车窗控制采集电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电路领域，尤其涉及一种车窗控制采集电路。
【背景技术】
[0002]汽车车窗的升降包括手动控制和电动控制两种控制方式，是汽车必备的功能。随着人们对汽车智能化的需求的加强，电动控制车窗玻璃的升降正成为主流。同时，电动车窗的控制电路设计也越来越重要，通常通过车身控制器或者门模块来控制，即根据用户操作，生成相应的控制信号，将控制信号传给车身控制电路或者门模块的主控芯，控制电路接收到控制信号后，驱动电机正向或反向运转，带动车窗玻璃升降。
[0003]通常的，为了避免外部对驱动电机的干扰和损坏，汽车玻璃升降控制电路内部会增加采集电路，采集电路用于采集电机电流，并反馈给控制芯片，控制芯片根据采集到的电机电流的大小对电机的驱动信号进行调整，以实现对电机的保护，具体的，采集电路中通常需要设置运算放大器。但是，电机为感性负载，因此在电机正反向运转切换时会产生瞬间高压，对采集电路造成较大的冲击，长时间的反复冲击会造成运算放大器的损坏，降低控制电路使用寿命。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供一种车窗控制采集电路，用于解决现有方案容易造成采集电路损坏的问题。
[0005]本实用新型提供一种车窗控制采集电路，包括:第一继电器、第二继电器、运算放大器、以及第一钳位二极管和第二钳位二极管；
[0006]所述第一继电器的公共端连接至电机的一端，所述第二继电器的公共端连接至所述电机的另一端，所述第一继电器和所述第二继电器的电源端连接至高电平，所述第一继电器和所述第二继电器的第一触点均连接至供电模块，所述第一继电器的第二触点与所述第二继电器的第二触点连接，且第二触点与第一电阻和第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端连接，所述第二电阻的另一端连接至低电平，所述第一继电器和所述第二继电器的控制端分别连接至外部控制电路，用于根据接收到的外部控制信号，控制所述第一继电器和所述第二继电器的工作状态；
[0007]所述运算放大器的同相输入端与第二触点连接，所述运算放大器的反相输入端分别与第三电阻、第四电阻和第五电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端连接至高电平，所述第四电阻的另一端连接至低电平，所述第五电阻的另一端连接至所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的正电源端口和负电源端口分别连接至高电平和低电平；
[0008]所述第一钳位二极管的负极和所述第二钳位二极管的正极连接至所述运算放大器的同相输入端，所述第一钳位二极管的正极连接至低电平，所述第二钳位二极管的负极连接至高电平，用于采集电机电流的采样点设置在所述运算放大器的输出端。
[0009]本实用新型提供的车窗控制采集电路，在运算放大器前增加一对钳位二级管，在电机换向的瞬间，第二电阻的两端会产生一个瞬间高压，通过第一电阻传送到运算放大器的正相输入端，通过设置第一钳位二极管和第二钳位二极管，结合第一电阻和第二电阻进行钳位，起到限制钳位电流的作用，防止放大器的端口出现过大的正负电压脉冲，确保运算放大器的端口电压控制在规格范围内，从而对运算放大器起到保护作用，改善瞬间高压对采集电路的不良影响，延长控制电路的使用寿命。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1是本实用新型实施例提供的一种车窗控制采集电路的结构示意图；
[0012]图2为本实用新型实施例提供的另一种车窗控制采集电路的结构示意图；
[0013]图3为本实用新型实施例提供的又一种车窗控制采集电路的结构示意图；
[0014]图4为本实用新型实施例提供的又一种车窗控制采集电路的结构示意图；
[0015]图5为本实用新型实施例提供的又一种车窗控制采集电路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0017]图1是本实用新型实施例提供的一种车窗控制采集电路的结构示意图，如图1所示，所述电路包括:第一继电器K1、第二继电器K2、运算放大器U1、以及第一钳位二极管Dl和第二钳位二极管D2;
[0018]第一继电器Kl的公共端11连接至电机的一端，第二继电器K2的公共端21连接至电机的另一端，第一继电器Kl的电源端12和第二继电器K2的电源端22连接至高电平，第一继电器Kl的第一触点13和第二继电器K2的第一触点23均连接至供电模块，第一继电器Kl的第二触点14与第二继电器K2的第二触点24连接，且第二触点与第一电阻Rl和第二电阻R2的一端连接，第一电阻Rl的另一端与运算放大器Ul的同相输入端31连接，第二电阻R2的另一端连接至低电平，第一继电器Kl的控制端15和第二继电器K2的控制端25分别连接至外部控制电路，用于根据接收到的外部控制信号，控制第一继电器Kl和第二继电器K2的工作状态；
[0019]运算放大器Ul的同相输入端31与第二触点连接，运算放大器Ul的反相输入端32分别与第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5的一端连接，第三电阻R3的另一端连接至高电平，第四电阻R4的另一端连接至低电平，第五电阻R5的另一端连接至运算放大器Ul的输出端33，运算放大器Ul的正电源端口 34和负电源端口 35分别连接至高电平和低电平；
[0020]第一钳位二极管Dl的负极和第二钳位二极管D2的正极连接至运算放大器Ul的同相输入端，第一钳位二极管Dl的正极连接至低电平，第二钳位二极管D2的负极连接至高电平，用于采集电机电流的采样点设置在运算放大器Ul的输出端。
[0021]其中，第五电阻R5与第三电阻R3，第四电阻R4用于确定运算放大器Ul的增益。在实际应用中，供电模块提供的输入可以是直流电。所述连接至低电平具体可以包括接地，或者连接至负电位，所述连接至高电平可以包括连接至电源Vcc等，本实施例在此不对其进行限制。
[0022]具体的，第一继电器Kl和第二继电器K2的控制端接收外部电路根据用户操作生成的外部控制信号，根据控制端接收到的控制信号，继电器切换至相应的工作状态，以实现对电机的供电驱动。其中，上述用户操作指的是用户对汽车车窗控制的机械控制部件进行的操作，例如，按压车窗控制按钮，以控制车窗降下，或者向上掰起车窗控制按钮，以控制车窗升级等。
[0023]结合图1举例来说，第一继电器Kl的控制端接收到低电平脉冲信号，第一继电器Kl切换至导通状态，即第一继电器Kl的公共端与第一触点导通，进而电机的一端通过第一继电器Kl与供电模块导通，第二继电器K2的控制端接收到高电平脉冲信号，第二继电器K2切换至关断状态，即第二继电器K2的公共端与第二触点导通，电机的另一端通过第二继电器K2连接至低电平，实现电机在某个运转方向的供电，例如正向运转供电，从而实现电机正向运转。
[0024]再例如，第一继电器Kl的控制端接收到高电平脉冲信号，第一继电器Kl切换至关断状态，即第一继电器Kl的公共端与第二触点导通，进而电机的一端通过第一继电器Kl连接至低电平，第二继电器K2的控制端接收到低电平脉冲信号，第二继电器K2切换至导通状态，即第二继电器K2的公共端与第一触点导通，电机的另一端通过第二继电器K2与供电模块导通，实现电机在另一运转方向的供电，例如反向运转供电，从而实现电机反向运转。
[0025]也就是说，通过控制第一继电器Kl和第二继电器K2的工作状态，实现对电机的正向或反向供电，驱动电机正向或者反向运转，进而驱动车窗升起或者降下。进一步的，在同一时刻下，控制第一继电器和第二继电器处于不同的工作状态，即可实现对电机的供电。可选的，用于控制第一继电器和第二继电器的控制信号可以是相反的，即向第一继电器输入的控制信号为高电平脉冲信号时，向第二继电器输入低电平脉冲信号，反之，向第一继电器输入的控制信号为低电平脉冲信号时，向第二继电器接输入高电平脉冲信号。
[0026]需要说明的是，上述描述只是为了更加直观的理解采集电路的工作原理，涉及其它存在多种实施方式的部分，例如，电机运转方向与车窗运动方向之间的关系，可以根据实际情况设置，本实施例并未对其进行限制。例如，基于不同的连接方式，电机正向运转时，可以驱动车窗升起，电机反向运转时，可以驱动车窗降下;或者，电机反向运转时，可以驱动车窗升起，电机正向运转时，可以驱动车窗降下。
[0027]再具体的，实现对电机供电运转的过程中，当控制信号发生变化，使得电机进行正反向运转切换时，第二电阻R2的两端出现正向电压尖峰，电压尖峰的能量依次通过第二电阻R2、第一电阻R1、第二钳位二极管D2、高电平Vcc的路径进行泄放，保证运算放大器的同相输入端的电压最高只比Vcc高一个二极管压降。反之，当第二电阻R2出现负向电压尖峰时，电压尖峰的能量依次通过第二电阻、第一电阻R1、第一钳位二极管D1、低电平GND的路径泄放，保证运算放大器的同相输入端的电压最低只比GND低一个二极管压降，从而确保运算放大器的端口电压控制在规格范围内。
[0028]实际应用中，可以将采样点处采集到的信号传输给控制芯片，例如，微控制单元(MicrocontroIler Unit，简称M⑶)，控制芯片根据采集点处的信号，调整电机的驱动参数，以保护电机。具体的调整策略可以有多种，本实施例在此不对其进行限制。
[0029]可选的，为了提高信号采集的准确性，如图2所示，图2为本实用新型实施例提供的另一种车窗控制采集电路的结构示意图，在图1所示实施方式的基础上，车窗控制采集电路还包括:第六电阻R6和第七电阻R7;
[0030]第六电阻R6的一端与第七电阻R7的一端和运算放大器Ul的同相输入端连接，第六电阻R6的另一端连接至高电平，第七电阻R7的另一端连接至低电平。
[0031]具体的，通过设置第六电阻R6、第七电阻R7，使得第六电阻R6、第七电阻R7、第三电阻R3和第四电阻R4为运算放大器提供一个电压偏置，防止运算放大器的输入或输出电压在零电压(GND)附近，从而提高运算放大器的线性度，以进一步提高信号采集的准确性。
[0032]本实施方式，通过设置第六电阻和第七电阻，为运算放大器提供电压偏置，提高运算放大器的线性度，从而提高信号采集的准确性。
[0033]再可选的，为了进一步提高信号采集的准确性，可以对运算放大器的输入信号进行预处理。相应的，如图3所示，图3为本实用新型实施例提供的又一种车窗控制采集电路的结构示意图，在图2所示实施方式的基础上，车窗控制采集电路还包括:第一电容Cl;
[0034]第一电容Cl与第七电阻R7并联。
[0035]具体的，第一电容Cl和第七电阻R7并联，第一电容Cl、第七电阻R7和第六电阻R6构成一个低通滤波器，该低通滤波器能够对运算放大器同相输入端的输入信号进行滤波，去除输入信号中的干扰信号，提高运算放大器输出信号的准确性和可靠性，从而进一步提高采集的准确性和可靠性。
[0036]本实施方式，通过设置与第七电阻并联的第一电容，构成低通滤波器，以对运算放大器同相输入端的输入信号进行滤波，去除输入信号中的干扰信号，提高运算放大器输出信号的准确性和可靠性，从而提高采集的准确性和可靠性。
[0037]此外，图4为本实用新型实施例提供的又一种车窗控制采集电路的结构示意图，如图4所示，在前述任一实施方式的基础上，车窗控制采集电路还包括:第二电容C2;
[0038]第二电容C2与第四电阻R4并联。
[0039]具体的，第二电容C2与第四电阻R4并联，第二电容C2、第四电阻R4和第三电阻R3同样构成一个低通滤波器，该低通滤波器能够对运算放大器反相输入端的输入信号进行滤波，去除输入信号中的干扰信号，提高运算放大器输出信号的准确性和可靠性，从而进一步提高采集的准确性和可靠性。
[0040]本实施方式，通过设置与第四电阻并联的第二电容，构成低通滤波器，以对运算放大器反相输入端的输入信号进行滤波，去除输入信号中的干扰信号，提高运算放大器输出信号的准确性和可靠性，从而提高采集的准确性和可靠性。
[0041]实际应用中，为了提高信号采集的准确性，除了可以对运算放大器的输入信号进行预处理以外，还可以对运算放大器的输出信号进行进一步处理。
[0042]相应的，如图5所示，图5为本实用新型实施例提供的又一种车窗控制采集电路的结构示意图，在前述任一实施方式的基础上，车窗控制采集电路还包括:第八电阻R8和第三电容C3;
[0043]第八电阻R8的一端与运算放大器Ul的输出端连接，第八电阻R8的另一端与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端连接至低电平。
[0044]具体的，第八电阻R8和第三电容C3构成低通滤波器，该低通滤波器能够滤除运算放大器输出电压中的高频毛刺、干扰等，提高信号采集的准确性。
[0045]进一步的，通过对运算放大器的输出信号进行低通滤波处理，获得的信号更准确，因此，可以将采样点设置在第八电阻与第三电容之间，从而采集到更加准确的输出信号，提高信号采集的准确性和可靠性。
[0046]本实施方式，通过设置第八电阻和第三电容，构成低通滤波器，以滤除运算放大器输出电压中的高频毛刺、干扰等，提高信号采集的准确性。
[0047]本实施例提供的车窗控制采集电路，在运算放大器前增加一对钳位二级管，在电机换向的瞬间，第二电阻的两端会产生一个瞬间高压，通过第一电阻传送到运算放大器的正相输入端，通过设置第一钳位二极管和第二钳位二极管，结合第一电阻和第二电阻进行钳位，起到限制钳位电流的作用，防止放大器的端口出现过大的正负电压脉冲，确保运算放大器的端口电压控制在规格范围内，从而对运算放大器起到保护作用，改善瞬间高压对采集电路的不良影响，延长控制电路的使用寿命。
[0048]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种车窗控制采集电路，其特征在于，包括:第一继电器、第二继电器、运算放大器、以及第一钳位二极管和第二钳位二极管； 所述第一继电器的公共端连接至电机的一端，所述第二继电器的公共端连接至所述电机的另一端，所述第一继电器和所述第二继电器的电源端连接至高电平，所述第一继电器和所述第二继电器的第一触点均连接至供电模块，所述第一继电器的第二触点与所述第二继电器的第二触点连接，且第二触点与第一电阻和第二电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述运算放大器的同相输入端连接，所述第二电阻的另一端连接至低电平，所述第一继电器和所述第二继电器的控制端分别连接至外部控制电路，用于根据接收到的外部控制信号，控制所述第一继电器和所述第二继电器的工作状态； 所述运算放大器的同相输入端与第二触点连接，所述运算放大器的反相输入端分别与第三电阻、第四电阻和第五电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端连接至高电平，所述第四电阻的另一端连接至低电平，所述第五电阻的另一端连接至所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的正电源端口和负电源端口分别连接至高电平和低电平； 所述第一钳位二极管的负极和所述第二钳位二极管的正极连接至所述运算放大器的同相输入端，所述第一钳位二极管的正极连接至低电平，所述第二钳位二极管的负极连接至高电平，用于采集电机电流的采样点设置在所述运算放大器的输出端。2.根据权利要求1所述的车窗控制采集电路，其特征在于，所述电路还包括:第六电阻和第七电阻； 所述第六电阻的一端与所述第七电阻的一端和所述运算放大器的同相输入端连接，所述第六电阻的另一端连接至高电平，所述第七电阻的另一端连接至低电平。3.根据权利要求2所述的车窗控制采集电路，其特征在于，所述电路还包括:第一电容； 所述第一电容与所述第七电阻并联。4.根据权利要求1所述的车窗控制采集电路，其特征在于，所述电路还包括:第二电容； 所述第二电容与所述第四电阻并联。5.根据权利要求1-4中任一项所述的车窗控制采集电路，其特征在于，所述电路还包括:第八电阻和第三电容； 所述第八电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，所述第八电阻的另一端与所述第三电容的一端连接，所述第三电容的另一端连接至低电平。6.根据权利要求5所述的车窗控制采集电路，其特征在于，所述采样点设置在所述第八电阻与所述第三电容之间。
【专利摘要】本实用新型提供一种车窗控制采集电路，包括第一和第二继电器的公共端分别连接至电机两端，第一触点连接至供电模块，第二触点与第一和第二电阻一端连接，第一和第二电阻另一端分别连接运放的同相输入端和低电平，控制端分别连接至外部控制电路；运放的同相输入端与第二触点连接，反相输入端与第三、第四和第五电阻的一端连接，第三、第四和第五电阻的另一端分别连接高电平、低电平和运放输出端，运放的正负电源端口分别连接高低电平；第一钳位二极管的正负极分别连接低电平和同相输入端，第二钳位二极管的正负极分别连接同相输入端和高电平，采样点设置在运放输出端。通过上述方案，能够对运放起到保护作用，延长控制电路使用寿命。
【IPC分类】E05F15/695
【公开号】CN205382815
【申请号】CN201620010366
【发明人】王颖鑫, 杨仲义, 胡留成, 石刚
【申请人】北京汽车股份有限公司
【公开日】2016年7月13日
【申请日】2016年1月6日