示波器國標(biāo)充電樁控制響應(yīng)時間測試
在充電樁系統(tǒng)中,控制命令發(fā)出到電源響應(yīng)的時間是新國標(biāo)嚴(yán)格要求的測試項目,但準(zhǔn)確測試這一項目絕非易事。首先這是一段長達(dá)數(shù)秒的波形,而時間起點難以定位,我們要基于整整數(shù)秒的波形精準(zhǔn)觸發(fā)出指定ID號、指定數(shù)據(jù)位的CAN信號。
一、充電樁國標(biāo)關(guān)于控制響應(yīng)時間的要求:
直流充電樁國標(biāo)QGDW1233-2014電動汽車非車載充電機(jī)通用要求規(guī)定:
1、控制命令軟啟動要求
充電樁應(yīng)具備軟啟動功能,軟啟動時間為3~8s;
2、充電機(jī)輸出響應(yīng)要求
針對輸出電流控制時間,在自動充電狀態(tài)下,充電機(jī)應(yīng)能快速響應(yīng)蓄電池管理系統(tǒng)的電流控制,控制時間不應(yīng)低于表1的要求。
表1 輸出電流控制要求
電流變化值ΔI
A
上升控制時間
s
下降控制時間
s
≤20
2
2
20<ΔI≤125
5
3
125<ΔI≤250
10
5
因此,在充電樁中,對電源模塊的啟動控制響應(yīng)時間和輸出電流變化時的控制響應(yīng)時間的測量是非常必要的,它也是決定充電樁是否符合國標(biāo)的重要因素之一。
二、如何測量充電樁的控制響應(yīng)時間?
在充電樁系統(tǒng)中,充電機(jī)控制器和電源模塊之間為CAN通信,當(dāng)充電機(jī)控制器發(fā)出CAN報文指令,電源模塊接收到指令后并響應(yīng),這一段的控制響應(yīng)時間該如何測量呢?我們來總結(jié)一下國標(biāo)的要求:
測試項目的核心要求:
1、要求使用CAN協(xié)議觸發(fā);
2、要求最長10s的波形;
那么,測試項目對測試設(shè)備的具體要求為:
1、設(shè)備必須擁有CAN協(xié)議觸發(fā)的功能,同時以CAN的常規(guī)波特率計算(250kb/s),如果需要準(zhǔn)確觸發(fā),采樣率至少需要20倍(250k/s*20=5Mb/s)
2、對單通道存儲深度的需求為5Mb/s*10s=50M
結(jié)論:測試設(shè)備必須支持CAN觸發(fā)的情況下,通道存儲深度大于50Mpts,否則無法準(zhǔn)確測試此項目。
以ZDS2024Plus示波器為例,搭建現(xiàn)場測試環(huán)境如下:
通道1選用差分探頭測試充電控制器與電源模塊之間的CAN報文,通道2選用電流探頭測試電源模塊輸出線路上的電流變化。
ZDS2024Plus示波器具備CAN協(xié)議觸發(fā)功能,可對CAN總線的類型、波特率、采樣位置進(jìn)行設(shè)置,同時對觸發(fā)的模式、ID號、數(shù)據(jù)位進(jìn)行精確設(shè)置,保證特定的CAN信號精準(zhǔn)觸發(fā)。CAN協(xié)議觸發(fā)設(shè)置如下圖:
設(shè)置存儲深度為250M,時基為500ms/div,觸發(fā)并解碼如下:
通道1檢測到充電機(jī)控制器發(fā)出的特定ID幀并觸發(fā),通道3檢測電源模塊響應(yīng)輸出電流的啟動位置或變化轉(zhuǎn)折點(圖中所測為輸出電壓曲線),通過光標(biāo)測量通道1觸發(fā)的位置到通道3開始上升的位置,有圖知ΔX=3.580s即為充電樁的控制響應(yīng)時間。
三、總結(jié)
在充電樁系統(tǒng)中,主控模塊通過特定ID的CAN命令啟動電源,從CAN控制命令發(fā)出到電源啟動輸出的響應(yīng)時間是一項重要參數(shù),但由于CAN總線上摻雜著很多其它的通信幀,且從CAN命令發(fā)出到電源啟動輸出大概需要3秒的長時間,因此既需要示波器能根據(jù)特定的CAN ID幀來觸發(fā),又要能夠捕獲足夠長時間的數(shù)據(jù),才能完整觀察到電源啟動輸出的信號,并依此計算出兩者時間差,這就要求示波器具備非常高的存儲深度,并且能夠根據(jù)特定的CAN信號來觸發(fā),兩者缺一不可。