变参差分式EPS电源电压有效性检测方法与流程

本发明涉及eps电源检测，具体涉及变参差分式eps电源电压有效性检测方法。

背景技术：

1、通常使用ldo芯片(低压线性稳压器)供电方案为eps(电子助力转向系统)的mcu芯片(单片微型计算机)提供稳定的电源，ldo芯片标准输出电压vreg为3.3v或5v，当ldo芯片的输入电压为2.5v～vreg时，ldo芯片输出电压＝ldo芯片输入电压-压降(dropoutvoltage)，ldo芯片压降与ldo输出电流(outputcurrent)正相关，由于mcu芯片工作电流较小，所以ldo芯片压降忽略不计，ldo芯片输出电压＝ldo芯片输入电压。

2、mcu芯片最低电压vmcumin，mcu芯片最高电压vmcumax，通常mcu芯片工作电压约为2.7～5.5v。

3、mcu芯片内部集成的adc(模数转换器)其参考电压实际为mcu芯片供电电压vmcu，adc采样满量程为2n，采样精度为

4、eps正常工作时通过集成的adc模块端口采集多种传感器信号，经由软件中的算法处理后来控制电机的有效输出，当mcu芯片供电电压vmcu稳定性较差时，会造成adc模块采样精度波动，传感器信号采集错误，软件程序错误运行造成eps误报警或控制电机紊乱，因此adc模块采样精准度与否和电机控制的准确性密切相关。

5、不足：

6、由于整车用电器电源全部为蓄电池供电，使用时宜造成电源干扰；整车电蓄电池充放电及供电电压缓升缓降试验也会造成供电电压变化；

7、当整车供电电压(power)变化时存在如下几种情况(以ldo芯片标准输出电压vreg＝5v为例)：

8、①5v＜power≤ldo芯片最大工作电压：ldo芯片输出电压vreg＝5v，adc模块采样正常，芯片正常工作；

9、②vmcumin＜power≤5v：ldo芯片输出电压＝mcu芯片供电电压vmcu＝power，adc模块采样精度变化(采样精度为)，当外部传感器采样模拟信号电压正常时，adc转换后数字量与供电电压成反比，程序通过算法计算的采样电压大于真实模拟信号电压，导致程序误认为传感器信号异常，从而发出报警信号，此时eps除mcu芯片adc模块异常外，其他部件均处于正常状态，故此报警信号为误报警。

10、③power＜vmcumin：ldo芯片输出电压＝mcu芯片供电电压vmcu＜vmcumin，mcu芯片无法工作。

11、单路电压采样电路在上述②的情况下无法正常检测，无法准确实现eps的电源管理功能；为此我们提供变参差分式eps电源电压有效性检测方法解决上述问题。

技术实现思路

1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了变参差分式eps电源电压有效性检测方法，解决了单路电压采样电路在vmcumin＜power≤5v的情况下无法正常检测，无法准确实现eps的电源管理功能的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的变参差分式eps电源电压有效性检测方法，包括ldo芯片、mcu芯片以及分压电路，所述分压电路包括两路，其中一路电路由电阻r1和电阻r2构成，分电压为u1，电阻r1和电阻r2分压比例另一路电路由电阻r3和电阻r4构成，分电压为u2，电阻r3和电阻r4的分压比例其中分压比例k1≠k2，两路分压电路上端连接power，下端连接gnd，其中ldo芯片输入电压用power表示，其中输出电压用vmcu表示，vmcu同时为mcu芯片供电电压；

3、所述分电压u1＝power·k1，电路分压u2＝power·k2，mcu芯片上设置有adc转换模块的两个引脚，两个引脚分别为ad_1、ad_2，所述分电压u1、u2以差分走线方式分别与mcu芯片的ad_1、ad_2引脚连接；

4、adc采样满量程为2n，分电压u1、u2经过模数转换后的数字量分别为ad1、ad2，其中其中δe1、δe2为共模干扰，由于分电压u1、u2为差分走线方式，故δe1＝δe2＝δe，

5、以差分形式消除共模干扰，变参差分计算公式：

6、

7、

8、

9、通过上变参差分计算公式计算得出δad数值，利用δad数值以及2n·丨k1-k2丨的比较判定该状态下eps电源电压处于有效或无效状态，adc采样值可信或不可信。

10、作为上述方案的进一步优化，当δad＝2n·丨k1-k2丨时，算法计算可得power＝vmcu，vmcu≤vreg,mcu芯片供电电压处于欠压状态，通过算法判定该状态下eps电源电压处于无效状态，adc采样值不可信，模拟信号采样不做处理。

11、作为上述方案的进一步优化，当δad＞2n·丨k1-k2丨时，算法计算可得power＞vmcu，vmcu＝vreg，mcu芯片供电电压处于正常状态，通过算法判定该状态下eps电源电压处于有效状态，adc采样值可信，模拟信号采样正常处理。

12、作为上述方案的进一步优化，在adc采样值可信状态下通过算法计算出准确的eps供电电压，具体公式如下：

13、

14、本发明的变参差分式eps电源电压有效性检测方法，具备如下有益效果：

15、本发明的变参差分式eps电源电压有效性检测方法，本发明实现了eps供电电压的有效性检测，准确识别mcu芯片供电电压状态，处理可信的采样信号，避免了由于eps供电电压不足导致采样信号异常引发的eps误报警，以此技术方案实现的电源管理功能可以有效的保护产品在不同供电电压下的正常工作，提高了产品的稳定性和寿命，优化了用户的体验，是一种低成本的解决方案。

16、参照后文的说明与附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式，应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制，在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

技术特征：

1.变参差分式eps电源电压有效性检测方法，其特征在于，包括ldo芯片、mcu芯片以及分压电路，所述分压电路包括两路，其中一路电路由电阻r1和电阻r2构成，分电压为u1，电阻r1和电阻r2分压比例另一路电路由电阻r3和电阻r4构成，分电压为u2，电阻r3和电阻r4的分压比例其中分压比例k1≠k2，两路分压电路上端连接power，下端连接gnd，其中ldo芯片输入电压用power表示，其中输出电压用vmcu表示，vmcu同时为mcu芯片供电电压；

2.根据权利要求1所述的变参差分式eps电源电压有效性检测方法，其特征在于：当δad＝2n·丨k1-k2丨时,算法计算可得power＝vmcu，vmcu≤vreg，mcu芯片供电电压处于欠压状态，通过算法判定该状态下eps电源电压处于无效状态，adc采样值不可信，模拟信号采样不做处理。

3.根据权利要求1所述的变参差分式eps电源电压有效性检测方法，其特征在于：当δad＞2n·丨k1-k2丨时，算法计算可得power＞vmcu，vmcu＝vreg，mcu芯片供电电压处于正常状态，通过算法判定该状态下eps电源电压处于有效状态，adc采样值可信，模拟信号采样正常处理。

4.根据权利要求1所述的变参差分式eps电源电压有效性检测方法，其特征在于：在adc采样值可信状态下通过算法计算出准确的eps供电电压，具体公式如下：

技术总结
本发明公开了变参差分式EPS电源电压有效性检测方法，本发明涉及EPS电源检测技术领域，包括LDO芯片、MCU芯片以及分压电路，分压电路包括两路，其中一路电路由电阻R1和电阻R2构成，分电压为U<subgt;1</subgt;，另一路电路由电阻R3和电阻R4构成，分电压为U<subgt;2</subgt;。本发明实现了EPS供电电压的有效性检测，准确识别MCU芯片供电电压状态，处理可信的采样信号，避免了由于EPS供电电压不足导致采样信号异常引发的EPS误报警，以此技术方案实现的电源管理功能可以有效的保护产品在不同供电电压下的正常工作，提高了产品的稳定性和寿命，优化了用户的体验，是一种低成本的解决方案。

技术研发人员：孔佑雨,宋鑫,张相如,李志杰,王豪
受保护的技术使用者：天津德科智控股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17