，包括：直流电源V0、直流电源V1、直流电源V2、电阻R0、电阻R1、二极管D1、二极管D2、电流表A1、电流表A2、电流表A3、电流表A4；

待测电路U1的电源管腿VDD直流电源V0正端，待测电路U1的GND管腿连接直流电源V0的负端，待测电路U1的Master/Slave管腿与电阻R0连接，电阻R0另一端与GND连接，直流电源V1正端与GND连接，直流电源V1负端与电阻R1连接，电阻R1另一端与二极管D1负端连接，二极管D1正端与电流表A1输出端连接，电流表A1输入端与待测电路U1底端菊链输入端口INlo连接，待测电路U1顶端菊链输出端口OUThi与电流表A2输出端连接，电流表A2输入端与VDD连接，直流电源V2负端与GND连接，直流电源V2正端与电阻R2连接，电阻R2另一端与二极管D2正端连接，二极管D2负端与电流表A4输入端连接，电流表A4输出端与待测电路U1顶端菊链输入端口INhi连接，待测电路U1底端菊链输出端口OUTlo与电流表A3输入端连接，电流表A3输出端与GND连接。

根据电路功能手册，通过电阻R0将电路配置为slave工作模式。

所述直流电源V0、V1、V2均为隔离的直流电源，二极管D1、D2方向与电流方向一致。

对于由下向上传输的端口其限流电阻的选值按R1>(V_max-V_D)/I_max计算，对于由上向下传输的端口其限流电阻的选值按R2>(V_max-VDD-V_D)/I_max计算，其中V_max为电压源最大电压值，VDD为待测电路工作电压，V_D为二极管压降，I_max为菊花链端口能接受的最大电流值。

一种用于菊花链通信电路传输电流测试方法，包括下列步骤：

1)将直流电源V0、V2预置为VDD正常输入电压值，将V1预置为0V，电流表A1、A2、A3、A4根据电路特性选择量程，R1、R2按照计算值选取；

2)依次对直流电源V0、V1、V2上电；

3)记录电流表A2、A3、示值，分别为信号由下向上和由上向下传输时的逻辑低电流值；

4)依次向上逐步调节V1、V2的输出电压，记录电流表A2、A3示值发生跳变时对应的A1、A4的示值，分别为信号由下向上和由上向下传输时电流的翻转阈值；

5)继续向上逐步调节V1、V2的输出电压，记录电流表A2、A3示值不再变化时对应的A2、A3的示值，分别为信号由下向上和由上向下传输时的逻辑高电流值；

6)依次关闭直流电源V2、V1、V0，完成测量。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)通常菊花链通信电路传输电流的大小只有设计保证值，并无相关方面的测试，而本发明可以对菊花链通信电路传输电流进行准确的测量，比起设计保证能更加确定电路的特性参数；

(2)通常进行拉灌电流都需要使用电源测量仪，本发明使用直流电源串联二极管、电阻、电流表的实现方式，使用普通的仪器即可实现可控电流源的功能，降低测试难度和测试成本；

(3)通常直接对待测电路输入输出端口进行拉灌电流可能会对待测电路造成电损伤，本发明通过控制施加最大电压值与限流电阻值限制最大电流，通过二极管控制电流流向，防止电流倒灌，避免对电路造成测试损伤，可辅以ATE进行批量生产测试。

(4)通常菊花链通信电路需要至少两颗电路级联才能实现功能，本发明只使用单颗电路即可实现实际通过过程中传输电流的改变，大大简化测试方案。

附图说明

图1是本发明用于菊花链通信电路传输电流测试方法的原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明采用的测试方法原理图由待测电路U1，隔离直流电源V0、V1、V2，配置电阻R0，限流电阻R1、R2，二极管D1、D2，电流表A1、A2、A3、A4组成，图中箭头指示电流流动的方向。其中V0为待测电路提供正常工作电压，根据待测电路特点通过电阻R0将电路配置为slave工作模式；对于由下向上传输的信号，使用反接的直流电源V1与限流电阻R1、保护二极管D1以及电流表A1可对待测电路底端的菊链输入端口进行拉电流，二极管D1控制电流流向，电阻R1限制电流大小，起到保护待测电路的作用，电流表A1可以实时的显示端口拉出电流的大小；在实际应用中，待测电路U1的电源输入VDD一般会与上级电路的地电位GND进行相连，使用电流表A2串联接入待测电路电源输入端与顶端的菊链输出端口，可以模拟实际应用，实时观测顶端菊链输出端口拉电流的大小，A2示值一般情况下会处于稳态，当底端菊链输入端口的电流达到翻转阈值时，A2示值会发生急剧变化；同样的对于由上向下传输的信号，使用直流电源V2与限流电阻R2、保护二极管D2以及电流表A4可对待测电路顶端的菊链输入端口进行灌电流，二极管D2控制电流流向，电阻R2限制电流大小，起到保护待测电路的作用，电流表A4可以实时的显示灌入端口电流的大小；在实际应用中，待测电路U1的地电位GND一般会与下级电路的VDD进行相连，使用电流表A3串联接入待测电路GND与底端的菊链输出端口，可以模拟实际应用，实时观测底端菊链输出端口灌出电流的大小，A3示值一般情况下会处于稳态，当顶端菊链输入端口的电流达到翻转阈值时，A3示值会发生急剧变化；通过从低到高依次调节V1、V2输出电压的大小，观测记录开始时处于稳态的电流表A2、A3示值，A2、A3示值发生急剧变化时对应的A1、A4示值，再到A2、A3重新处于稳态后的示值，分别对应菊链端口的逻辑低、翻转阈值、逻辑高电流值，至此使用普通仪器和单颗电路即可得到菊链传输电流全部的参数特性。

实施例

(1)直流电源V0预置为30V，直流电源V1预置为0V，直流电源V2预置为30V，直流电源V1最大输出为10V，R1选用10K，直流电源V2最大输出为50V，R2选用20K，R0选用10K，D1、D2选用肖特基二极管，导通压降约0.3V，电流表A1、A2、A3、A4选用1mA量程；

(2)依次对直流电源V0、V1、V3上电；

(3)记录上电后的电流表A2、A3示值，分别为58uA、60uA，即为逻辑低时的菊链由下向上和由上向下传输电流的数值；

(4)逐步向上调节直流电源V1的输出电压，当V1调到1.5V左右时，电流表A1示值为120uA，此时电流表A2示值从58uA突变到190uA，记录此时A1的示值为由下向上传输时菊链输入端口的翻转阈值电流；逐步向上调节直流电源V2的输出电压，当V2调到32.9V左右时，电流表A4示值为130uA，此时电流表A3示值从60uA突变到200uA，记录此时A4的示值为由上向下传输时菊链输入端口的翻转阈值电流；

(5)继续向上调节直流电源V1的输出电压，当V1超过1.6V时，此时电流表A2示值保持253uA不在变化，记录此时A2的示值为由下向上传输时逻辑高电流；逐步向上调节直流电源V2的输出电压，当V2超过33V时，此时电流表A3示值保持261uA不变，记录此时A3的示值为由上向下传输时逻辑高电流；

(6)依次关闭直流电源V2、V1、V0，完成测量。

Claims

1.一种用于菊花链通信电路传输电流测试电路，其特征在于包括：直流电源V0、直流电源V1、直流电源V2、电阻R0、电阻R1、二极管D1、二极管D2、电流表A1、电流表A2、电流表A3、电流表A4；

待测电路U 1的电源管腿VDD接直流电源V0正端，待测电路U1的GND管腿连接直流电源V0的负端，待测电路U 1的Master/Slave管腿与电阻R0连接，电阻R0另一端与GND连接，直流电源V1正端与GND连接，直流电源V1负端与电阻R1连接，电阻R1另一端与二极管D1负端连接，二极管D1正端与电流表A1输出端连接，电流表A1输入端与待测电路U 1底端菊链输入端口INlo连接，待测电路U 1顶端菊链输出端口OUThi与电流表A2输出端连接，电流表A2输入端与VDD连接，直流电源V2负端与GND连接，直流电源V2正端与电阻R2连接，电阻R2另一端与二极管D2正端连接，二极管D2负端与电流表A4输入端连接，电流表A4输出端与待测电路U 1顶端菊链输入端口INhi连接，待测电路U 1底端菊链输出端口OUTlo与电流表A3输入端连接，电流表A3输出端与GND连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于菊花链通信电路传输电流测试电路，其特征在于：根据电路功能手册，通过电阻R0将待测电路U1配置为slave工作模式。

3.根据权利要求1所述的一种用于菊花链通信电路传输电流测试电路，其特征在于：所述直流电源V0、V1、V2均为隔离的直流电源，二极管D1、D2方向与电流方向一致。

4.根据权利要求1所述的一种用于菊花链通信电路传输电流测试电路，其特征在于：对于由下向上传输的端口其限流电阻的选值按R1>（V_max-V_D）/I_max计算，对于由上向下传输的端口其限流电阻的选值按R2>（V_max-VDD-V_D）/I_max计算，其中V_max为电压源最大电压值，VDD为待测电路U1工作电压，V_D为二极管压降，I_max为菊花链端口能接受的最大电流值。

5.一种利用权利要求1所述电路进行用于菊花链通信电路传输电流测试方法，其特征在于包括下列步骤：

1）将直流电源V0、V2预置为VDD正常输入电压值，将V1预置为0V，电流表A1、A2、A3、A4根据待测电路U1特性选择量程，R1、R2按照计算值选取；

2）依次对直流电源V0、V1、V2上电；

3）记录电流表A2、A3示值，分别为信号由下向上和由上向下传输时的逻辑低电流值；

4）依次向上逐步调节V1、V2的输出电压，记录电流表A2、A3示值发生跳变时对应的A1、A4的示值，分别为信号由下向上和由上向下传输时电流的翻转阈值；

5）继续向上逐步调节V1、V2的输出电压，记录电流表A2、A3示值不再变化时对应的A2、A3的示值，分别为信号由下向上和由上向下传输时的逻辑高电流值；

6）依次关闭直流电源V2、V1、V0，完成测量。