1、引言

    車輛在行駛過程中，DYC（橫擺力矩）電路處于工作狀態(tài)，突遇緊急狀況，需要踩剎車進行控制,，此時DYC電路停止工作，ABS（防抱死系統(tǒng)）電路處于工作狀態(tài)，如何實現(xiàn)兩個電路系統(tǒng)的快速高效可靠的切換，是本文研究的重點。

    2,、控制系統(tǒng)模型

    車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)模型如圖1所示：

    當車輛在行駛過程中遇到緊急情況,，駕駛員踩剎車，此時,，為了防止車輪抱死,，發(fā)生危險，ABS（防抱死系統(tǒng)）電路開始工作,，DYC（橫擺力矩）電路停止工作;當不踩剎車,，車子行駛過程中，DYC（橫擺力矩）電路在工作中,，為了防止側偏等危險的發(fā)生,。本文需要設計一個切換電路從而實現(xiàn)在ABS和DYC兩電路中高速瞬時切換，提高駕車的安全性,。

    3,、接口系統(tǒng)設計原理

    3.1 切換電路原理

    切換電路原理圖如圖2所示：

    電路圖采用兩片74LS373三態(tài)門的8路鎖存器，和一個CD4069反相器構成,。上拉電阻10MΩ在不輸入電位的時候鎖存端的電位自動保持高電位,，此時輸入信號隨輸出信號變化。

    74LS373 片內是8個輸出帶三態(tài)門的D鎖存器,，其結構示意圖見圖3所示,。當使能端G呈高點平時鎖存器中的內容可更新，而在返回低電平瞬間實現(xiàn)鎖存。如此時芯片的輸出控制端為低,，也即輸出三態(tài)門打開,，鎖存器中的地址信息便可經由三態(tài)門輸出。除74LS373外,，84LS273,、8282、8212等芯片也可用作地址鎖存器,，但使用時接法稍有不同,，由于接線稍繁、多用硬件和價格稍貴,，故不如74LS373用的普遍,。因此考慮到成本和電路的簡單易行性，采用74LS373 作為接口系統(tǒng)電路設計的主要芯片,。74LS373功能表如附表,。圖3示出結構原理。

    Z：高阻 在穩(wěn)態(tài)輸入前輸出信號電平已經建立

    3.2 電路工作原理

    車輛平穩(wěn)操縱時候,，DYC（橫擺力矩）電路工作,，當踩剎車時候，信號變?yōu)?（高電平）,，此時選中第一片74LS373芯片,，8個輸入通道，輸出信號就使ABS電路工作,，防止車輪抱死,。實現(xiàn)了DYC與ABS電路之間的高速度，高可靠性的切換,。

    4 ,、可靠性設計

    4.1 電源的可靠性

    車載電源為蓄電池12V，而74LS373的電壓需要5V,，所以在設計的過程中涉及到DC-DC的轉換,。在此，選擇7805,，7805是三端穩(wěn)壓器,，可以轉為穩(wěn)定的5V電壓。眾所周知,，穩(wěn)壓電源直流輸出需要進行濾波,，開關電源的輸出噪音主要分兩類：差模噪音和共模噪音。差模噪音主要由輸出部分的開關管導致的,，典型的由開關二極管產生,。加LCR濾波或在二極管上串飽和磁珠能顯著的抑制這種噪音,。共模噪音大量存在于隔離開關電源中，主要由輸入端的開關管產生,。這種噪音通過開關變壓器耦合到輸出,。加LCR濾波幾乎沒效果。解決這種噪音有三個方法：在輸出和輸入的地之間加個電容幾百到幾千微微法;在輸入整流之前加幾十毫亨的電源濾波電感;在開關三極管附近加電容,。這里可在導線或電阻上套一個磁珠,，相當于功率電感起濾波作用，對高頻有抑制作用,，主要是1MHz以上噪聲,。

    4.2 輸入輸出口可靠性設計

    可以采用光電隔離技術，主要作用：隔離不同電氣特性的電路,，如模擬電路和數(shù)字電路,，放大電路是模擬電路而增益控制則是數(shù)字電路，增益控制信號通過光電耦合器件傳遞控制信號,，避免數(shù)字電路和模擬電路發(fā)生耦合,，電力電子系統(tǒng)中使用光電隔離開關，可隔離高電壓電路,，實現(xiàn)低壓電路控制高壓電路,，用光電耦合器件傳遞控制信號。

    4.3 PCB設計中抗干擾措施

    （1） 布局

    考慮PCB尺寸大小,，PCB尺寸過大,、印制線條長、阻抗增加,、抗噪聲能力下降、成本增加;過小則散熱不好,，且鄰近線條易受干擾,。在確定尺寸后，確定特殊元件位置,。最后,，根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元件進行布局,。在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則：盡量縮短高頻元件間連線,，設法減少分布參數(shù)和相互間電磁干擾，易受干擾元件不能挨得太近,，輸入和輸出元件應盡量遠離;某些元件或導線之間可能有較高電位差,，應加大它們間的距離，以免放電引出意外短路,，帶高電壓元件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方;重量超過15g的元器件,，應用支架固定然后焊接,，那些又大又重、發(fā)熱量多的元件,，不宜裝在印制板上,，而應裝在整機的機箱底板上，且應考慮散熱問題,，熱敏元件應遠離發(fā)熱元件;對于電位器,、可調電感線圈、可變電容器,、微動開關等可調元件的布局應考慮整機結構要求,，若是機內調節(jié)，應放在印制板上方便于調節(jié)的地方,，若是機外調節(jié),，其位置要與調節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應;應留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。

    （2） 元件布局

    根據(jù)電路的功能單元,，對電路的全部元器件進行布局時,，要符合以下原則：

    按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通,，并使信號盡可能保持一致的方向,。

    以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局,。元器件應均勻,、整齊、緊湊地排列在PCB上,，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接,。

    在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù),。一般電路應盡可能使元器件平行排列,。這樣，不但美觀,，而且裝焊容易,，易于批量生產。

    位于電路板邊緣的元器件,，離電路板邊緣一般不小于2mm,。電路板的最佳形狀為矩形，長寬比為3:2或4:3,。電路板面尺寸大于200×150mm時,，應考慮所受機械強度。

    （2） 布線：

    輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行,，最好加線間地線,，以免發(fā)生反饋耦合,。

    當銅箔厚度為0.05mm、寬度為l～1.5mm時,，通過2A的電流,，溫度不會高于3度，因此,，導線寬度為1.5mm可滿足要求,。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路,，通常選0.2～0.3mm導線寬度,。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路,，只要工藝允許,，可使間距小至5～8mm。

    印制導線拐彎處一般取圓弧形,，而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能,。盡量避免使用大面積銅箔否則，長時間受熱時,，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象,。必須用大面積飼箔時，用柵狀有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產生的揮發(fā)性氣體,。根據(jù)印制線路板電流的大小,，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻,。同時,，使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,，這樣有助于增強抗噪聲能力,。

    5 、 結束語

    綜上所述,，ABS和DYC電路之間的切換由一個反相器CD4069和兩片74LS373可以完成,，電路簡單明了,，效率高,，價格便宜，經測試運行,，完全符合功能要求,。很好地控制了車輛運行的穩(wěn)定性。