汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路的制作方法
【專利摘要】一種汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路，包括單片機和光電耦合器，光電耦合器中原邊的發(fā)光二極管的正極連接整車電源，負極與一個第一三極管的集電極連接，副邊的三極管的發(fā)射極與單片機連接，副邊三極管的集電極與一個電源芯片的正極連接，第一三極管的發(fā)射極與一個電阻器串聯(lián)后接地，第一三極管的基極與電源芯片的正極連接，單片機的第一輸入端上并聯(lián)連接有電阻器和電容器。單片機采樣副邊電壓，同時采樣整車電源電壓，在整車電源采樣電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓最小值時，在寄存器中保持原有副邊電壓采樣值。本發(fā)明可將汽車空調(diào)中旋鈕的機械運動轉(zhuǎn)換成單片機可讀入的電信號，原邊電流方便調(diào)整，克服了溫度漂移和整車電源電壓不穩(wěn)定的問題，系統(tǒng)更加穩(wěn)定。
【專利說明】汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及電學領(lǐng)域，尤其涉及汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制器，特別是一種汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路。
[0002]【背景技術(shù)】:
現(xiàn)有技術(shù)中，汽車空調(diào)系統(tǒng)的控制頭中越來越多地采用光耦編碼電路，將機械運動用電信號描述出來，實現(xiàn)機械狀態(tài)輸入和電信號輸出的隔離，例如，將旋鈕的機械運動轉(zhuǎn)換成單片機MCU可讀入的電信號。由于光耦電路的原邊電流在不同的溫度和不同的汽車電壓(通常在16v之間)下需要有穩(wěn)定的表現(xiàn)，同時，單片機MCU對光耦副邊的輸出的采集需要考慮到突然掉電等異常狀況，因此目前光耦電路采用以下幾種方式:
I，光耦原邊的電流由整車電源來控制。這種電路設計成本較低，但是汽車整車電源的波動會給光耦原邊的電流帶來直接的影響，從而影響副邊的輸出，這種設計非常不穩(wěn)定。
[0003]2，光耦原邊的電流直接由電源芯片來控制。這種電路設計比較簡單，同時原邊的電流不受溫度，電壓的變化的影響。然而由于光耦的正常工作電流在15mA左右，這樣增加了電源芯片的負擔，不利于其散熱。
[0004]3，由兩個三極管組成的恒流電路，其中一個三極管的be結(jié)作為電流檢測電路。光耦原邊的電流由be和限流電阻的比值來決定。這種電路能較好的處理電池電壓波動帶來的問題，但當溫度發(fā)生變化時，三極管的be結(jié)的電壓會隨著溫度而改變，從而造成這種電路較差的溫度特性，當溫度改變時，原邊電流的變化較大，副邊的輸出在不同的溫度下區(qū)別也較大。
[0005]在上述電路中，均利用單片機MCU采集副邊的輸出電壓，通過輸出電壓的變化直接判斷機械部件的位置，從而執(zhí)行相應操作。
[0006]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于提供一種汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路，所述的這種汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路要解決現(xiàn)有技術(shù)中用于汽車空調(diào)系統(tǒng)控制頭的光耦編碼電路中原邊電流波動、散熱不良、電源短時間掉電引起誤判斷的技術(shù)問題。
[0007]本發(fā)明的這種汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路，包括一個單片機和一個光電耦合器，所述的光電耦合器中包括有原邊和副邊，所述的原邊中包括有一個發(fā)光二極管，所述的副邊中包括有一個副邊三極管，其中，所述的發(fā)光二極管的正極連接有一個整車電源正極連接端，發(fā)光二極管的正極與所述的整車電源正極連接端之間串聯(lián)有一個第一二極管和一個第一電阻器，發(fā)光二極管的負極與一個第一三極管的集電極連接，所述的副邊三極管的發(fā)射極與所述的單片機的一個第一輸入端連接，副邊三極管的集電極與一個電源芯片的正極輸出端連接，副邊三極管的集電極與所述的電源芯片的正極輸出端之間串聯(lián)連接有一個第二電阻器，電源芯片的負極輸出端接地，第一三極管的發(fā)射極與一個第三電阻器串聯(lián)后接地，第一三極管的基極與電源芯片的正極輸出端連接，單片機的第一輸入端上并聯(lián)連接有一個第四電阻器和一個第一電容器，所述的第四電阻器和所述的第一電容器各自接地。
[0008]進一步的，利用所述的單片機采樣副邊的電壓，同時對整車電源的電壓采樣，在整車電源的第一次米樣電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，在單片機的寄存器中保持原有的副邊電壓米樣值，單片機進行延時，在延時時間內(nèi)整車電源電壓值一直小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機觸發(fā)低電壓保護模式，整車電源電壓在兩次以上數(shù)目的采樣時一直高于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機根據(jù)副邊電壓的采樣值執(zhí)行程序。
[0009]進一步的，在整車電源電壓在兩次以上數(shù)目的采樣過程中發(fā)生變化且整車電源的采樣電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機進行延時和等待，單片機的寄存器中保持原有的副邊電壓采樣值。
[0010]進一步的，系統(tǒng)正常工作電壓的最小值為9V。
[0011]本發(fā)明的工作原理是:電源芯片輸出恒壓，在正常工作狀態(tài)下，電源芯片的正極輸出打開第一三極管，使得光電耦合器的原邊導通，原邊的電流大小由電源芯片的正極、第一三極管的BE壓差及第三電阻器決定，但原邊的電流是由整車電源正極連接端提供。因此可以保證在正常工作狀態(tài)下光電耦合器不會給電源芯片增加額外負擔。
[0012]當整車電源電壓波動(波動范圍在9v_16v之間)時，由于電源芯片輸出恒壓，所以流經(jīng)光電耦合器原邊的電流是不變的，整車電源電壓的波動落在第一三極管的集電極和發(fā)射極之間。這樣整車電源電壓的波動對光電耦合器原邊電流所帶來的影響被消除掉。
[0013]當整車電源電壓突然掉電幾十個毫秒時，整車電源正極連接端的電壓在掉電期間變成0V。這時,光電稱合器原邊的電流變成0A,光電稱合器副邊的三極管處于截止狀態(tài)，副邊輸入到單片機的電壓為0V。光電耦合器副邊的電壓在整車電源電壓掉電前后發(fā)生了變化。在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，電源芯片由于電源線上的大容量的電解電容的放電，仍然能在整車電源電壓掉電過程中持續(xù)有效，單片機在整車電源掉電過程中仍然能正常工作。但是，光耦輸出端的這種變化被單片機直接讀入后，單片機會認為讀入任務發(fā)生了改變，給單片機的判斷帶來誤導。因此，在單片機中預設處理程序，在每次單片機采集光電耦合器副邊的電壓時，同時米樣整車電源的電壓，如果第一次米樣整車電源電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，認為光電耦合器副邊的電壓值無效，單片機的寄存器保持原有的讀入值，同時單片機延時一段時間。如果在這段延時時間內(nèi)，電源電壓值一直小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值，那么系統(tǒng)將進入低電壓保護模式。
[0014]如果整車電源電壓在多次米樣時一直高于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機采集到光電耦合器副邊的電壓值為有效。單片機可根據(jù)采樣值來執(zhí)行相應的任務。
[0015]如果在單片機的多次采樣過程中整車電源電壓的值發(fā)生了變化，只要單片機采樣到電源電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值，系統(tǒng)將延時和等待，同時單片機寄存器保持原有的光電耦合器副邊的輸入值直至電源電壓大于統(tǒng)正常工作電壓的最小值，在單片機等待的時間內(nèi)，系統(tǒng)要么進入低電壓保護模式，要么單片機根據(jù)寄存器的內(nèi)容來執(zhí)行的相關(guān)任務。
[0016]本發(fā)明和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明能夠?qū)⑵嚳照{(diào)系統(tǒng)中旋鈕的機械運動轉(zhuǎn)換成單片機可讀入的電信號，簡單方便地實現(xiàn)機電一體化操作；光電耦合器原邊的電流方便調(diào)整，可以克服溫度漂移和整車電源電壓不穩(wěn)定所造成的問題；同時優(yōu)化系統(tǒng)電源電路的設計；可以屏蔽掉整車電源突然短時間掉電所帶來的影響，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定；可以擴展成多路副邊輸出的光耦隔離電路。
[0017]【專利附圖】

【附圖說明】: 圖1是本發(fā)明的汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路的原理示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路的一個實施例中的單片機的電壓采樣處理流程圖。
[0019]【具體實施方式】:
實施例1:
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路，包括一個單片機MCU和一個光電稱合器ICl,光電稱合器ICl中包括有原邊和副邊,原邊中包括有一個發(fā)光二極管，副邊中包括有一個副邊三極管，其中，發(fā)光二極管的正極連接有一個整車電源正極連接端DC1，發(fā)光二極管的正極與整車電源正極連接端DCl之間串聯(lián)有一個第一二極管Dl和一個第一電阻器R1，發(fā)光二極管的負極與一個第一三極管Ql的集電極連接，副邊三極管的發(fā)射極與單片機MCU的一個第一輸入端連接,副邊三極管的集電極與一個電源芯片DC2的正極輸出端連接，副邊三極管的集電極與電源芯片DC2的正極輸出端之間串聯(lián)連接有一個第二電阻器R2，電源芯片DC2的負極輸出端接地，第一三極管Ql的發(fā)射極與一個第三電阻器R3串聯(lián)后接地，第一三極管Ql的基極與電源芯片DC2的正極輸出端連接，單片機MCU的第一輸入端上并聯(lián)連接有一個第四電阻器R4和一個第一電容器Cl,第四電阻器R4和第一電容器Cl各自接地。
[0020]進一步的，利用單片機MCU采樣副邊的電壓，同時對整車電源的電壓采樣，在整車電源的第一次米樣電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，在單片機MCU的寄存器中保持原有的副邊電壓米樣值，單片機MCU進行延時,在延時時間內(nèi)整車電源電壓值一直小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機MCU觸發(fā)低電壓保護模式，整車電源電壓在兩次以上數(shù)目的米樣時一直高于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機MCU根據(jù)副邊電壓的米樣值執(zhí)行程序。
[0021]進一步的，在整車電源電壓在兩次以上數(shù)目的采樣過程中發(fā)生變化且整車電源的采樣電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機MCU進行延時和等待，單片機MCU的寄存器中保持原有的副邊電壓采樣值。
[0022]進一步的，系統(tǒng)正常工作電壓的最小值為9V。
[0023]本實施例的工作原理是:電源芯片DC2輸出恒壓，在正常工作狀態(tài)下，電源芯片DC2的正極輸出打開第一三極管Q1，使得光電耦合器ICl的原邊導通，原邊的電流大小由電源芯片DC2的正極、第一三極管Ql的BE壓差及第三電阻器R3決定，但原邊的電流是由整車電源正極連接端DCl提供。因此可以保證在正常工作狀態(tài)下光電耦合器ICl不會給電源芯片DC2增加額外負擔。
[0024]當整車電源電壓波動(波動范圍在9v_16v之間)時，由于電源芯片DC2輸出恒壓，所以流經(jīng)光電耦合器ICl原邊的電流是不變的，整車電源電壓的波動落在第一三極管Ql的集電極和發(fā)射極之間。這樣整車電源電壓的波動對光電耦合器ICl原邊電流所帶來的影響被消除掉。
[0025]當整車電源電壓突然掉電幾十個毫秒時，整車電源正極連接端DCl的電壓在掉電期間變成0V。這時，光電耦合器ICl原邊的電流變成0A，光電耦合器ICl副邊的三極管處于截止狀態(tài)，副邊輸入到單片機MCU的電壓為0V。光電耦合器ICl副邊的電壓在整車電源電壓掉電前后發(fā)生了變化。在汽車空調(diào)系統(tǒng)中，電源芯片DC2由于電源線上的大容量的電解電容的放電，仍然能在整車電源電壓掉電過程中持續(xù)有效，單片機MCU在整車電源掉電過程中仍然能正常工作。但是，光耦輸出端的這種變化被單片機MCU直接讀入后，單片機MCU會認為讀入任務發(fā)生了改變，給單片機MCU的判斷帶來誤導。因此，在單片機MCU中預設處理程序，在每次單片機MCU采集光電耦合器ICl副邊的電壓時，同時采樣整車電源的電壓，如果第一次米樣整車電源電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，認為光電稱合器ICl副邊的電壓值無效，單片機MCU的寄存器保持原有的讀入值，同時單片機MCU延時一段時間。如果在這段延時時間內(nèi)，電源電壓值一直小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值，那么系統(tǒng)將進入低電壓保護模式。
[0026]如果整車電源電壓在多次米樣時一直高于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機MCU采集到光電耦合器ICl副邊的電壓值為有效。單片機MCU可根據(jù)采樣值來執(zhí)行相應的任務。
[0027]如果在單片機MCU的多次采樣過程中整車電源電壓的值發(fā)生了變化，只要單片機MCU采樣到電源電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值，系統(tǒng)將延時和等待，同時單片機MCU寄存器保持原有的光電稱合器ICl副邊的輸入值直至電源電壓大于統(tǒng)正常工作電壓的最小值，在單片機MCU等待的時間內(nèi)，系統(tǒng)要么進入低電壓保護模式，要么單片機MCU根據(jù)寄存器的內(nèi)容來執(zhí)行的相關(guān)任務。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車空調(diào)系統(tǒng)光稱編碼電路，包括一個單片機和一個光電稱合器，所述的光電耦合器中包括有原邊和副邊，所述的原邊中包括有一個發(fā)光二極管，所述的副邊中包括有一個副邊三極管，其特征在于:所述的發(fā)光二極管的正極連接有一個整車電源正極連接端，發(fā)光二極管的正極與所述的整車電源正極連接端之間串聯(lián)有一個第一二極管和一個第一電阻器，發(fā)光二極管的負極與一個第一三極管的集電極連接，所述的副邊三極管的發(fā)射極與所述的單片機的一個第一輸入端連接，副邊三極管的集電極與一個電源芯片的正極輸出端連接，副邊三極管的集電極與所述的電源芯片的正極輸出端之間串聯(lián)連接有一個第二電阻器，電源芯片的負極輸出端接地，第一三極管的發(fā)射極與一個第三電阻器串聯(lián)后接地，第一三極管的基極與電源芯片的正極輸出端連接，單片機的第一輸入端上并聯(lián)連接有一個第四電阻器和一個第一電容器，所述的第四電阻器和所述的第一電容器各自接地。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路，其特征在于:利用所述的單片機米樣副邊的電壓，同時對整車電源的電壓米樣，在整車電源的第一次米樣電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，在單片機的寄存器中保持原有的副邊電壓采樣值，單片機進行延時，在延時時間內(nèi)整車電源電壓值一直小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機觸發(fā)低電壓保護模式，整車電源電壓在兩次以上數(shù)目的采樣時一直高于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機根據(jù)副邊電壓的采樣值執(zhí)行程序。
3.如權(quán)利要求2所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路，其特征在于:在整車電源電壓在兩次以上數(shù)目的采樣過程中發(fā)生變化且整車電源的采樣電壓小于系統(tǒng)正常工作電壓的最小值時，單片機進行延時和等待，單片機的寄存器中保持原有的副邊電壓采樣值。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車空調(diào)系統(tǒng)光耦編碼電路，其特征在于:系統(tǒng)正常工作電壓的最小值為9V。
【文檔編號】G05B19/042GK103744321SQ201310680469
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】梅燕, 張慶薇, 余凌輝 申請人:延鋒偉世通電子科技（上海）有限公司