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，汽車的功能越來越復(fù)雜，對控制系統(tǒng)的要求也越來越高。目前汽 車的電子控制越來越復(fù)雜，電子控制功能的應(yīng)用越來越多，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。這個方案沒有 對接口實(shí)施保護(hù)，可靠性差。當(dāng)接口對汽車的地，或點(diǎn)火電壓，或電瓶電壓短路時，會造成 整個控制系統(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)外部傳感器信號線發(fā)生短路時具體情況如下
(1) 對地發(fā)生短路
圖1中A點(diǎn)對地短路導(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 時燒壞電源芯片。
(2) 對電源發(fā)生短路
圖1中A點(diǎn)電壓會上升導(dǎo)致B點(diǎn)電壓被拉高至同外部短路電源電位相同，此時內(nèi)部CPU等 會因?yàn)檫^壓而導(dǎo)致燒壞，整個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)問題是針對上述問題，提出一種適用于汽車空調(diào)控制面板的、 可以對外部傳感器的參考電源輸出接口進(jìn)行實(shí)時有效保護(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)電路的輸出端對地短路或過載 時，相耦合的所述電源輸出電路和反饋電路對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，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)有電壓檢測電路，用于檢測電源輸出接口處的電壓，當(dāng)對地短路或?qū)﹄娫炊搪窌r，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 對傳感器的參考電源輸出接口進(jìn)行實(shí)時有效的保護(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
電路和CPU組成。其工作原理如下
(1) 對地短路、過載保護(hù)功能
當(dāng)輸出端對地短路或過載時，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)電路本身都不會因此損壞。
(2) 對電源短路保護(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、記憶和控制功能
電壓檢測電路供CPU檢測參考電源輸出接口的電壓是否出現(xiàn)異常，出現(xiàn)對地短路和對電 源短路的故障時，CPU也會強(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)由電壓檢測電路檢測到電源輸 出接口的電壓恢復(fù)到正常值時，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))的異常對地、對電源短路的影響。從而保護(hù)了汽車控制單元內(nèi)部的電路使其不會
損壞。該電路具體工作原理分析如下
(1) 對地短路、過載保護(hù)功能
當(dāng)輸出端對地短路或過載時，C點(diǎn)電位降低，當(dāng)C點(diǎn)電壓低于A點(diǎn)電壓0.7V時，二極管D1 正向?qū)ú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，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，二極管D2會導(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VCC電壓輸出。此時外部電壓也無法倒灌入 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、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)對地短路和對電源短路的故障時，CPU也會強(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檢測傳感器的 電源輸出接口的電壓恢復(fù)到正常狀態(tài)時，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))的異常對地、對電源短路的影響。從而保護(hù)了汽車控制單元內(nèi)部的電路使其不會 損壞。該電路具體工作原理分析如下
(1) 對地短路、過載保護(hù)功能
當(dāng)輸出端對地短路或過載時，此時輸出端的電流約為輸入電壓/R3，此時的短路電流比較 小不會造成任何元器件損壞。
(2) 對電源短路保護(hù)功能
當(dāng)輸出端接到外部點(diǎn)火電壓等外部電源時，由于二極管D1的反向截至功能，此時外部短 路電源電壓無法倒灌入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、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)對地短路和對電源短路的故障時，CPU也會強(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該故障的檢測和保護(hù)功能。
(4) 自動恢復(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，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)電路的輸出端對地短路或過載時，相耦合的所述電源輸出電路和反饋電路對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，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 電路，用于檢測電源輸出接口處的電壓，當(dāng)對地短路或?qū)﹄娫炊搪窌r，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)電路的輸出端對地短路或過載時，電源輸出電路和反饋電路對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，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)接口對汽車的地，或點(diǎn)火電壓，或電瓶電壓短路時，造成整個控制系統(tǒng)損壞或不能工作的問題。
文檔編號B60R16/02GK101388541SQ20081004363
公開日2009年3月18日 申請日期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 申請人:上海三花電氣有限公司