传感器系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器系统，并且更具体地涉及用于控制传感器的驱动器。
【背景技术】
[0002]针对免匙被动进入，交通工具通常在门把手中配备有传感器，其用于检测用户是否想要打开或关闭车辆。按照示例，传感器是电容性接近传感器。这些电容性接近传感器通常包含检测是否存在电容改变并因此授权用户打开或关闭车辆的小的微控制器。由于成本原因，通常将传感器与两条线路连接:电源电压和电接地。经由负载调制将数据发送到所连接的控制模块。为了供给传感器，控制模块包含能够供给传感器并检测是否存在负载调制的驱动器。如果控制模块处于睡眠模式，通常该驱动器必须被接通。(例如，交通工具处于睡眠模式，电容性传感器是在工作中的以检测用户是否想要打开交通工具)。处于交通工具睡眠模式中，为了不使交通工具电池放电，必须最小化任何电流消耗。通常存在一些接通驱动器所必须的电流。可能发生以下情况:在待命状态中驱动器的激活比传感器其自身需要更多的电流，并且尤其是驱动器可以使用电流而不需要输出上的功率消耗。
[0003]驱动级的原理是使用标准栅。存在市场上可获得的比16V操作电压更高地工作的栅，其在汽车的使用中是足够的。通常这些栅具有推挽式输出级。通常这样的栅的驱动强度太小以至于无法直接地驱动这样的电容性传感器的负载。栅自身的电流消耗在正常温度范围内是非常低的。在极端温度下泄漏电流增大。这样的栅具有若干输出并且可以连接这些驱动器结构中的若干。为了增强电流输出能力，可以添加简单的发射极跟随器。忽略栅泄漏电流，可以接通驱动器(无负载)而没有附加的电流消耗。取决于栅电源电压，栅输出电流能力具有关于温度以及电源电压的宽的变化。如果在输出处发生短路，晶体管正在线性范围中工作并正在消耗功率。为了幸免于此直到微控制器检测到其并切断，晶体管需要大量的热电容。这导致“大的”晶体管。这些种类的晶体管通常具有小的电流增益。然后无法保证在正常状态下适当地接通该晶体管。
[0004]本发明的目的是提供克服这类问题的经改进的传感器系统。
【发明内容】
[0005]本发明涉及传感器系统，所述传感器系统使得能够使用与传感器对接的非常低功率的栅极电源，所述栅极电源可以有效地减少当交通工具处于备用模式时(即，当交通工具以发动机关闭而停放时)配备有被动免匙进入系统的交通工具的电流消耗。
[0006]传感器系统不限于被动免匙进入应用，其可以被用在其中需要检测人类身体的部分(手、足、手指…)的任何种类功能的交通工具中。
[0007]用于交通工具的传感器系统被配置成将栅极电源与传感器对接，并且包含用于检测用户的传感器，以及包含用于向装置提供功率的栅极电源。所述装置包含被连接到栅极电源以用于从栅极电源接收功率的输入，用于提高从栅极电源接收的功率水平的电路，以及被连接到传感器以用于向传感器提供经提高水平的功率的输出。所述电路包含具有基极、集电极以及发射极的NPN双极晶体管。所述电路还包含具有另一基极、另一集电极以及另一发射极的PNP双极晶体管。NPN双极晶体管是输入晶体管。PNP双极晶体管是输出晶体管。输入晶体管的基极连接到所述装置的输入。输出晶体管的集电极和输入晶体管的发射极一起连接到装置的输出。输出晶体管的发射极连接到电源电压并且输入晶体管的集电极连接到输出晶体管的基极。
[0008]结果是采用标准的小的双极晶体管获得了用于操作传感器的高的电流增益。
[0009]传感器系统还可以包含用于启用/禁用栅极电源的开关。
[0010]栅极电源可以包含在启用时向装置的输入提供功率的电气源。
[0011]栅极电源可以在禁用时向装置的输入提供电接地。
[0012]所述电路还可以包含被连接在输入晶体管的基极和发射极之间的第一串联电阻，以便当栅极电源被禁用时将装置的输出连接到电接地。
[0013]所述电路还可以包含被直接与输出晶体管的集电极串联连接的感测元件，感测元件检测当传感器检测到用户时发生的所述装置的输出上的负载调制。
[0014]传感器系统还可以包含用于监控感测元件的监控器。
[0015]感测元件可以是被直接地与输出晶体管的集电极串联连接的感测电阻，负载调制弓I起感测电阻上的电压变化。
[0016]所述电路还可以包含被直接地与输入晶体管的发射极串联连接的第二串联电阻，第二串联电阻被适配为抵挡输出上的对地短路。
[0017]所述电路还可以包含被连接到装置的输入和栅极电源之间的第三串联电阻。
[0018]传感器系统的电阻中的任何一个电阻可以是所述感测元件。
[0019]栅极电源可以是互补金属氧化物半导体(CMOS)栅。
[0020]所述电路还可以包含具有阳极和阴极的二极管，阳极连接到输入晶体管的发射极，并且阴极连接到输入晶体管的基极。
[0021]传感器可以是接近传感器。
[0022]交通工具可以包含传感器系统。
[0023]交通工具的门把手可以包含传感器。
【附图说明】
[0024]将通过非限制性示例的方式并参考附图进一步描述本发明，在附图中:
图1是根据本发明的一个基础示例的接近传感器系统的示意图。
[0025]图2是根据本发明的进一步示例的接近传感器系统的示意图。
[0026]图3是根据本发明的另一示例的接近传感器系统的示意图。
[0027]图4是根据本发明的另一进一步示例的接近传感器系统的示意图。
【具体实施方式】
[0028]图1是用于交通工具8的接近传感器系统10的示意图。系统10包含栅极电源12、接近传感器14、装置16、电源电压18以及微控制器20。装置16连接到电源电压18。装置16包含输入28。栅极电源12连接到装置16的输入28。栅极电源12从其电力源(未表示)向装置16的输入28递送功率。装置16包含输出26。接近传感器14连接到装置16的输出26。装置16包含将从栅极电源12接收到的功率的水平提高的电路17。装置16将经提高水平的功率递送到接近传感器14。电路17包含具有基极34、集电极32和发射极30的NPN双极晶体管22。电路17还包含具有另一基极39、另一集电极38和另一发射极36的PNP双极晶体管24。
[0029]NPN双极晶体管22是输入晶体管22并且PNP双极晶体管24是输出晶体管24。输入晶体管的基极34连接到装置16的输入28。输出晶体管24的集电极38和输入晶体管22的发射极30 —起连接到装置16的输出26。输出晶体管24的发射极36连接到电源电压18，输入晶体管22的集电极32连接到输出晶体管24的基极39。
[0030]微控制器20连接到栅极电源12。微控制器20具有启用或禁用栅极电源12的能力。当被微控制器20启用时，栅极电源12可以向装置16的输入28提供功率。当被微控制器20禁用时，栅极电源12可以向装置16的输入28提供电接地。在那种情况中，装置16不向接近传感器14递送任何功率。
[0031]可以由任何种类的传感器(如触觉传感器或运动传感器)代替接近传感器14。可以将传感器系统10放置在交通工具8中，其中人机接口(诸如门把手或前面占有者之间的中央控制台)配备有传感器14。
[0032]图2图解了接近传感器系统10的另一优选的实施例。该图示出了与以前相似的组件以及参考标记。该实施例还包括感测电阻40、模数转换器42以及开关44。
[0033]感测电阻40直接地与输出晶体管24的集电极38串联连接。“直接地串联连接”在电子领域的意思中代表在串联连接的两个元件之间不存在其它电子组件的事实。感测电阻的一极连接到输出晶体管24的集电极38。感测电阻40的另一极连接到装置16的输出
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[0034]模数转换器42位于微控制器20内并且模数转换器42连接到感测电阻40。模数转换器被以这样的方式连接:其可以检测感测电阻40上的电压变化。其被以不同的方式连接在感测电阻40的两极上。
[0035]模数转换器42检测由用户的手46激励的接近传感器14生成的负载调制引起的感测电阻40上的电压变化。
[0036]可替换地，模数转换器42可以检测电流变化。只要将模数转换器42连接到微控制器20，还可以将模数转换器42放置在微控制器20外部。
[0037]可替换地，用于检测感测电阻上的电流或电压变化的手段可以是简单的晶体管、霍尔效应器件或其它公知的解决方案。
[0038]位于微控制器20内的开关44连接到栅极电源12。其被以这样的方式连接:微控制器20的开关44可以启用或禁用栅极电源12。在需要接近传感器系统10上的电流消耗控制的情况下，可以使用开关44。通过禁用栅极电源12，减少接近传感器系统10的电流消耗。
[0039]可以选择诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)技术等的特殊的技术用于栅极电源12以在接近传感器系统10被启用时将该接近传感器系统10的电流消耗最小化。
[0040]图3图解了接近传感器系统10的进一步优选的实施例。该图示出了与以前相似的组件以及参考标记。该实施例还包括附加的电阻48，其为被放置为在输入晶体管22的发射极30和装置16的输出26之间直接串联的串联电阻48。串联电阻48是防止在装置16的输出26上对