HF3625BCM之轉向燈驅動電路故障分析與改進

方 遒，張海軍

1.廈門理工學院 機械與汽車工程學院，福建 廈門 361024）（2.福建省客車及特種車輛研發協同創新中心，福建 廈門 361024；

汽車電子控制模塊是保證汽車能夠基本行駛不可或缺的控制單元［1］，汽車上的車窗模塊、門鎖模塊以及燈光模塊等都由車身控制器BCM控制。HF3625是一款24V系統的車身控制器，在開發后期實車測試階段，轉向燈出現倍頻快閃問題。轉向燈能否正常工作，關系到汽車的行駛安全性［2］，這一問題的出現無論是客戶還是研究人員，都高度重視。

1 故障現象及模擬測試

在HF3625車身控制器開發的后期，客戶進行實車測試階段，1臺JH476試驗車開啟右轉向燈時正常工作，在開啟后視鏡加熱后，右轉向燈出現倍頻快閃問題。轉向燈工作原理框圖如圖1所示。

圖1 轉向燈工作原理框圖

在試驗室，將PV階段的2只留樣樣品在負載臺架上進行測試驗證，發現：當系統電源電壓為24 V時，開后視鏡加熱都會出現右轉向燈快閃狀況。詳細測試后發現：系統電壓為18～32 V時，分別開后視鏡加熱、小燈等由MOSFET控制的負載開關，都會出現右轉向燈倍頻快閃這一現象。

2 理論分析

HF3625 BCM轉向燈由英飛凌的BTT6050 MOSFET控制，如圖2所示。該芯片為兩通道輸出，單通道輸出時，最大載流為4 A；雙通道輸出時，每通道最大載流各3 A。實車左右轉向燈負載各為21 W×2+0.67 A，電流約為2.5 A，在規定范圍內，因而符合BTT6050載流要求。

BTT6050 IS腳為負載電流反饋腳，輸出為電流型，電路采用1.2 kΩ采樣電阻，將電流轉換為電壓并送入到MCU的AD（輸入電壓）端口分析，以此檢測負載電流是否發生變化。根據MOSFET規格和應用，倍頻快閃的原因可能有：①右轉向燈工作負載電流Iload發生改變，BCM檢測為燈故障而進入倍頻快閃；②右轉向電流反饋值UIS檢測偏小，造成BCM判定為燈故障而進入倍頻快閃；③BTT6050工作異常（Us或UGND）；④BTT6050輸入控制信號異常。

圖2 轉向燈控制電路

3 故障件測試驗證

在室溫（約25℃）下，將PV階段的幾只留樣樣品分別在電壓為20 V、24 V、28 V的條件下，依次開啟右轉向燈、小燈、近光燈、遠光燈、前霧燈、后霧燈、后視鏡加熱，用示波器分別測試MOSFET（U15）的右轉向燈輸出電流Iload、UIS、UGND、US，得到測試波形，如圖3所示。

測試最終結果：①當右轉向燈出現倍頻快閃時，Iload未發生任何變化，因而可以說明倍頻快閃與Iload無關。②當UGND大于1.25 V時，UIS=0，轉向燈出現快閃，說明右轉向燈倍頻快閃與UGND和UIS有關。③通過測試UIN、UDEN、UDSEL得知：當UGND超過1.0V后，UIS=0；當UGND減小到1.0 V以內時，UIS即恢復正常。因而可以說明右轉向燈倍頻閃爍與UGND有關。當UGND增大到一定值時，UIS=0，導致BCM判定為轉向燈故障而進入倍頻快閃狀態。

4 原因分析及改善對策

HF3625BCM電路是將6個MOSFET的GND短接后，通過1只27Ω電阻串聯二極管，再與電源U-連接，如圖2所示。R275和D12為6個MOSFET共用，每個MOSFET單通道工作時，IGND為9 mA；雙通道工作時，IGND為12 mA。代入公式

式中：N——MOSFET工作個數。

UGND=0.009×3×27+0.7=1.429 V

通過向供應商英飛凌咨詢得知：BTT6050芯片正常工作時，必須確保UGND腳電壓不超過1.2 V。因而確切的原因是：6個MOSFET的GND并聯共用1只27 Ω的電阻和二極管，導致UGND引腳電壓被拉高，被拉高后的UGND引腳電壓大于正常工作的1.2 V。

上述問題經團隊討論，提出以下4種改進方案。

1）減小R275阻值（0.072×R275+0.6＜1.2；R275＜8.3 Ω），理論分析可行。

2）使用單個MOSFET管串聯（0.012×27+0.6=0.924＜1.2），理論分析可行。

3）減小UD12；使用鍺管，導通電壓為0.3 V（0.072×27+0.3=2.244＞1.2），理論分析不可行。

4）盡量減少并聯M O S F E T數量并使用鍺管（0.012×27×2+0.3=0.948＜1.2），理論分析可行。

對以上4種方案進行驗證發現：方案1將27 Ω電阻改小，在高溫條件測試存在電阻損壞現象，故該方案不可行；方案2雖然理論驗證和實際測試都未出現任何問題，但就成本而言較高，不能稱之為理想方案，相比較，方案4最為完美。方案4的計算公式如下

圖3 測試波形圖

式中：N——MOSFET工作個數。

1）當MOSFET工作的個數N為3時，UGND=0.012×27×3+0.3=1.272＞1.2，電壓超過1.2 V，故不可取。

2）當MOSFET工作的個數N為2時，UGND=0.012×27×2+0.3=0.948＜1.2，電壓未超過1.2 V，可取。

就開發成本而言，方案4比方案2單個MOSFET管串聯1個二極管和電阻成本要低很多。方案1減小R275阻值，理論分析雖然可行，但在高溫條件下，電阻容易損壞，存在安全隱患，因而不能采用。最終通過團隊評估，采取方案4。按照方案4改進后的樣品方案，最大限度地減少了二極管和電阻的使用數量，因而有效地降低了開發成本。經過改進和優化后的車身控制器樣品在臺架試驗和實車測試中，都未出現任何問題。由此說明方案4是切實可行的。以上分析計算的相關公式對今后開發電子產品MOSFET管引腳電壓的計算也有很好的借鑒作用。

5 總結與展望

本文著重對車身控制器開發階段出現的右轉向燈倍頻快閃問題進行分析、研究，并提出改善對策，對今后在開發類似產品的電路設計分析與計算上，有很好的借鑒作用。在進行電路設計開發過程中，希望工程師們既要考慮成本效率，也要考慮安全系數，要結合實際情況對每一個模塊做好細致的理論分析與計算，開發過程中若出現問題應順藤摸瓜，找出問題點，盡可能多地拿出解決方案，并進行對比選擇最優方案，這樣才能使我們的開發水平和設計能力得到不斷的升華與提高。

［1］ 李越，吳震云.汽車車身控制器輸入電路的設計與分析［J］.汽車實用技術，2017（2）：26-28.

［2］ 倪麗，藺春明，俞燚.汽車車身控制器電路設計的研究［J］.汽車實用技術，2015（3）：37-39.