一種eps控制器母線電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種EPS控制器母線電路，所述電路包括電阻分壓器、電流方向限制器和補償電阻網絡。該電路結構簡單，能夠有效地防止AD轉換器未上電而信號已經被加載于AD采樣端口時引起的電流倒灌或者芯片損壞，而且該保護電路對AD采樣精度的影響極小。
【專利說明】
一種EPS控制器母線電路
技術領域
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[0001]本發(fā)明涉及一種EPS控制器母線電路，屬于AD轉換器信號調理的技術領域。技術背景:
[0002]要確保集成電路正常工作，集成電路各個引腳上所施加的電壓，一般不得比電源電壓大于一個PN結電壓。對于AD采樣芯片同樣要遵守該原則。但在一些應用中，例如電機驅動電路，需要用AD采樣芯片檢測母線電壓，由于母線上往往并聯了用于濾波的大電容，因此即便系統(tǒng)電源已經被切斷，電容上的電荷也要經過一定時間才能釋放完畢，導致在一個時間段內，AD采樣芯片的電源已經被切斷，而AD采樣端口卻依然帶電。該時間段的長短取決于電容的容值、電容上的初始電壓和放電電流的大小。這種不同步導致的電流倒灌，類似于板卡的熱插拔，可能會導致AD轉換器被燒毀。
[0003]現有技術中，為避免上述情況，一般會在信號源和AD采樣端口之間串聯電阻進行限流，但是采用這種方法，外界電壓依舊可以通過AD采樣端口的上拉鉗位二極管流入系統(tǒng)內部，使系統(tǒng)處于異常供電狀態(tài);而且對于某些AD轉換器，引入限流電阻無法完全避免由于集成電路特有的閂鎖效應造成的損害。另一種常規(guī)方法是在母線采樣電路中加入放電電路，先把電容上的電荷釋放，然后再關閉系統(tǒng)電源，但是此種處理方式會增加系統(tǒng)復雜性和成本，而且要快速地釋放電荷，放電通路的電阻必須小，因此較大的沖擊電流對器件的的可靠性有很高的要求。也有在AD采樣通路中串聯二極管，利用二極管的單向導電性來防止電流倒灌，但是這樣做會在采樣通路中引入二極管的PN結電壓，而這個電壓并非恒定值，環(huán)境溫度和電壓電流等因素都會影響到PN結電壓的大小。例如，對于硅二極管，PN結電壓在在 0.7V左右，對于鍺二極管，PN結電壓為0.3V左右;在常溫下0.7V的PN結電壓，在零下40度時會變?yōu)镮V，因此，如果對這個PN結電壓不做處理，將對AD采樣精度有巨大的影響。另外，可采用軟件的方法對PN結電壓的AD采樣結果進行補償，但該方法較復雜，且不同的二極管有不同的PN結特性，對某種二極管有效的補償方法，可能對另一種二極管無效。
【發(fā)明內容】
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[0004]—種EPS控制器母線電路，包括電阻分壓器、電流方向限制器和補償電阻網絡;所述電阻分壓器包括串聯的第一電阻和第二電阻；電流方向限制器包括串聯的第一二極管和第二二極管;補償電阻網絡包括第一補償電阻和第二補償電阻；第一二極管的正極與第二二極管的負極連接;電阻分壓器的一端接地，另一端為待檢測信號輸入端;第一二極管和第二二極管的公共端為AD采樣端口；第一二極管的負極與第一電阻和第二電阻的公共端連接;第二二極管的正極與補償電阻網絡的一端連接，補償電阻網絡的另一端與AD轉換器的電源連接。
[0005]優(yōu)選的，所述電流方向限制器由封裝在同一塊晶片上的第一二極管和第二二極管構成。采用封裝在同一塊晶片上的兩個二極管，而不是分立的兩個二極管，其優(yōu)點在于:集成電路工藝相對于機械加工工藝，有很大的一點不同，在晶片上微觀的單個元件之間的參數離散度很高，但在晶片上距離很近的元件之間的參數離散度很低，因此，封裝在同一塊晶片上的兩個二極管，其環(huán)境溫度相似，性能參數也相似。所述第一二極管和第二二極管串聯連接，故流過二者的電流相同。二極管PN結伏安特性公式為:1 = Is(evAt_l);其中I為PN結正向電流，V為PN結正向壓降，Is為由集成電路工藝決定的反向飽和電流，Vt為溫度電壓當量。 當兩個二極管流過的電流相同，環(huán)境溫度非常接近，工藝參數也非常接近時，兩個二極管的 PN結電壓基本相同。
[0006]優(yōu)選的，所述補償電阻網絡包括并聯設置的第一補償電阻和第二補償電阻，第一補償電阻和第二補償電阻的阻值，與第一電阻和第二電阻的阻值分別相同；第一補償電阻和第二補償電阻的封裝，與第一電阻和第二電阻的封裝分別相同。當滿足上訴條件且PN結電壓相同時，構成電流方向限制器的兩個二極管的PN結電壓相互抵消，送往AD采樣端口的信號，只與第一補償電阻、第二補償電阻、第一電阻、第二電阻有關，與易受環(huán)境因素影響的 PN結電壓無關。
[0007]優(yōu)選的，所述第一二極管和第二二極管的公共端串聯電容后接地。所述電容用于濾除噪聲。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]1、本發(fā)明所述EPS控制器母線電路，采用二極管來實現電流的單向流通，當AD轉換器芯片未上電時，外部信號無法通過反向偏置的二極管加載到AD轉換器的采樣端口，實現對AD轉換器的有效保護；
[0010]2、本發(fā)明所述EPS控制器母線電路，有效避免了環(huán)境溫度和電壓電流等因素對PN 結電壓大小的影響，及PN結電壓對AD采樣精度的影響；
[0011]3、本發(fā)明所述EPS控制器母線電路，通過調整電阻分壓器的阻值，可以實現將待測信號的電壓范圍調整為AD轉換器可以接受的正常工作電壓范圍，靈活性高;另外，當電路發(fā)生故障時電阻分壓器可充當限流電阻?！靖綀D說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述EPS控制器母線電路的結構示意圖；[0〇13]其中，SIG為待測信號;VCC為AD轉換器的電源;AD_SIG為AD轉換器采樣端口信號； R1為第一電阻;R2為第二電阻;R3為第一補償電阻;R4為第二補償電阻;C1為電容;DN1為電流方向限制器。
[0014]具體實施方法
[0015]下面通過實施例并結合附圖對本發(fā)明做進一步說明，但不限于此。
[0016]如圖1所示。[〇〇17] 實施例1
[0018] 一種EPS控制器母線電路，包括電阻分壓器、電流方向限制器DN1和補償電阻網絡； 所述電阻分壓器包括串聯的第一電阻R1和第二電阻R2;電流方向限制器DN1包括串聯的第一二極管和第二二極管;補償電阻網絡包括第一補償電阻和第二補償電阻；第一二極管的正極與第二二極管的負極連接；電阻分壓器的一端接地，另一端為待檢測信號SIG輸入端； 第一二極管和第二二極管的公共端為AD采樣端口；第一二極管的負極與第一電阻R1和第二電阻R2的公共端連接;第二二極管的正極與補償電阻網絡的一端連接，補償電阻網絡的另一端與AD轉換器的電源VCC連接；
[0019]實施例2
[0020]如實施例1所述的EPS控制器母線電路，其區(qū)別在于，所述電流方向限制器DN1由封裝在同一塊晶片上第一二極管和第二二極管構成。采用封裝在同一塊晶片上的兩個二極管，而不是分立的兩個二極管，其優(yōu)點在于:集成電路工藝相對于機械加工工藝，有很大的一點不同，在晶片上微觀的單個元件之間的參數離散度很高，但在晶片上距離很近的元件之間的參數離散度很低，因此，封裝在同一塊晶片上的兩個二極管，其環(huán)境溫度相似，性能參數也相似。所述第一二極管和第二二極管串聯連接，故流過二者的電流相同。二極管PN結伏安特性公式為:I = Is(evAt-l);其中I為PN結正向電流，V為PN結正向壓降，Is為由集成電路工藝決定的反向飽和電流，Vt為溫度電壓當量。當兩個二極管流過的電流相同，環(huán)境溫度非常接近，工藝參數也非常接近時，兩個二極管的PN結電壓基本相同。[〇〇21] 實施例3
[0022]如實施例1所述的EPS控制器母線電路，其區(qū)別在于，所述補償電阻網絡包括并聯設置的第一補償電阻R1和第二補償電阻R2,第一補償電阻R3的阻值與第一電阻R1的阻值相同，第二補償電阻R4的阻值與第二電阻R2的阻值相同；第一補償電阻R3的封裝與第一電阻 R1的封裝相同，第二補償電阻R4的封裝與第二電阻R2的封裝相同。構成電流方向限制器DN1 的兩個二極管的PN結電壓相互抵消，送往AD采樣端口的信號，只與第一補償電阻R3、第二補償電阻R4、第一電阻R1、第二電阻有關R2,與易受環(huán)境因素影響的PN結電壓無關。
[0023]實施例4[〇〇24]如實施例1所述的EPS控制器母線電路，其區(qū)別在于，所述第一二極管和第二二極管的公共端串聯電容C1后接地。所述電容C1用于濾除噪聲。
【主權項】
1.一種EPS控制器母線電路，其特征在于，包括電阻分壓器、電流方向限制器和補償電 阻網絡;所述電阻分壓器包括串聯的第一電阻和第二電阻；電流方向限制器包括串聯的第 一二極管和第二二極管;補償電阻網絡包括第一補償電阻和第二補償電阻；第一二極管的 正極與第二二極管的負極連接;電阻分壓器的一端接地，另一端為待檢測信號輸入端;第一 二極管和第二二極管的公共端為AD采樣端口；第一二極管的負極與第一電阻和第二電阻的 公共端連接;第二二極管的正極與補償電阻網絡的一端連接，補償電阻網絡的另一端與AD 轉換器的電源連接。2.根據權利要求1所述的EPS控制器母線電路，其特征在于，所述電流方向限制器由封 裝在同一塊晶片上的第一二極管和第二二極管構成。3.根據權利要求1所述的EPS控制器母線電路，其特征在于，所述補償電阻網絡包括并 聯設置的第一補償電阻和第二補償電阻，第一補償電阻和第二補償電阻的阻值，與第一電 阻和第二電阻的阻值分別相同；第一補償電阻和第二補償電阻的封裝，與第一電阻和第二 電阻的封裝分別相同。4.根據權利要求1所述的EPS控制器母線電路，其特征在于，所述第一二極管和第二二 極管的公共端串聯電容后接地。
【文檔編號】H02M1/34GK105977924SQ201610321007
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】劉建勇, 劉立江, 周英輝, 華文霞, 張發(fā)忠, 韓冰
【申請人】山東天?？萍脊煞萦邢薰?br>