專利名稱：汽車空調(diào)控制面板參考電源保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車空調(diào)控制面板參考電源保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車的功能越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。目前汽 車的電子控制越來(lái)越復(fù)雜，電子控制功能的應(yīng)用越來(lái)越多，需要配備處理器和傳感器，處理 器采集傳感器的數(shù)據(jù)并按照一定的控制邏輯進(jìn)行運(yùn)算達(dá)到最佳的控制效果。由于傳感器一般 需要穩(wěn)定的工作電源，為了保證數(shù)據(jù)采集的精度和線性度，傳感器的參考電源和處理器的工 作電源最好采用同一個(gè)電源。這也是目前絕大多數(shù)汽車控制系統(tǒng)采用的方案。這個(gè)方案沒有 對(duì)接口實(shí)施保護(hù)，可靠性差。當(dāng)接口對(duì)汽車的地，或點(diǎn)火電壓，或電瓶電壓短路時(shí)，會(huì)造成 整個(gè)控制系統(tǒng)損壞或不能工作。如圖1中，汽車控制單元內(nèi)部的電源電路向內(nèi)部CPU和外部傳
感器供電，當(dāng)外部傳感器信號(hào)線發(fā)生短路時(shí)具體情況如下
(1) 對(duì)地發(fā)生短路
圖1中A點(diǎn)對(duì)地短路導(dǎo)致B點(diǎn)的電壓降至0V，內(nèi)部CPU和內(nèi)部電源電路等停止工作，嚴(yán)重 時(shí)燒壞電源芯片。
(2) 對(duì)電源發(fā)生短路
圖1中A點(diǎn)電壓會(huì)上升導(dǎo)致B點(diǎn)電壓被拉高至同外部短路電源電位相同，此時(shí)內(nèi)部CPU等 會(huì)因?yàn)檫^壓而導(dǎo)致燒壞，整個(gè)汽車控制單元因此報(bào)廢。因此一般的參考電源輸出接口沒有保 護(hù)電路，無(wú)法提供以上保護(hù)功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述問題，提出一種適用于汽車空調(diào)控制面板的、 可以對(duì)外部傳感器的參考電源輸出接口進(jìn)行實(shí)時(shí)有效保護(hù)的參考電源保護(hù)裝置。 本發(fā)明的技術(shù)方案 .
汽車空調(diào)控制面板參考電源保護(hù)裝置，包括向內(nèi)部CPU和外部傳感器供電的內(nèi)部電源電 路，在所述CPU和外部傳感器之間設(shè)有由電源輸出電路、反饋電路構(gòu)成的傳感器參考電源保 護(hù)電路，所述傳感器參考電源保護(hù)電路輸出電壓等于內(nèi)部電源電壓VCC，為外部傳感器提供
參考電壓并提供短路或過載保護(hù)；當(dāng)所述傳感器參考電源保護(hù)電路的輸出端對(duì)地短路或過載 時(shí)，相耦合的所述電源輸出電路和反饋電路對(duì)所述傳感器參考電源保護(hù)電路的輸出電流限流 或關(guān)斷，所述傳感器參考電源保護(hù)電路為保護(hù)狀態(tài)，所述內(nèi)部電源電路正常工作；當(dāng)所述傳 感器參考電源保護(hù)電路的輸出端接到外部電源時(shí)，相耦合的所述電源輸出電路使內(nèi)部電源電 路和外部電源隔離，所述傳感器參考電源保護(hù)電路為保護(hù)狀態(tài)，內(nèi)部電源電路正常工作。
所述傳感器參考電源保護(hù)電路中還包括在所述CPU的控制端與傳感器參考電源輸出端之 間設(shè)有電壓檢測(cè)電路，用于檢測(cè)電源輸出接口處的電壓，當(dāng)對(duì)地短路或?qū)﹄娫炊搪窌r(shí)，關(guān)斷 所述傳感器參考電源輸出端的輸出。
本發(fā)明的有益效果
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，在成本沒有大幅度增加的情況下，提高了系統(tǒng)的可靠性，可以 對(duì)傳感器的參考電源輸出接口進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的保護(hù)；從設(shè)計(jì)原理上可以做到控制面板零失效率。


圖1 、現(xiàn)有汽車空調(diào)控制面板傳感器的參考電源輸出接口原理圖。 圖2、本發(fā)明汽車空調(diào)控制面板參考電源保護(hù)裝置原理框圖。 圖3、第一實(shí)施例的電氣原理圖。 圖4、第二實(shí)施例的電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明汽車空調(diào)控制面板參考電源保護(hù)裝置，如圖2所示，汽車控制單元中在傳感器電壓 輸出接口增加了傳感器參考電源保護(hù)電路，它由電源輸出電路、反饋電路、傳感器電壓檢測(cè)
電路和CPU組成。其工作原理如下
(1) 對(duì)地短路、過載保護(hù)功能
當(dāng)輸出端對(duì)地短路或過載時(shí)，電源輸出電路的硬件反饋電路可以起到限流或關(guān)斷輸出的 功能，從而控制單元內(nèi)部電路和參考電源保護(hù)電路本身都不會(huì)因此損壞。
(2) 對(duì)電源短路保護(hù)功能
當(dāng)輸出端接到外部點(diǎn)火電壓、電池電壓等外部電源吋，電源輸出電路和反饋電路可以起 到關(guān)斷輸出的功能，外部電壓也無(wú)法倒灌入VCC輸入端，VCC端的電位不受影響。從而內(nèi)部 的CPU電路和電源芯片都可以正常工作。
(3) CPU故障檢測(cè)、記憶和控制功能
電壓檢測(cè)電路供CPU檢測(cè)參考電源輸出接口的電壓是否出現(xiàn)異常，出現(xiàn)對(duì)地短路和對(duì)電 源短路的故障時(shí)，CPU也會(huì)強(qiáng)制關(guān)斷參考電源輸出電路，CPU控制軟件運(yùn)行進(jìn)入異常保護(hù)程 序并記憶相應(yīng)故障，以代碼形式供汽車診斷儀讀取顯示。 (4)自動(dòng)恢復(fù)電壓輸出功能
CPU運(yùn)行故障處理程序嘗試恢復(fù)傳感器參考電源供電，經(jīng)由電壓檢測(cè)電路檢測(cè)到電源輸 出接口的電壓恢復(fù)到正常值時(shí)，CPU恢復(fù)參考電源輸出電路的輸出，CPU程序運(yùn)行在正常接
口電壓時(shí)的處理程序。
第一實(shí)施例
圖3是帶保護(hù)的參考電源輸出電路，內(nèi)部的工作電源(即B點(diǎn))的電位不受外部輸出接口 (即A點(diǎn))的異常對(duì)地、對(duì)電源短路的影響。從而保護(hù)了汽車控制單元內(nèi)部的電路使其不會(huì)
損壞。該電路具體工作原理分析如下
(1) 對(duì)地短路、過載保護(hù)功能
當(dāng)輸出端對(duì)地短路或過載時(shí)，C點(diǎn)電位降低，當(dāng)C點(diǎn)電壓低于A點(diǎn)電壓0.7V時(shí)，二極管D1 正向?qū)ú?duì)A點(diǎn)電壓鉗位從而三極管Q2關(guān)斷，三極管Q1轉(zhuǎn)為截止，電路轉(zhuǎn)為保護(hù)狀態(tài)。
(2) 對(duì)電源短路保護(hù)功能
當(dāng)輸出端接到外部點(diǎn)火電壓等外部電源時(shí)，當(dāng)C點(diǎn)和B點(diǎn)的電位差大于二極管D2的穩(wěn)壓值 時(shí)，二極管D2會(huì)導(dǎo)通從而使B點(diǎn)電壓升高，A點(diǎn)和B點(diǎn)的電位差不能夠使三極管Q2導(dǎo)通，三極 管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，從而三極管Q1截止，C點(diǎn)無(wú)VCC電壓輸出。此時(shí)外部電壓也無(wú)法倒灌入 VCC輸入端，VCC端的電位不受影響。從而內(nèi)部的CPU電路和電源芯片都可以正常工作。
(3) CPU故障檢測(cè)、記憶和控制功能
圖2中電阻R5和R6組成分壓電路，供CPU檢測(cè)傳感器的參考電源輸出接口的電壓是否出 現(xiàn)異常，出現(xiàn)對(duì)地短路和對(duì)電源短路的故障時(shí)，CPU也會(huì)強(qiáng)制關(guān)斷三極管Q2、 Ql。軟件運(yùn)行 進(jìn)入異常保護(hù)程序并記憶相應(yīng)故障，以代碼形式供汽車診斷儀讀取顯示。
(4) 自動(dòng)恢復(fù)電壓輸出功能
CPU運(yùn)行故障處理程序嘗試恢復(fù)傳感器參考電源供電，經(jīng)由電阻R5和R6檢測(cè)傳感器的 電源輸出接口的電壓恢復(fù)到正常狀態(tài)時(shí)，CPU控制三極管Q1、 Q2導(dǎo)通，傳感器的參考電源輸 出接口恢復(fù)輸出VCC電壓。
第二實(shí)施例
圖4是帶保護(hù)的參考電源輸出電路，內(nèi)部的工作電源(即VCC)的電位不受外部輸出接口
(即C點(diǎn))的異常對(duì)地、對(duì)電源短路的影響。從而保護(hù)了汽車控制單元內(nèi)部的電路使其不會(huì) 損壞。該電路具體工作原理分析如下
(1) 對(duì)地短路、過載保護(hù)功能
當(dāng)輸出端對(duì)地短路或過載時(shí)，此時(shí)輸出端的電流約為輸入電壓/R3，此時(shí)的短路電流比較 小不會(huì)造成任何元器件損壞。
(2) 對(duì)電源短路保護(hù)功能
當(dāng)輸出端接到外部點(diǎn)火電壓等外部電源時(shí)，由于二極管D1的反向截至功能，此時(shí)外部短 路電源電壓無(wú)法倒灌入VCC輸入端，VCC端的電位不受影響。從而內(nèi)部的CPU電路和電源芯 片都可以正常工作。
(3) CPU故障檢測(cè)、記憶和控制功能
圖2中電阻R5和R6組成分壓電路，供CPU檢測(cè)傳感器的參考電源輸出接口的電壓是否出 現(xiàn)異常，出現(xiàn)對(duì)地短路和對(duì)電源短路的故障時(shí)，CPU也會(huì)強(qiáng)制改變運(yùn)算放大器同向端的電位 使運(yùn)算放大器無(wú)輸出，軟件運(yùn)行進(jìn)入異常保護(hù)程序并記憶相應(yīng)故障，以代碼形式供汽車診斷 儀讀取顯示。從硬件和軟件方面都保證了對(duì)該故障的檢測(cè)和保護(hù)功能。
(4) 自動(dòng)恢復(fù)電壓輸出功能
CPU運(yùn)行故障處理程序嘗試恢復(fù)傳感器參考電源供電，經(jīng)由電阻R5和R6檢測(cè)傳感器的 參考電源輸出接口的電壓恢復(fù)到正常狀態(tài)時(shí)，CPU控制三極管Q1截止，傳感器的參考電源輸 出接口恢復(fù)輸出VCC電壓。
權(quán)利要求
1、汽車空調(diào)控制面板參考電源保護(hù)裝置，包括向內(nèi)部CPU和外部傳感器供電的內(nèi)部電源電路，其特征在于在所述CPU和外部傳感器之間設(shè)有由電源輸出電路、反饋電路構(gòu)成的傳感器參考電源保護(hù)電路，所述傳感器參考電源保護(hù)電路輸出電壓等于內(nèi)部電源電壓VCC，為外部傳感器提供參考電壓并提供短路或過載保護(hù)；當(dāng)所述傳感器參考電源保護(hù)電路的輸出端對(duì)地短路或過載時(shí)，相耦合的所述電源輸出電路和反饋電路對(duì)所述傳感器參考電源保護(hù)電路的輸出電流限流或關(guān)斷，所述傳感器參考電源保護(hù)電路為保護(hù)狀態(tài)，所述內(nèi)部電源電路正常工作；當(dāng)所述傳感器參考電源保護(hù)電路的輸出端接到外部電源時(shí)，相耦合的所述電源輸出電路使內(nèi)部電源電路和外部電源隔離，所述傳感器參考電源保護(hù)電路為保護(hù)狀態(tài)，內(nèi)部電源電路正常工作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述汽車空調(diào)控制面板參考電源保護(hù)裝置，其特征在于所述傳感器參考 電源保護(hù)電路中還包括在所述CPU的控制端與傳感器參考電源輸出端之間設(shè)有電壓檢測(cè) 電路，用于檢測(cè)電源輸出接口處的電壓，當(dāng)對(duì)地短路或?qū)﹄娫炊搪窌r(shí)，關(guān)斷所述傳感器參 考電源輸出端的輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車空調(diào)控制面板參考電源保護(hù)裝置。它包括內(nèi)部電源電路，在CPU和外部傳感器之間設(shè)有由電源輸出電路、反饋電路構(gòu)成的傳感器參考電源保護(hù)電路，傳感器參考電源保護(hù)電路輸出電壓等于內(nèi)部電源電壓VCC，為外部傳感器提供參考電壓并提供短路或過載保護(hù)；當(dāng)傳感器參考電源保護(hù)電路的輸出端對(duì)地短路或過載時(shí)，電源輸出電路和反饋電路對(duì)傳感器參考電源保護(hù)電路的輸出電流限流或關(guān)斷，使內(nèi)部電源電路正常工作；當(dāng)傳感器參考電源保護(hù)電路的輸出端接到外部電源時(shí)，電源輸出電路使內(nèi)部電源電路和外部電源隔離，使內(nèi)部電源電路正常工作。本發(fā)明解決了當(dāng)接口對(duì)汽車的地，或點(diǎn)火電壓，或電瓶電壓短路時(shí)，造成整個(gè)控制系統(tǒng)損壞或不能工作的問題。
文檔編號(hào)B60R16/02GK101388541SQ20081004363
公開日2009年3月18日 申請(qǐng)日期2008年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月17日
發(fā)明者東 季, 王軍東 申請(qǐng)人:上海三花電氣有限公司