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1．4 程控电源及监控模块
程控电源及监控模块主要是为LCU测试台提供工作电源，并实时对电源进行监控。本程控电源具有四种不同的输出电压(DC70 V、DC75 V、DCll0 V和DCl37 V)，可以测试LCU在不同电压下的工作状况。为了保证测试台设备和被测LCU的安全，此模块中设计有过流过压报警及保护功能。当工控机通过通信模块的CAN总线向程控电源及监控模块发出调压命令时，可由单片机控制程控电源进行输出电压调节。在正常工作状况，可通过霍尔传感器对输出电压电流进行实时采样，以监视电源的工作状况。当发现电压或电流不正常时，可延时100～500μs(防止电流毛刺)再对电压电流进行检测，若仍不正常，则立刻关闭固态继电器，同时向上位机发送电源异常数据。图4所示是程控电源及监控模块结构图。

1．5 模拟负载模块
在对LCU进行测试时，还需要测试其高输出在带负载情况下的工作状况，所以，本设计还给出了模拟负载单元，以模仿电力机车上的负载。每块LCU控制板对应一组可选负载(共需8组)，每组负载有4种可选阻值(根据SS4G电力机车实际情况选330欧、220欧、110欧和55欧)；另外还需具有负载自检功能，应可判定负载电阻是否短路、断路或阻值异常等情况。其工作原理是在正常工作时，由单片机通过4路光电开关对电阻阻值进行选择，以作为LCU高输出的负载。负载自检是通过单片机选择要检测的电阻阻值，同时自检电源的导通开关打开，以对要检测的电阻进行通电，然后对电阻的电压进行AD转换，并反馈给单片机以供检测是否正常。其模拟负载模块的结构框图如图5所示。

2 硬件电路设计
本测试台的硬件系统是以富士通公司生产的16位高性能单片机MB90F543G为核心的嵌入式系统MB90F543G具有两个符合V2．0标准的CAN总线接口，十分方便CAN总线的扩展，同时具有8路8／10bit的A／D转换器和8个中断优先级，34个中断源，4字节指令队列，可增强指令执行速度。
2．1 CAN总线接口电路
由于MB90F543G单片机本身具有两路CAN控制器，因此，只需要增加CAN收发器即可实现对其扩展。本系统采用飞利浦公司生产的PCA82C-250C芯片作为CAN收发器，该芯片与ISO／DIS 11898标准完全兼容，同时具有传输速度高(最高可达1Mbps)，抗干扰能力强，可支持多达110个节点连接等特点，因而得到了广泛的应用。本设计中，为了保护CAN收发器，另外还增加了涌浪保护芯片NUP2105。本系统中的CAN总线接口电路如图6所示。

关键词： 电力机车 单元测试 逻辑控制 硬件