Diseño de un verificador autómata para un cargador de a bordo (OBC) de 3,6kW para vehículo híbrido enchufable (PHEV)

Abstract

[ES] A lo largo de este trabajo de final de master se va a diseñar un verificador para la placa principal de un cargador de abordo (OBC) de 3,6kW. Esta placa está compuesta por un filtro de entrada de la red en monofásica, un corrector del factor de potencia (PFC), la capacidad DCLink, un convertidor resonante en semipuente, un rectificador de diodos, filtro de salida DC, placa de control la cual supervisa de manera HW y SW todas las variables críticas del sistema y por último, los drivers los cuales conmutan los mosfets tanto del PFC como del inversor.

El propósito de este verificador es hacerlo industrializable, ya que su finalidad es ser utilizado en la fábrica de MAHLE Electronics donde se producen cerca de 400 OBCs diarios. Por lo tanto, este verificador hará su función de manera autómata donde el operario solo tenga que cambiar la placa a verificar y dar la aprobación de comenzar el test.

La verificación constará de varias fases, la primera de ellas será la programación del microcontrolador de la placa. Este se encarga de todas las lecturas del sistema, no solo tensión y corriente, si no de parámetros que se encargan de la seguridad para evitar que el equipo pueda quedar dañado. En la segunda parte el autómata presiona la placa a verificar a una cama de pinchos donde se unen los test points de esta con la electrónica del proyecto. Por último, mediante SW se inicia el test step y se hacen todas las lecturas y escrituras para que la placa quede verificada y que pueda ser ensamblada en un OBC.

Para que todo el sistema funcione, se ha diseñado un PCB con toda la electrónica necesaria para testear todas las funcionalidades del OBC. Esta placa ha sido diseñada mediante el software de diseño "Altium". Es la placa madre del proyecto, todo se gestiona a través de este PCB para que cuando esté todo el assembly montado se pueda verificar las placas con fluidez.

Para establecer comunicación entre la placa a verificar y el ordenador, se utiliza el protocolo de comunicación USART desde el ordenador al Beckh-off. Este último es el encargado de controlar todas las entradas y salidas del test, así como hacer lecturas, conmutar transistores para cambiar de estado alguna función, etc. Desde el Beckh-off a la placa se utilizará el protocolo de comunicación CAN Bus, se utilizará para la lectura de determinadas señales en tiempo real al igual que para activar o desactivar funciones del OBC y observar su comportamiento.