車窗控制采集電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電路領域，尤其涉及一種車窗控制采集電路。
【背景技術】
[0002]汽車車窗的升降包括手動控制和電動控制兩種控制方式，是汽車必備的功能。隨著人們對汽車智能化的需求的加強，電動控制車窗玻璃的升降正成為主流。同時，電動車窗的控制電路設計也越來越重要，通常通過車身控制器或者門模塊來控制，即根據用戶操作，生成相應的控制信號，將控制信號傳給車身控制電路或者門模塊的主控芯，控制電路接收到控制信號后，驅動電機正向或反向運轉，帶動車窗玻璃升降。
[0003]通常的，為了避免外部對驅動電機的干擾和損壞，汽車玻璃升降控制電路內部會增加采集電路，采集電路用于采集電機電流，并反饋給控制芯片，控制芯片根據采集到的電機電流的大小對電機的驅動信號進行調整，以實現對電機的保護，具體的，采集電路中通常需要設置運算放大器。但是，電機為感性負載，因此在電機正反向運轉切換時會產生瞬間高壓，對采集電路造成較大的沖擊，長時間的反復沖擊會造成運算放大器的損壞，降低控制電路使用壽命。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型提供一種車窗控制采集電路，用于解決現有方案容易造成采集電路損壞的問題。
[0005]本實用新型提供一種車窗控制采集電路，包括:第一繼電器、第二繼電器、運算放大器、以及第一鉗位二極管和第二鉗位二極管；
[0006]所述第一繼電器的公共端連接至電機的一端，所述第二繼電器的公共端連接至所述電機的另一端，所述第一繼電器和所述第二繼電器的電源端連接至高電平，所述第一繼電器和所述第二繼電器的第一觸點均連接至供電模塊，所述第一繼電器的第二觸點與所述第二繼電器的第二觸點連接，且第二觸點與第一電阻和第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述運算放大器的同相輸入端連接，所述第二電阻的另一端連接至低電平，所述第一繼電器和所述第二繼電器的控制端分別連接至外部控制電路，用于根據接收到的外部控制信號，控制所述第一繼電器和所述第二繼電器的工作狀態；
[0007]所述運算放大器的同相輸入端與第二觸點連接，所述運算放大器的反相輸入端分別與第三電阻、第四電阻和第五電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端連接至高電平，所述第四電阻的另一端連接至低電平，所述第五電阻的另一端連接至所述運算放大器的輸出端，所述運算放大器的正電源端口和負電源端口分別連接至高電平和低電平；
[0008]所述第一鉗位二極管的負極和所述第二鉗位二極管的正極連接至所述運算放大器的同相輸入端，所述第一鉗位二極管的正極連接至低電平，所述第二鉗位二極管的負極連接至高電平，用于采集電機電流的采樣點設置在所述運算放大器的輸出端。
[0009]本實用新型提供的車窗控制采集電路，在運算放大器前增加一對鉗位二級管，在電機換向的瞬間，第二電阻的兩端會產生一個瞬間高壓，通過第一電阻傳送到運算放大器的正相輸入端，通過設置第一鉗位二極管和第二鉗位二極管，結合第一電阻和第二電阻進行鉗位，起到限制鉗位電流的作用，防止放大器的端口出現過大的正負電壓脈沖，確保運算放大器的端口電壓控制在規格范圍內，從而對運算放大器起到保護作用，改善瞬間高壓對采集電路的不良影響，延長控制電路的使用壽命。
【附圖說明】

[0010]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1是本實用新型實施例提供的一種車窗控制采集電路的結構示意圖；
[0012]圖2為本實用新型實施例提供的另一種車窗控制采集電路的結構示意圖；
[0013]圖3為本實用新型實施例提供的又一種車窗控制采集電路的結構示意圖；
[0014]圖4為本實用新型實施例提供的又一種車窗控制采集電路的結構示意圖；
[0015]圖5為本實用新型實施例提供的又一種車窗控制采集電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0017]圖1是本實用新型實施例提供的一種車窗控制采集電路的結構示意圖，如圖1所示，所述電路包括:第一繼電器K1、第二繼電器K2、運算放大器U1、以及第一鉗位二極管Dl和第二鉗位二極管D2;
[0018]第一繼電器Kl的公共端11連接至電機的一端，第二繼電器K2的公共端21連接至電機的另一端，第一繼電器Kl的電源端12和第二繼電器K2的電源端22連接至高電平，第一繼電器Kl的第一觸點13和第二繼電器K2的第一觸點23均連接至供電模塊，第一繼電器Kl的第二觸點14與第二繼電器K2的第二觸點24連接，且第二觸點與第一電阻Rl和第二電阻R2的一端連接，第一電阻Rl的另一端與運算放大器Ul的同相輸入端31連接，第二電阻R2的另一端連接至低電平，第一繼電器Kl的控制端15和第二繼電器K2的控制端25分別連接至外部控制電路，用于根據接收到的外部控制信號，控制第一繼電器Kl和第二繼電器K2的工作狀態；
[0019]運算放大器Ul的同相輸入端31與第二觸點連接，運算放大器Ul的反相輸入端32分別與第三電阻R3、第四電阻R4和第五電阻R5的一端連接，第三電阻R3的另一端連接至高電平，第四電阻R4的另一端連接至低電平，第五電阻R5的另一端連接至運算放大器Ul的輸出端33，運算放大器Ul的正電源端口 34和負電源端口 35分別連接至高電平和低電平；
[0020]第一鉗位二極管Dl的負極和第二鉗位二極管D2的正極連接至運算放大器Ul的同相輸入端，第一鉗位二極管Dl的正極連接至低電平，第二鉗位二極管D2的負極連接至高電平，用于采集電機電流的采樣點設置在運算放大器Ul的輸出端。
[0021]其中，第五電阻R5與第三電阻R3，第四電阻R4用于確定運算放大器Ul的增益。在實際應用中，供電模塊提供的輸入可以是直流電。所述連接至低電平具體可以包括接地，或者連接至負電位，所述連接至高電平可以包括連接至電源Vcc等，本實施例在此不對其進行限制。
[0022]具體的，第一繼電器Kl和第二繼電器K2的控制端接收外部電路根據用戶操作生成的外部控制信號，根據控制端接收到的控制信號，繼電器切換至相應的工作狀態，以實現對電機的供電驅動。其中，上述用戶操作指的是用戶對汽車車窗控制的機械控制部件進行的操作，例如，按壓車窗控制按鈕，以控制車窗降下，或者向上掰起車窗控制按鈕，以控制車窗升級等。
[0023]結合圖1舉例來說，第一繼電器Kl的控制端接收到低電平脈沖信號，第一繼電器Kl切換至導通狀態，即第一繼電器Kl的公共端與第一觸點導通，進而電機的一端通過第一繼電器Kl與供電模塊導通，第二繼電器K2的控制端接收到高電平脈沖信號，第二繼電器K2切換至關斷狀態，即第二繼電器K2的公共端與第二觸點導通，電機的另一端通過第二繼電器K2連接至低電平，實現電機在某個運轉方向的供電，例如正向運轉供電，從而實現電機正向運轉。
[0024]再例如，第一繼電器Kl的控制端接收到高電平脈沖信號，第一繼電器Kl切換至關斷狀態，即第一繼電器Kl的公共端與第二觸點導通，進而電機的一端通過第一繼電器Kl連接至低電平，第二繼電器K2的控制端接收到低電平脈沖信號，第二繼電器K2切換至導通狀態，即第二繼電器K2的公共端與第一觸點導通，電機的另一端通過第二繼電器K2與供電模塊導通，實現電機在另一運轉方向的供電，例如反向運轉供電，從而實現電機反向運轉。
[0025]也就是說，通過控制第一繼電器Kl和第二繼電器K2的工作狀態，實現對電機的正向或反向供電，驅動電機正向或者反向運轉，進而驅動車窗升起或者降下。進一步的，在同一時刻下，控制第一繼電器和第二繼電器處于不同的工作狀態，即可實現對電機的供電。可選的，用于控制第一繼電器和第二繼電器的控制信號可以是相反的，即向第一繼電器輸入的控制信號為高電平脈沖信號時，向第二繼電器輸入低電平脈沖信號，反之，向第一繼電器輸入的控制信號為低電平脈沖信號時，向第二繼電器接輸入高電平脈沖信號。
[0026]需要說明的是，上述描述只是為了更加直觀的理解采集電路的工作原理，涉及其它存在多種實施方式的部分，例如，電機運轉方向與車窗運動方向之間的關系，可以根據實際情況設置，本實施例并未對其進行限制。例如，基于不同的連接方式，電機正向運轉時，可以驅動車窗升起，電機反向運轉時，可以驅動車窗降下;或者，電機反向運轉時，可以驅動車窗升起，電機正向運轉時，可以驅動車窗降下。
[0027]再具體的，實現對電機供電運轉的過程中，當控制信號發生變化，使得電機進行正反向運轉切換時，第二電阻R2的兩端出現正向電壓尖峰，電壓尖峰的能量依次通過第二電阻R2、第一電阻R1、第二鉗位二極管D2、高電平Vcc的路徑進行泄放，保證運算放大器的同相輸入端的電壓最高只比Vcc高一個二極管壓降。反之，當第二電阻R2出現負向電壓尖峰時，電壓尖峰的能量依次通過第二電阻、第一電阻R1、第一鉗位二極管D1、低電平GND的路徑泄放，保證運算放大器的同相輸入端的電壓最低只比GND低一個二極管壓降，從而確保運算放大器的端口電壓控制在規格范圍內。
[0028]實際應用中，可以將采樣點處采集到的信號傳輸給控制芯片，例如，微控制單元(MicrocontroIler Unit，簡稱M⑶)，控制芯片根據采集點處的信號，調整電機的驅動參數，以保護電機。具體的調整策略可以有多種，本實施例在此不對其進行限制。
[0029]可選的，為了提高信號采集的準確性，如圖2所示，圖2為本實用新型實施例提供的另一種車窗控制采集電路的結構示意圖，在圖1所示實施方式的基礎上，車窗控制采集電路還包括:第六電阻R6和第七電阻R7;
[0030]第六電阻R6的一端與第七電阻R7的一端和運算放大器Ul的同相輸入端連接，第六電阻R6的另一端連接至高電平，第七電阻R7的另一端連接至低電平。
[0031]具體的，通過設置第六電阻R6、第七電阻R7，使得第六電阻R6、第七電阻R7、第三電阻R3和第四電阻R4為運算放大器提供一個電壓偏置，防止運算放大器的輸入或輸出電壓在零電壓(GND)附近，從而提高運算放大器的線性度，以進一步提高信號采集的準確性。
[0032]本實施方式，通過設置第六電阻和第七電阻，為運算放大器提供電壓偏置，提高運算放大器的線性度，從而提高信號采集的準確性。
[0033]再可選的，為了進一步提高信號采集的準確性，可以對運算放大器的輸入信號進行預處理。相應的，如圖3所示，圖3為本實用新型實施例提供的又一種車窗控制采集電路的結構示意圖，在圖2所示實施方式的基礎上，車窗控制采集電路還包括:第一電容Cl;
[0034]第一電容Cl與第七電阻R7并聯。
[0035]具體的，第一電容Cl和第七電阻R7并聯，第一電容Cl、第七電阻R7和第六電阻R6構成一個低通濾波器，該低通濾波器能夠對運算放大器同相輸入端的輸入信號進行濾波，去除輸入信號中的干擾信號，提高運算放大器輸出信號的準確性和可靠性，從而進一步提高采集的準確性和可靠性。
[0036]本實施方式，通過設置與第七電阻并聯的第一電容，構成低通濾波器，以對運算放大器同相輸入端的輸入信號進行濾波，去除輸入信號中的干擾信號，提高運算放大器輸出信號的準確性和可靠性，從而提高采集的準確性和可靠性。
[0037]此外，圖4為本實用新型實施例提供的又一種車窗控制采集電路的結構示意圖，如圖4所示，在前述任一實施方式的基礎上，車窗控制采集電路還包括:第二電容C2;
[0038]第二電容C2與第四電阻R4并聯。
[0039]具體的，第二電容C2與第四電阻R4并聯，第二電容C2、第四電阻R4和第三電阻R3同樣構成一個低通濾波器，該低通濾波器能夠對運算放大器反相輸入端的輸入信號進行濾波，去除輸入信號中的干擾信號，提高運算放大器輸出信號的準確性和可靠性，從而進一步提高采集的準確性和可靠性。
[0040]本實施方式，通過設置與第四電阻并聯的第二電容，構成低通濾波器，以對運算放大器反相輸入端的輸入信號進行濾波，去除輸入信號中的干擾信號，提高運算放大器輸出信號的準確性和可靠性，從而提高采集的準確性和可靠性。
[0041]實際應用中，為了提高信號采集的準確性，除了可以對運算放大器的輸入信號進行預處理以外，還可以對運算放大器的輸出信號進行進一步處理。
[0042]相應的，如圖5所示，圖5為本實用新型實施例提供的又一種車窗控制采集電路的結構示意圖，在前述任一實施方式的基礎上，車窗控制采集電路還包括:第八電阻R8和第三電容C3;
[0043]第八電阻R8的一端與運算放大器Ul的輸出端連接，第八電阻R8的另一端與第三電容C3的一端連接，第三電容C3的另一端連接至低電平。
[0044]具體的，第八電阻R8和第三電容C3構成低通濾波器，該低通濾波器能夠濾除運算放大器輸出電壓中的高頻毛刺、干擾等，提高信號采集的準確性。
[0045]進一步的，通過對運算放大器的輸出信號進行低通濾波處理，獲得的信號更準確，因此，可以將采樣點設置在第八電阻與第三電容之間，從而采集到更加準確的輸出信號，提高信號采集的準確性和可靠性。
[0046]本實施方式，通過設置第八電阻和第三電容，構成低通濾波器，以濾除運算放大器輸出電壓中的高頻毛刺、干擾等，提高信號采集的準確性。
[0047]本實施例提供的車窗控制采集電路，在運算放大器前增加一對鉗位二級管，在電機換向的瞬間，第二電阻的兩端會產生一個瞬間高壓，通過第一電阻傳送到運算放大器的正相輸入端，通過設置第一鉗位二極管和第二鉗位二極管，結合第一電阻和第二電阻進行鉗位，起到限制鉗位電流的作用，防止放大器的端口出現過大的正負電壓脈沖，確保運算放大器的端口電壓控制在規格范圍內，從而對運算放大器起到保護作用，改善瞬間高壓對采集電路的不良影響，延長控制電路的使用壽命。
[0048]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種車窗控制采集電路，其特征在于，包括:第一繼電器、第二繼電器、運算放大器、以及第一鉗位二極管和第二鉗位二極管； 所述第一繼電器的公共端連接至電機的一端，所述第二繼電器的公共端連接至所述電機的另一端，所述第一繼電器和所述第二繼電器的電源端連接至高電平，所述第一繼電器和所述第二繼電器的第一觸點均連接至供電模塊，所述第一繼電器的第二觸點與所述第二繼電器的第二觸點連接，且第二觸點與第一電阻和第二電阻的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述運算放大器的同相輸入端連接，所述第二電阻的另一端連接至低電平，所述第一繼電器和所述第二繼電器的控制端分別連接至外部控制電路，用于根據接收到的外部控制信號，控制所述第一繼電器和所述第二繼電器的工作狀態； 所述運算放大器的同相輸入端與第二觸點連接，所述運算放大器的反相輸入端分別與第三電阻、第四電阻和第五電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端連接至高電平，所述第四電阻的另一端連接至低電平，所述第五電阻的另一端連接至所述運算放大器的輸出端，所述運算放大器的正電源端口和負電源端口分別連接至高電平和低電平； 所述第一鉗位二極管的負極和所述第二鉗位二極管的正極連接至所述運算放大器的同相輸入端，所述第一鉗位二極管的正極連接至低電平，所述第二鉗位二極管的負極連接至高電平，用于采集電機電流的采樣點設置在所述運算放大器的輸出端。2.根據權利要求1所述的車窗控制采集電路，其特征在于，所述電路還包括:第六電阻和第七電阻； 所述第六電阻的一端與所述第七電阻的一端和所述運算放大器的同相輸入端連接，所述第六電阻的另一端連接至高電平，所述第七電阻的另一端連接至低電平。3.根據權利要求2所述的車窗控制采集電路，其特征在于，所述電路還包括:第一電容； 所述第一電容與所述第七電阻并聯。4.根據權利要求1所述的車窗控制采集電路，其特征在于，所述電路還包括:第二電容； 所述第二電容與所述第四電阻并聯。5.根據權利要求1-4中任一項所述的車窗控制采集電路，其特征在于，所述電路還包括:第八電阻和第三電容； 所述第八電阻的一端與所述運算放大器的輸出端連接，所述第八電阻的另一端與所述第三電容的一端連接，所述第三電容的另一端連接至低電平。6.根據權利要求5所述的車窗控制采集電路，其特征在于，所述采樣點設置在所述第八電阻與所述第三電容之間。
【專利摘要】本實用新型提供一種車窗控制采集電路，包括第一和第二繼電器的公共端分別連接至電機兩端，第一觸點連接至供電模塊，第二觸點與第一和第二電阻一端連接，第一和第二電阻另一端分別連接運放的同相輸入端和低電平，控制端分別連接至外部控制電路；運放的同相輸入端與第二觸點連接，反相輸入端與第三、第四和第五電阻的一端連接，第三、第四和第五電阻的另一端分別連接高電平、低電平和運放輸出端，運放的正負電源端口分別連接高低電平；第一鉗位二極管的正負極分別連接低電平和同相輸入端，第二鉗位二極管的正負極分別連接同相輸入端和高電平，采樣點設置在運放輸出端。通過上述方案，能夠對運放起到保護作用，延長控制電路使用壽命。
【IPC分類】E05F15/695
【公開號】CN205382815
【申請號】CN201620010366
【發明人】王穎鑫, 楊仲義, 胡留成, 石剛
【申請人】北京汽車股份有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2016年1月6日