基于脉冲检测的直流电机运转检测电路及汽车升窗器电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种基于脉冲检测的直流电机运转检测电路，该电路连接于直流电机与单片机之间，其包括依次连接的变压器模块、低通滤波模块、RC积分电路模块和比较电路模块，该变压器模块的变压器原级绕组接入至直流电机的电路当中，其次级绕组与低通滤波模块相连，该次级绕组的砸数大于原级绕组，该比较电路将采样的电流整型后输出至单片机；继而，本实用新型还提出一种汽车升窗器电路，包括单片机、电机驱动电路以及上述的基于脉冲检测的直流电机运转检测电路。本实用新型利用了永磁直流电机在运行换相时电流会产生交越失真正弦波的信号特点，设计了基于脉冲检测的直流电机运转检测电路，实现对升窗器电机运转状态的准确判断与锁车升窗控制。
【专利说明】
基于脉冲检测的直流电机运转检测电路及汽车升窗器电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基于脉冲检测的直流电机运转检测电路及汽车升窗器电路。
【背景技术】
[0002]升窗器电机的工作电流一般是4至7A，而当发生堵转是电流会增至大于10A，所以传统的升窗检测均是采用基于该电流数值范围的电流检测法来判断窗玻璃是否到达位闭合位置，其具体做法是:设置电机的堵转电流为8A，升窗器电机在正常运转状态下电流约为5A，实时获取电机的工作电流，通过将实时获得的工作电流与预设的堵转电流作比较，就可以判断电机是否因窗玻璃到位闭合位置而发生堵转了。
[0003]然而，上述的电流检测法可能由于以下几种情况而影响检测判断的准确性:I)汽车电池电压不足时，堵转电流会比平时小，有可能达不到预设的判断阀值;2)汽车的电源线芯截面积较小，堵转电流产生较大的线上消耗，有可能达不到预设的判断阀值;3)电机的老化会影响到堵转工作电流大小，当堵转电流变小时有可能达不到预设的判断阀值，当堵转电流变大时有可能提前超过判断阀值，令车窗提前停止升起;4)车门的变形等情况，也会对车窗的升降形成更大的阻力，可能由于形变阻力而导致电机提前发生堵转，令车窗提前停止升起;诸如上述问题是电流检测法所无法避免和解决的，故此亟需一种新型的升窗电机运转检测方案。
【实用新型内容】
[0004]基于【背景技术】中所提及的问题，本实用新型提出一种基于脉冲检测的直流电机运转检测电路及汽车升窗器电路，目的在于实现对升窗器电机运转状态的准确判断与锁车升窗控制，其具体技术内容如下:
[0005]—种基于脉冲检测的直流电机运转检测电路，该电路连接于直流电机与单片机之间，其包括依次连接的变压器模块、低通滤波模块、RC积分电路模块和比较电路模块，该变压器模块的变压器原级绕组接入至直流电机的电路当中，其次级绕组与低通滤波模块相连，该次级绕组的匝数大于原级绕组，该比较电路将采样的电流整型后输出至单片机。
[0006]于本实用新型的一个或多个实施例当中，还包括连接于直流电机与单片机之间的耦合电感模块，该耦合电感模块包括串联于直流电机电路中的第一电感，以及连接单片机的第二电感，该第一电感与第二电感之间由磁芯环耦合。
[0007]—种汽车升窗器电路，包括单片机、电机驱动电路以及上述基于脉冲检测的直流电机运转检测电路。
[0008]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述单片机采用型号为STM8S103F3P6的单片机芯片，其至少设置有针对左前、左后、右前和右后车窗电机的检测输入端和控制输出端，并设置有用于触发单片机动作的若干触发输入端，该触发输入端包括脚刹触发输入端、关锁触发输入端、开锁触发输入端和ACCin触发输入端。
[0009]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述电机驱动电路包括型号为ULN2003系列的驱动芯片、至少对应左前、左后、右前和右后车窗电机的的若干继电开关，以及驱动车窗电机的变压放大电路。
[0010]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述变压放大电路包括高频变压器，该连接于高频变压器与车窗电机电路之间的多级功率放大电路，该多级功率放大电路至少包括运算放大器为核心的第一级放大电路和第二级放大电路。
[0011]于本实用新型的一个或多个实施例当中，所述单片机的控制输出端与驱动芯片之间还设有一拨码开关模块，该拨码开关模块至少包括4个拨码端子，该些拨码端子的输出端分别连接该单片机对应左前、左后、右前和右后车窗电机的控制输出端，该些拨码端子的输入端共同连接至单片机的切换控制端，用于实现对各车窗电机的顺序控制。
[0012]本实用新型与现有技术相比，其优越性体现在:利用了永磁直流电机在运行换相时，电流会产生交越失真正弦波的信号特点，设计了基于脉冲检测的直流电机运转检测电路，解决不同型号、状况电机，不同车型负载阻力的电流检测问题，实现对升窗器电机运转状态的准确判断。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的基于脉冲检测的直流电机运转检测电路的原理框图。
[0014]图2为本实用新型的汽车升窗器电路的原理图。
[0015]图3为本实用新型的汽车升窗器的各触发信号输入电路的原理图。
[0016]图4为本实用新型的直流电机电流换相时的交越失真的正弦波波形图。
【具体实施方式】
[0017]如下结合附图，对本申请方案作进一步描述:
[0018]如图1所示，一种基于脉冲检测的直流电机运转检测电路，该电路I连接于直流电机2与单片机3之间，其包括依次连接的变压器模块11、低通滤波模块12、RC积分电路模块13和比较电路模块14，该变压器模块11的变压器原级绕组接入至直流电机2的电路当中，其次级绕组与低通滤波模块12相连，该次级绕组的匝数大于原级绕组，该比较电路14将采样的电流整型后输出至单片机3。
[0019 ]所述直流电机运转检测电路I还包括连接于直流电机2与单片机3之间的耦合电感模块15，该耦合电感模块15包括串联于直流电机2电路中的第一电感151，以及连接单片机3的第二电感152，该第一电感151与第二电感152之间由磁芯环153耦合。
[0020]如图2和3所示，一种汽车升窗器电路，包括单片机3、电机驱动电路4以及上述基于脉冲检测的直流电机运转检测电路I。
[0021]所述单片机3采用型号为STM8S103F3P6的单片机芯片，其至少设置有针对左前、左后、右前和右后车窗电机的检测输入端和控制输出端，并设置有用于触发单片机动作的若干触发输入端，该触发输入端包括脚刹触发输入端、关锁触发输入端、开锁触发输入端和ACCin触发输入端。
[0022]所述电机驱动电路4包括型号为ULN2003系列的驱动芯片41、至少对应左前、左后、右前和右后车窗电机的的若干继电开关42，以及驱动车窗电机的变压放大电路43。
[0023]所述变压放大电路43包括高频变压器Tl，该连接于高频变压器Tl与车窗电机电路之间的多级功率放大电路，该多级功率放大电路至少包括运算放大器U5A、U5B为核心的第一级放大电路和第二级放大电路。
[0024]所述单片机3的控制输出端与驱动芯片之间还设有一拨码开关模块44，该拨码开关模块44至少包括4个拨码端子，该些拨码端子的输出端分别连接该单片机对应左前、左后、右前和右后车窗电机的控制输出端，该些拨码端子的输入端共同连接至单片机3的切换控制端，用于实现对各车窗电机的顺序控制。
[0025]本实用新型的单片机3还可设置针对汽车天窗的控制输出端，对应地，所述电机驱动电路4设置有天窗的继电开关42，以及驱动天窗电机的变压放大电路43，拨码开关模块44设有对应着天窗的拨码端子。
[0026]如图4所示，直流电机运行过程中发生电流换相时，电流会产生交越失真的正弦波，电机转速越快，正弦波的频率就越快；电流越大，正弦波的波幅就越大，而不是直接判断电流的大小，利用该直流电机的电流特性可以避免电机老化、电源线芯截面积较小等因素对电流采样的影响，解决不同型号、状况电机，不同车型负载阻力的电流检测问题，实现对升窗器电机运转状态的准确判断。
[0027]上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。
【主权项】
1.一种基于脉冲检测的直流电机运转检测电路，该电路连接于直流电机与单片机之间，其特征在于:包括依次连接的变压器模块、低通滤波模块、RC积分电路模块和比较电路模块，该变压器模块的变压器原级绕组接入至直流电机的电路当中，其次级绕组与低通滤波模块相连，该次级绕组的匝数大于原级绕组，该比较电路将采样的电流整型后输出至单片机。2.根据权利要求1所述的基于脉冲检测的直流电机运转检测电路，其特征在于:还包括连接于直流电机与单片机之间的耦合电感模块，该耦合电感模块包括串联于直流电机电路中的第一电感，以及连接单片机的第二电感，该第一电感与第二电感之间由磁芯环耦合。3.—种汽车升窗器电路，其特征在于:包括单片机、电机驱动电路以及如权利要求1或2所述的基于脉冲检测的直流电机运转检测电路。4.根据权利要求3所述的汽车升窗器电路，其特征在于:所述单片机采用型号为STM8S103F3P6的单片机芯片，其至少设置有针对左前、左后、右前和右后车窗电机的检测输入端和控制输出端，并设置有用于触发单片机动作的若干触发输入端，该触发输入端包括脚刹触发输入端、关锁触发输入端、开锁触发输入端和ACCin触发输入端。5.根据权利要求3所述的汽车升窗器电路，其特征在于:所述电机驱动电路包括型号为ULN2003系列的驱动芯片、至少对应左前、左后、右前和右后车窗电机的的若干继电开关，以及驱动车窗电机的变压放大电路。6.根据权利要求5所述的汽车升窗器电路，其特征在于:所述变压放大电路包括高频变压器，该连接于高频变压器与车窗电机电路之间的多级功率放大电路，该多级功率放大电路至少包括运算放大器为核心的第一级放大电路和第二级放大电路。7.根据权利要求5所述的汽车升窗器电路，其特征在于:所述单片机的控制输出端与驱动芯片之间还设有一拨码开关模块，该拨码开关模块至少包括4个拨码端子，该些拨码端子的输出端分别连接该单片机对应左前、左后、右前和右后车窗电机的控制输出端，该些拨码端子的输入端共同连接至单片机的切换控制端，用于实现对各车窗电机的顺序控制。
【文档编号】G01R31/34GK205484717SQ201620016945
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月7日
【发明人】黄杰勇
【申请人】电子科技大学中山学院