一种低能耗位置传感器的制作方法

本实用新型涉及汽车动力总成系统技术领域，尤其是涉及一种低能耗位置传感器。

背景技术：

目前，汽车动力总成系统中的位置传感器设计都比较简单，汽车启动后，由电池或ecu直接为其供电，并且上电后持续工作，从而导致耗电流无法控制，造成不必要的能耗损失。

如授权公告号为cn208040543u的中国专利公开了一种汽车电子节气门控制系统，包括pc机、快速原型控制器、步进电机驱动器、直流电源、步进电机、直线运动滑台模组合和加速踏板位置传感器；pc机通过tcp/ip协议以局域网的方式与快速原型控制器相连；步进电机驱动器、直流电源和快速原型控制器通过电线连接；步进电机驱动器与步进电机相连；加速踏板位置传感器通过电线与快速原型控制器和发动机ecu相连接；发动机ecu与节气门相连；直线运动滑台模组合与步进电机相固定。本实用新型是一种可以依据外部需求，修正汽车加速踏板的位置信号，从而实现发动机转矩控制的汽车电子节气门控制系统。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：上述的位置传感器在上电后即开始工作，即使用户汽车处于非行驶状态，位置传感器也持续耗电，由此而导致了能耗较高的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种低能耗位置传感器，其具有能够有效降低能耗的优点。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种低能耗位置传感器，包括滤波电路一、电源管理电路、位置信息传感器、控制电路和霍尔开关；

所述滤波电路一的输入端与电源相连，所述滤波电路一的输出端与电源管理电路的输入端及霍尔开关的输入端均相连；所述位置信息传感器的输入端与电源管理电路的输出端相连，所述位置信息传感器的输出端用于输出位置信号；

所述霍尔开关的输出端与控制电路相连并用于根据自身的相对位移量向控制电路输出开关信号，所述控制电路用于响应于所述开关信号以向电源管理电路输出控制其运作的控制信号。

通过采用上述技术方案，当位置传感器移动到指定位置后，霍尔开关的开关信号输出为0，从而使得位置传感器进入睡眠状态，即电源管理电路不向位置信息传感器供电，此时，位置信息传感器不工作。当位置传感器的发生相对位移并超过相对位移量时，霍尔开关的开关信号输出变化为1，从而使得电源管理电路运作，位置信息传感器开始工作。具有能够有效降低能耗的优点。例如将本实用新型用于汽车踏板，不踩压踏板时，本实用新型处于睡眠状态；由于霍尔开关的原理是当磁性物件移近霍尔开关时，开关检测面上的霍尔元件因产生霍尔效应而使开关内部电路状态发生变化，由此识别附近有磁性物体存在，进而控制开关的通或断，所以在踩压踏板后，霍尔开关输出为1，使得位置信息传感器工作。

本实用新型进一步设置为：所述滤波电路一包括第一电阻和第一电容，所述第一电阻的一端与电源连接，所述第一电阻的另一端连接至电源管理电路的输入端及第一电容的一极，所述第一电容的另一极接地。

通过采用上述技术方案，起到平滑信号或电压的作用，使得电路工作更稳定。

本实用新型进一步设置为：所述滤波电路一的输入端和电源之间串接有防反二极管。

通过采用上述技术方案，能够防止电流倒灌，提高了电路的工作稳定性。

本实用新型进一步设置为：所述滤波电路一的输出端与地之间连接有esd保护二极管。

通过采用上述技术方案，esd保护二极管是一种新型的集成化的静电保护器件，其内部相当于是一个齐纳稳压二极管，当输入电流超过它的额定电压时，就会被击穿，把过多的电能量导回大地，能够起到保护电路的作用。

本实用新型进一步设置为：所述电源管理电路的输出端与位置信息传感器的输入端之间串接有滤波电路二。

通过采用上述技术方案，能够保证输入位置信息传感器的信号稳定，从而使得位置信息传感器能够稳定的工作。

本实用新型进一步设置为：所述控制电路包括自唤醒电路和外部唤醒电路，所述自唤醒电路和外部唤醒电路均用于控制电源管理电路的运作；所述自唤醒电路的输入端与霍尔开关的输出端相连，所述外部唤醒电路的输入端与外部触发信号相连，所述自唤醒电路的输出端以及外部唤醒电路的输出端均与电源管理电路的控制端相连。

通过采用上述技术方案，本实用新型具有睡眠模式，即，当实用新型移动到指定位置且收到外部休眠指令（即外部触发信号为0）时，可以进入睡眠模式，此时耗电流极低，能够有效降低功耗。当霍尔开关的开关信号或者外部触发信号为1时，则结束休眠。

本实用新型进一步设置为：所述自唤醒电路包括第一三极管，所述第一三极管为npn型三极管；所述第一三极管的集电极与滤波电路一的输出端相连，所述第一三极管的基极与霍尔开关的输出端相连，所述第一三极管的发射极与电源管理电路的控制端相连。

通过采用上述技术方案，当实用新型移动到指定位置时，霍尔开关输出低电平，第一三极管不导通，从而在外部触发信号也为0时，使得本实用新型进入睡眠状态。当本实用新型发生相对位移时，霍尔开关输出高电平，第一三极管导通，从而使得本实用新型结束睡眠状态。

本实用新型进一步设置为：所述外部唤醒电路包括第二三极管，所述第二三极管为npn型三极管；所述第二三极管的集电极与滤波电路一的输出端相连，所述第二三极管的基极与外部触发信号相连，所述第二三极管的发射极与电源管理电路的控制端相连。

通过采用上述技术方案，当外部信号为0时，第二三极管不导通，从而在霍尔开关输出的开关信号也为0时，使得本实用新型进入睡眠状态。当外部信号为1时，第二三极管导通，从而使得本实用新型结束睡眠状态。使得本实用新型可以有工作和睡眠2种模式，耗电大大降低，有效降低能耗。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1、通过电源管理电路、位置信息传感器、控制电路和霍尔开关的设置，具有能够有效降低能耗的优点；

2、通过防反二极管和esd保护二极管的设置，对电路起到了保护的作用，有效提高了本实用新型的工作稳定性；

3、通过自唤醒电路和外部唤醒电路的设置，提供了2种控制方式，也使得本实用新型具有了工作和睡眠2种模式，从而使得耗电大大降低。

附图说明

图1是本实用新型实施例示出的低能耗位置传感器的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例示出的低能耗位置传感器的电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种低能耗位置传感器，包括滤波电路一、电源管理电路、滤波电路二、位置信息传感器、控制电路和霍尔开关。滤波电路一的电源输入端与电源相连，滤波电路一的电源输出端与电源管理电路的电源输入端、控制电路的电源输入端及霍尔开关的电源输入端均连接。滤波电路二的电源输入端与电源管理电路的电源输出端连接，滤波电路二的电源输出端与位置信息传感器的输入端连接，位置信息传感器的输出端用于输出位置信号。霍尔开关的输出端与控制电路的控制端相连并用于根据自身的相对位移量向控制电路输出开关信号，控制电路用于响应于霍尔开关输出的开关信号以向电源管理电路输出控制其运作的控制信号。在本实施例中，位置传感器设置在汽车加速器踏板转轴上，用于检测加速器踏板的踩下程度。当不踩压踏板时，踏板位于初始位置，霍尔开关输出的开关信号为0，位置信息传感器不工作；当踩下踏板时，霍尔开关输出的开关信号为1，位置信息传感器工作。

参照图1和图2，电源为12v直流电，滤波电路连接有防反二极管d1和esd保护二极管d2。滤波电路一包括第一电阻r1和第一电容c1，防反二极管d1的阳极与12v电源连接，防反二极管d1的阴极与第一电阻r1的一端连接，第一电阻r1的另一端连接至esd保护二极管d2的阴极、第一电容c1的一极以及电源管理电路的输入端，esd保护二极管d2的阳极和第一电容c1的另一极均接地。esd保护二极管d2的阴极为vin端且与控制电路的电源输入端以及霍尔开关ic2的电源输入端均连接，防反二极管d1的阳极与地之间还串接有电容c2和电容c3，电容c2和电容c3并联。

参照图1和图2，电源管理电路包括线性稳压器ic3和电阻r2，线性稳压器ic3的型号为tps7b82-q1。线性稳压器ic3的in端与esd保护二极管d2的阴极连接，线性稳压器ic3的en端与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端、线性稳压器ic3的gnd端以及nc端均接地，线性稳压器ic3的out端与滤波电路二连接。滤波电路二包括电阻r3、电容c4和电容c5，电阻r3的一端与线性稳压器ic3的out端以及电容c4一极均连接，电阻r3的另一端与电容c5一极以及位置信息传感器ic1均连接，电容c4和电容c5的另一极均接地。

参照图1和图2，位置信息传感器ic1连接有电容c5、电容c6、电容c7和电阻r4，位置信息传感器ic1的型号为mlx90365-singledie。位置信息传感器ic1的vdd端与电阻r3连接，位置信息传感器ic1的text0端、text2端、nc端均接地，电容c5串接在位置信息传感器ic1的vss端和vdig端之间。电阻r4的一端与位置信息传感器ic1的out端以及电容c6的一极连接，电阻r4的另一端与电容c7的一极连接切为位置信号输出端pwmout，电容c6和电容c7的另一极均接地。

参照图1和图2，霍尔开关ic2连接有电阻r5、电容c8和电容c9，霍尔开关ic2的型号为aps11760。电阻r5串接在vin端与霍尔开关ic2的vcc端之间，电容c8和电容c9均串接在霍尔开关ic2的out端与地之间且电容c8和电容c9相互并联。霍尔开关ic2的gnd端接地，霍尔开关ic2的out端为开关信号输出端switchout，开关信号输出端switchout也连接至汽车ecu。

参照图1和图2，控制电路包括自唤醒电路和外部唤醒电路，自唤醒电路和外部唤醒电路均用于控制电源管理电路的运作。自唤醒电路的输入端与霍尔开关ic2的输出端相连，外部唤醒电路的输入端与外部触发信号cemdigitalinput相连，自唤醒电路的输出端以及外部唤醒电路的输出端均与电源管理电路的控制端相连。具体的：

自唤醒电路包括第一三极管q1和电阻r6，第一三极管q1为npn型三极管，第一三极管q1的集电极与vin端相连，电阻r6串接在开关信号输出端switchout与第一三极管q1的基极之间，第一三极管q1的发射极与线性稳压器ic3的控制端即其en端相连。

外部唤醒电路包括第二三极管q2、电阻r7和电容c10，第二三极管q2也为npn型三极管，第二三极管q2的集电极与vin端相连且电容c10串接在第二三极管q2的集电极与地之间，电阻r7串接在外部触发信号cemdigitalinput与第二三极管q2的基极之间，第二三极管q2的发射极与线性稳压器ic3的控制端即en端相连。在本实施例中，外部触发信号cemdigitalinput端与汽车ecu连接，且外部触发信号cemdigitalinput端与地之间串接有电容c11，开关信号输出端switchout与地之间串接有电容c12。

本实施例的实施原理为：

当踏板位于初始位置时，霍尔开关ic2输出的开关信号为0，若此时外部触发信号cemdigitalinput也为0，即当汽车ecu输出的触发信号也为0时，线性稳压器ic3不工作，位置信息传感器ic1也不工作，从而使得本实用新型处于睡眠状态。

当开关信号输出端switchout输出的开关信号为1（即踩压踏板）和/或外部触发信号cemdigitalinput为1时，线性稳压器ic3工作并为位置信息传感器ic1提供电能源，从而使得位置信息传感器ic1开始工作并且位置信号输出端pwmout输出位置信号，同时开关信号输出端switchout输出的开关信号也输出至汽车ecu，从而使得本实用新型被唤醒且整车也被唤醒，有效降低了能耗。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。