一种控制车窗升降的驱动电路和具有该驱动电路的车辆的制作方法

1.本技术涉及车窗控制的技术领域，特别涉及一种控制车窗升降的驱动电路和具有该驱动电路的车辆。


背景技术：

2.在车辆智能化发展中，市面上车门控制模块dcm(door control module)中控制车窗的驱动方案主要是采用驱动芯片构成的h桥电路实现，即通过驱动芯片控制电机的正反转来驱动车窗的上升和下降。然而采用驱动芯片的方案不仅受限于国外芯片，也存在着驱动电流小而使得带负载能力弱的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种控制车窗升降的驱动电路和具有该驱动电路的车辆，以解决相关技术中车窗开启关闭受限于驱动芯片的弊端。
4.第一方面，提供了一种控制车窗升降的驱动电路，包括场效应管q、控制器mcu和两个继电器k，所述继电器k包括动触点x、第一静触点y和第二静触点z；
5.两个所述动触点x与电机m的两端对应相连，两个所述第一静触点y均接第一正向电源，两个所述第二静触点z均通过所述场效应管q与所述控制器mcu相连；
6.同时，所述控制器mcu在接收到控制指令后，被配置为：
7.根据车窗的当前状态确定两个所述继电器k中对应的吸合点，且两个吸合点一个为第一静触点y，另一个为第二静触点z；
8.向所述场效应管q输出使能信号en，该使能信号en触发所述场效应管q导通，使得一个动触点x与第一静触点y吸合，另一个动触点x与第二静触点z吸合，并使所述电机m相应地发生正转或反转。
9.一些实施例中，还包括电流采样支路和电压跟随器；
10.所述电流采样支路的一端与所述场效应管q的源极和所述电压跟随器的输入端均连接，另一端接地；
11.所述电压跟随器的输出端与所述控制器mcu连接，并被配置为向所述控制器mcu发送反馈信号；
12.以及，所述控制器mcu还被配置为若所述反馈信号表征所述电流采样支路采集到的电流过流，切断所述使能信号en的输出。
13.一些实施例中所述电流采样支路与所述电压跟随器之间还设有：
14.分压滤波支路，其包括电容c1、电阻r1和电阻r2，所述电容c1与所述电流采样支路并联，所述电阻r1与所述电阻r2分别连于的两端，且所述电阻r1与所述电阻r2的另一端均与述电压跟随器的输入端连接。
15.一些实施例中，所述电压跟随器具体包括运算放大器u、电容c2、电阻r3和电阻r4；所述运算放大器u的正输入端与所述电流采样支路远离地的一端相连，负输入端串接所述
电阻r3后接地，电源正极接第二正向电源并通过所述电容c2接地，电源负极接地，输出端通过所述电阻r4与所述负输入端相连并被配置为输出所述反馈信号。
16.一些实施例中，还包括：
17.比较器，其包括三极管q1、三极管q2、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8；
18.所述电阻r5、所述电阻r6与所述电阻r7依次串接，所述电阻r5的另一端接所述第一正向电源，所述电阻r7的另一端接地；
19.所述三极管q1的集电极连于所述电阻r5与所述电阻r6之间，发射极接地，基极接于所述电压跟随器的输出端；
20.所述三极管q2的基极连于所述电阻r6与所述电阻r7之间，发射极接地，集电极通过所述电阻r8接所述第二正向电源，且该集电极被配置为向所述控制器mcu输出short信号；
21.以及，所述控制器mcu还被配置为若所述short信号表征所述电流采样支路采集到的电流过流，切断所述使能信号en的输出。
22.一些实施例中，还包括：
23.驱动支路，其包括三极管q3、三极管q4、电容c3、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12和电阻r13，
24.所述三极管q3的集电极通过所述电阻r9与所述场效应管q的栅极连接，发射极接所述第一正向电源，基极通过所述电阻r10与所述三极管q4的集电极连接；
25.所述三极管q4的集电极通过所述电阻r11与所述三极管q3的发射极连接，发射极接地，基极通过所述电阻r12与所述控制器mcu相连，并被配置为接收所述使能信号en；
26.所述电容c3的一端接所述第一正向电源，另一端接地；
27.所述电阻r13的一端接所述三极管q4的基极，另一端接地。
28.一些实施例中，所述场效应管q为n沟道mos管，所述三极管q3为pnp型三极管，所述三极管q4为npn型三极管。
29.一些实施例中，两个所述继电器k一个为第一继电器k1，另一个为第二继电器k2，所述控制器mcu在接收到控制指令后，还被具体配置为：
30.若所述车窗处于开启状态，确定所述第一继电器k1的第一静触点y为吸合点，所述第二继电器k2的第二静触点y为吸合点，并触发所述场效应管q导通使得两个所述继电器k控制所述电机m正转或反转；
31.若所述车窗处于关闭状态，确定所述第一继电器k1的第二静触点y为吸合点，所述第二继电器k2的第一静触点y为吸合点，并触发所述场效应管q导通使得两个所述继电器k控制所述电机m反转或正转。
32.一些实施例中，还包括：
33.反向电压保护支路，其包括瞬态电压抑制器件tvs、电阻r14和电容c4，所述瞬态电压抑制器件tvs、所述电阻r14与所述电容c4首尾串接成环，且所述瞬态电压抑制器件tvs还与所述电机m并联。
34.第二方面，还提供了一种具有如上述的控制车窗升降的驱动电路的车辆。
35.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：驱动电路硬件替换驱动芯片，降低成本，还解决驱动芯片存在驱动电流小导致的带负载能力弱的问题。
36.本技术实施例提供了一种控制车窗升降的驱动电路，包括场效应管q、控制器mcu和两个继电器k，继电器k为单刀双掷的继电器，电机的一端设置一个继电器，通过控制继电器的动触点与第一静触点吸合还是与第二静触点吸合，来改变电流流向和电机转向，在控制器mcu接收一个控制信号后，控制器mcu向场效应管q发出使能信号en，所述场效应管q导通，同时，控制器mcu还通过车窗的当前状态确定继电器的动触点与哪一个静触点吸合从而控制电机的正反转；当需要控制根据车窗的当前状态确定两个所述继电器k中的一个吸合点为第一静触点，另一个为第二静触点z，使得使得一个动触点x与第一静触点y吸合，另一个动触点x与第二静触点z吸合，进而使得所述电机m由于电流的改变而相应地发生正转或反转。
附图说明
37.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
38.图1为本技术实施例提供的一种控制车窗升降的驱动电路的电路图。
39.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
40.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
41.附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
42.本技术实施例提供了一种控制车窗升降的驱动电路，其中，驱动电路硬件替换驱动芯片，降低成本，还解决驱动芯片存在驱动电流小导致的带负载能力弱的问题。
43.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
44.请参照图1，本技术实施例提供了一种控制车窗升降的驱动电路，包括场效应管q、控制器mcu和两个继电器k，所述继电器k包括动触点x、第一静触点y和第二静触点z；
45.两个所述动触点x与电机m的两端对应相连，两个所述第一静触点y均接第一正向电源，两个所述第二静触点z均通过所述场效应管q与所述控制器mcu相连；
46.同时，所述控制器mcu在接收到控制指令后，被配置为：
47.根据车窗的当前状态确定两个所述继电器k中对应的吸合点，且两个吸合点一个为第一静触点y，另一个为第二静触点z；
48.向所述场效应管q输出使能信号en，该使能信号en触发所述场效应管q导通，使得一个动触点x与第一静触点y吸合，另一个动触点x与第二静触点z吸合，并使所述电机m相应
地发生正转或反转。
49.在本技术实施例中，在控制器mcu接收一个控制信号后，控制器mcu向场效应管q发出使能信号en，所述场效应管q导通，同时，控制器mcu还通过车窗的当前状态确定继电器的动触点与哪一个静触点吸合并在场效应管q的配合下实现控制电机的正反转；当需要控制根据车窗的当前状态确定两个所述继电器k中的一个吸合点为第一静触点，另一个为第二静触点z，使得使得一个动触点x与第一静触点y吸合，另一个动触点x与第二静触点z吸合，进而使得所述电机m由于电流的改变而相应地发生正转或反转。
50.优选地，两个所述继电器k一个为第一继电器k1，另一个为第二继电器k2，所述控制器mcu在接收到控制指令后，还被具体配置为：
51.若所述车窗处于开启状态，确定所述第一继电器k1的第一静触点y为吸合点，所述第二继电器k2的第二静触点y为吸合点，并触发所述场效应管q导通使得两个所述继电器k控制所述电机m正转或反转；
52.若所述车窗处于关闭状态，确定所述第一继电器k1的第二静触点y为吸合点，所述第二继电器k2的第一静触点y为吸合点，并触发所述场效应管q导通使得两个所述继电器k控制所述电机m反转或正转。
53.具体地，继电器k为单刀双掷的继电器，继电器的线圈一端接第一正向电源24v电压，另一端通过高低电平信号转换器接控制器mcu发出的0和24v。若所述车窗处于开启状态，第一继电器k1的线圈另一端接低电平，对应的开关为动触点x-第一静触点y；第二继电器k2的线圈另一端则接高电平，对应的开关为动触点x-第二静触点z，此时，对应于电机正转。若所述车窗处于关闭状态，第一继电器k1的线圈另一端接高电平，对应的开关为动触点x-第二静触点z；第二继电器k2的线圈另一端则接低电平，对应的开关为动触点x-第一静触点y，此时，对应于电机反转。
54.作为本技术实施例的一种优选实施例，还包括电流采样支路和电压跟随器；
55.所述电流采样支路的一端与所述场效应管q的源极和所述电压跟随器的输入端均连接，另一端接地；
56.所述电压跟随器的输出端与所述控制器mcu连接，并被配置为向所述控制器mcu发送反馈信号；
57.以及，所述控制器mcu还被配置为若所述反馈信号表征所述电流采样支路采集到的电流过流，切断所述使能信号en的输出。
58.进一步地，所述电流采样支路与所述电压跟随器之间还设有：
59.分压滤波支路，其包括电容c1、电阻r1和电阻r2，所述电容c1与所述电流采样支路并联，所述电阻r1与所述电阻r2分别连于的两端，且所述电阻r1与所述电阻r2的另一端均与述电压跟随器的输入端连接。
60.再进一步地，所述电压跟随器具体包括运算放大器u、电容c2、电阻r3和电阻r4；所述运算放大器u的正输入端与所述电流采样支路远离地的一端相连，负输入端串接所述电阻r3后接地，电源正极接第二正向电源并通过所述电容c2接地，电源负极接地，输出端通过所述电阻r4与所述负输入端相连并被配置为输出所述反馈信号。
61.在本技术实施例中，电流采样支路包括电阻r，可供采集电机m的电流并通过电压跟随器将反馈信号发送给控制器mcu，若该反馈信号表征电流过流时，控制器mcu切断所述
使能信号en的输出，即实现驱动电路的过流保护。
62.具体地，所述运算放大器u的输出端通过电阻r15输出反馈信号fb。
63.再进一步地，还包括：
64.比较器，其包括三极管q1、三极管q2、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8；
65.所述电阻r5、所述电阻r6与所述电阻r7依次串接，所述电阻r5的另一端接所述第一正向电源，所述电阻r7的另一端接地；
66.所述三极管q1的集电极连于所述电阻r5与所述电阻r6之间，发射极接地，基极接于所述电压跟随器的输出端；
67.所述三极管q2的基极连于所述电阻r6与所述电阻r7之间，发射极接地，集电极通过所述电阻r8接所述第二正向电源，且该集电极被配置为向所述控制器mcu输出short信号；
68.以及，所述控制器mcu还被配置为若所述short信号表征所述电流采样支路采集到的电流过流，切断所述使能信号en的输出。
69.进一步地，所述三极管q1的基极通过电阻r16接于所述电压跟随器的输出端，该基极还通过电阻r17接地。
70.在本实施例中，电流采样支路采集到的电流信号通过比较器，若电流过流，比较器输出的short信号由0变为1并发送给控制器mcu，控制器mcu在确定short信号为1时，切断发送给场效应管q的使能信号en的输出，实现驱动电路的过流保护。
71.值得注意的是，本技术实施例还可以在场效应管q的漏极端连接一个常规的电压采样支路，该电压采样支路采集到的电压也可发送至控制器mcu来确定是否需要切换使能信号的输出。
72.再进一步地，还包括：
73.驱动支路，其包括三极管q3、三极管q4、电容c3、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12和电阻r13，
74.所述三极管q3的集电极通过所述电阻r9与所述场效应管q的栅极连接，发射极接所述第一正向电源，基极通过所述电阻r10与所述三极管q4的集电极连接；
75.所述三极管q4的集电极通过所述电阻r11与所述三极管q3的发射极连接，发射极接地，基极通过所述电阻r12与所述控制器mcu相连，并被配置为接收所述使能信号en；
76.所述电容c3的一端接所述第一正向电源，另一端接地；
77.所述电阻r13的一端接所述三极管q4的基极，另一端接地。
78.具体地，所述场效应管q为n沟道mos管，所述三极管q3为pnp型三极管，所述三极管q4为npn型三极管。
79.在本实施例中，所述场效应管q的驱动电压为24v，但是使能信号en的驱动电压为3.3v，故而通过驱动支路中的三极管q3和三极管q4的相互配合使得场效应管q在24v电压下触发导通。
80.优选地，还包括：
81.反向电压保护支路，其包括瞬态电压抑制器件tvs、电阻r14和电容c4，所述瞬态电压抑制器件tvs、所述电阻r14与所述电容c4首尾串接成环，且所述瞬态电压抑制器件tvs还与所述电机m并联。
82.在本实施例中，由于电机中的线圈在线路上可视为电感元器件，故而在场效应管q截止时，在反向电动势的作用下，导致场效应管q此时的电压为反动势电压于第一正向电源24v电压之和，尖峰值可能超过场效应管q的耐压值，故而设置反向电压保护支路，把场效应管q的电压限制在安全电压范围内。
83.本技术实施例还提供一种具有如上述的控制车窗升降的驱动电路的车辆。
84.其中的驱动电路包括场效应管q、控制器mcu和两个继电器k，所述继电器k包括动触点x、第一静触点y和第二静触点z；
85.两个所述动触点x与电机m的两端对应相连，两个所述第一静触点y均接第一正向电源，两个所述第二静触点z均通过所述场效应管q与所述控制器mcu相连；
86.同时，所述控制器mcu在接收到控制指令后，被配置为：
87.根据车窗的当前状态确定两个所述继电器k中对应的吸合点，且两个吸合点一个为第一静触点y，另一个为第二静触点z；
88.向所述场效应管q输出使能信号en，该使能信号en触发所述场效应管q导通，使得一个动触点x与第一静触点y吸合，另一个动触点x与第二静触点z吸合，并使所述电机m相应地发生正转或反转。
89.在本技术实施例中，在控制器mcu接收一个控制信号后，控制器mcu向场效应管q发出使能信号en，所述场效应管q导通，同时，控制器mcu还通过车窗的当前状态确定继电器的动触点与哪一个静触点吸合并在场效应管q的配合下实现控制电机的正反转；当需要控制根据车窗的当前状态确定两个所述继电器k中的一个吸合点为第一静触点，另一个为第二静触点z，使得使得一个动触点x与第一静触点y吸合，另一个动触点x与第二静触点z吸合，进而使得所述电机m由于电流的改变而相应地发生正转或反转。
90.优选地，两个所述继电器k一个为第一继电器k1，另一个为第二继电器k2，所述控制器mcu在接收到控制指令后，还被具体配置为：
91.若所述车窗处于开启状态，确定所述第一继电器k1的第一静触点y为吸合点，所述第二继电器k2的第二静触点y为吸合点，并触发所述场效应管q导通使得两个所述继电器k控制所述电机m正转或反转；
92.若所述车窗处于关闭状态，确定所述第一继电器k1的第二静触点y为吸合点，所述第二继电器k2的第一静触点y为吸合点，并触发所述场效应管q导通使得两个所述继电器k控制所述电机m反转或正转。
93.具体地，继电器k为单刀双掷的继电器，继电器的线圈一端接第一正向电源24v电压，另一端通过高低电平信号转换器接控制器mcu发出的0和24v。若所述车窗处于开启状态，第一继电器k1的线圈另一端接低电平，对应的开关为动触点x-第一静触点y；第二继电器k2的线圈另一端则接高电平，对应的开关为动触点x-第二静触点z，此时，对应于电机正转。若所述车窗处于关闭状态，第一继电器k1的线圈另一端接高电平，对应的开关为动触点x-第二静触点z；第二继电器k2的线圈另一端则接低电平，对应的开关为动触点x-第一静触点y，此时，对应于电机反转。
94.具体来说，用户按下车窗控制按钮，向控制器mcu发送一个控制指令，该按钮的状态能够反应车窗的状态，控制器mcu在接收到该控制指令后，根据按钮的状态，确定继电器k吸合的静触点。若按下按钮后，场效应管q需要导通，那么先确定好两个继电器k的吸合点再
导通场效应管q；若场效应管q需要关断，则先控制场效应管q截止关断，再动继电器。本实施例中的继电器吸合和场效应管q的导通根据实际情况选择先后步骤，并不局限于先继电器吸合或者是场效应管q的导通。
95.作为本技术实施例的一种优选实施例，还包括电流采样支路和电压跟随器；
96.所述电流采样支路的一端与所述场效应管q的源极和所述电压跟随器的输入端均连接，另一端接地；
97.所述电压跟随器的输出端与所述控制器mcu连接，并被配置为向所述控制器mcu发送反馈信号；
98.以及，所述控制器mcu还被配置为若所述反馈信号表征所述电流采样支路采集到的电流过流，切断所述使能信号en的输出。
99.进一步地，所述电流采样支路与所述电压跟随器之间还设有：
100.分压滤波支路，其包括电容c1、电阻r1和电阻r2，所述电容c1与所述电流采样支路并联，所述电阻r1与所述电阻r2分别连于的两端，且所述电阻r1与所述电阻r2的另一端均与述电压跟随器的输入端连接。
101.再进一步地，所述电压跟随器具体包括运算放大器u、电容c2、电阻r3和电阻r4；所述运算放大器u的正输入端与所述电流采样支路远离地的一端相连，负输入端串接所述电阻r3后接地，电源正极接第二正向电源并通过所述电容c2接地，电源负极接地，输出端通过所述电阻r4与所述负输入端相连并被配置为输出所述反馈信号。
102.在本技术实施例中，电流采样支路包括电阻r，可供采集电机m的电流并通过电压跟随器将反馈信号发送给控制器mcu，若该反馈信号表征电流过流时，控制器mcu切断所述使能信号en的输出，即实现驱动电路的过流保护。
103.具体地，所述运算放大器u的输出端通过电阻r15输出反馈信号fb。
104.再进一步地，还包括：
105.比较器，其包括三极管q1、三极管q2、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8；
106.所述电阻r5、所述电阻r6与所述电阻r7依次串接，所述电阻r5的另一端接所述第一正向电源，所述电阻r7的另一端接地；
107.所述三极管q1的集电极连于所述电阻r5与所述电阻r6之间，发射极接地，基极接于所述电压跟随器的输出端；
108.所述三极管q2的基极连于所述电阻r6与所述电阻r7之间，发射极接地，集电极通过所述电阻r8接所述第二正向电源，且该集电极被配置为向所述控制器mcu输出short信号；
109.以及，所述控制器mcu还被配置为若所述short信号表征所述电流采样支路采集到的电流过流，切断所述使能信号en的输出。
110.进一步地，所述三极管q1的基极通过电阻r16接于所述电压跟随器的输出端，该基极还通过电阻r17接地。
111.在本实施例中，电流采样支路采集到的电流信号通过比较器，若电流过流，比较器输出的short信号由0变为1并发送给控制器mcu，控制器mcu在确定short信号为1时，切断发送给场效应管q的使能信号en的输出，实现驱动电路的过流保护。
112.再进一步地，还包括：
113.驱动支路，其包括三极管q3、三极管q4、电容c3、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电阻r12和电阻r13，
114.所述三极管q3的集电极通过所述电阻r9与所述场效应管q的栅极连接，发射极接所述第一正向电源，基极通过所述电阻r10与所述三极管q4的集电极连接；
115.所述三极管q4的集电极通过所述电阻r11与所述三极管q3的发射极连接，发射极接地，基极通过所述电阻r12与所述控制器mcu相连，并被配置为接收所述使能信号en；
116.所述电容c3的一端接所述第一正向电源，另一端接地；
117.所述电阻r13的一端接所述三极管q4的基极，另一端接地。
118.具体地，所述场效应管q为n沟道mos管，所述三极管q3为pnp型三极管，所述三极管q4为npn型三极管。
119.在本实施例中，所述场效应管q的驱动电压为24v，但是使能信号en的驱动电压为3.3v，故而通过驱动支路中的三极管q3和三极管q4的相互配合使得场效应管q在24v电压下触发导通。
120.优选地，还包括：
121.反向电压保护支路，其包括瞬态电压抑制器件tvs、电阻r14和电容c4，所述瞬态电压抑制器件tvs、所述电阻r14与所述电容c4首尾串接成环，且所述瞬态电压抑制器件tvs还与所述电机m并联。
122.在本实施例中，由于电机中的线圈在线路上可视为电感元器件，故而在场效应管q截止时，在反向电动势的作用下，导致场效应管q此时的电压为反动势电压于第一正向电源24v电压之和，尖峰值可能超过场效应管q的耐压值，故而设置反向电压保护支路，把场效应管q的电压限制在安全电压范围内。
123.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
124.需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
125.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一
致的最宽的范围。