一种可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组的制作方法

1.本发明涉及直流电机控制领域，尤其涉及一种可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组。


背景技术：

2.随着通信设备终端技术的迅猛发展，车载通信设备越来越多，同一辆车有时会装备多种通信设备和多种天线，为方便车辆的行进，避免损坏车顶天线，需要对天线的架设状态进行控制。
3.现有技术中天线倒伏装置控制器功能结构相对简单，多路扩展难度较大，维修麻烦，内部连线较多。由于某些特殊领域对通信设备的高可靠性和高智能化的要求，现有技术的天线倒伏控制装置在通用性方面已不能满足技术要求，具体存在如下缺陷：(1)内部连线较多，更换维修麻烦；(2)不具备倒伏装置故障检测功能，不具备电流闭环控制功能；(3)多路扩展较复杂，难以实现简单方式扩展；(4)难以重复利用至其他功能需求，常常需要变更硬件电路才能适应新需求。


技术实现要素：

4.针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供一种可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，包括：
5.控制电路板、电源电路板、集线电路板和若干驱动电路板；
6.所述集线电路板通过设置于其上的若干插槽与所述控制电路板、所述电源电路板、所述驱动电路板电连接；
7.所述驱动电路板包括第一金手指信号线、降压电源以及依次电连接的减法电路、相位矫正控制电路、模拟信号转pwm电路、方向控制逻辑开关、h桥驱动电路、霍尔电流检测电路和信号调理电路；所述信号调理电路的输出端分别连接所述第一金手指信号线和所述减法电路的负端；所述第一金手指信号线与所述减法电路的正端电连接，所述第一金手指信号线通过所述降压电源与所述h桥驱动电路电连接。
8.根据本发明提供的可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，所述插槽包括控制电路板插槽、电源电路板插槽以及若干驱动电路板插槽；所述控制电路板、所述电源电路板、所述驱动电路板分别通过所述控制电路板插槽、所述电源电路板插槽、所述驱动电路板插槽与所述集线电路板电连接。
9.根据本发明提供的可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，所述集线电路板还包括逻辑转换电路、指示灯控制电路和开关检测接口；所述开关检测接口和所述指示灯控制电路分别与所述逻辑转换电路电连接，所述逻辑转换电路分别与若干所述驱动电路板插槽电连接；所述控制电路板插槽分别与所述开关检测接口和所述逻辑转换电路电连接。
10.根据本发明提供的可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，所述控
制电路板包括依次电连接的通信数据接口电路、主控芯片和第二金手指信号线；所述主控芯片内置有模数转换电路。
11.根据本发明提供的可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，所述电源电路板包括依次电连接的防反电路、共模滤波电路、使能控制电路、降压电路和隔离电源。
12.根据本发明提供的可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，所述h桥驱动电路由4片相同的mos管组成。
13.根据本发明提供的可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，所述mos管的驱动电路采用自举式驱动电路。
14.根据本发明提供的可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，所述方向控制逻辑开关由“与”门逻辑电路和“与非”门逻辑电路组成。
15.根据本发明提供的可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，所述通信数据接口电路为can总线接口电路。
16.根据本发明提供的可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，所述降压电路为集成buck式降压电路。
17.本发明相对于现有技术的有益效果为：
18.(1)本发明通过对驱动电路板的配合处理给定电流限值的减法电路、配合进行方向控制的方向控制逻辑开关、配合进行到位检测的 h桥驱动电路等部件的整体结构设计从而可调节天线倒伏装置的工作电流，防止产生电流浪涌损坏元器件或电源，在天线倒伏装置运转过程中出现堵转时，控制电路板调节电机工作电流，使其维持在规定阈值范围内。
19.(2)本发明的集线电路板可以通过扩展电路板插槽，扩展控制倒伏装置的数量。
20.(3)本发明的控制电路板可以有多种不同形式，通过更换控制电路板和烧录不同程序可以实现各种通信总线接口形式的控制需求。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
22.图1是本发明的电路板组的结构示意图；
23.图2是本发明的驱动电路板的原理框图；
24.图3是本发明的控制电路板的原理框图；
25.图4是本发明的集线电路板的原理框图；
26.图5是本发明的电源电路板的原理框图；
27.图6是本发明的驱动电路板的电路原理图；
28.图7是本发明的电源电路板的电路原理图；
29.图8是本发明的控制电路板的电路原理图；
30.图9是本发明的集线电路板的驱动板控制部分的电路原理图；
31.图10是本发明的集线电路板的显示和开关部分的电路原理图。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.在一个实施例中，如图1所示，本发明提供一种可扩展并具备电流闭环控制的天线倒伏控制电路板组，包括：
34.控制电路板、电源电路板、集线电路板和若干驱动电路板；
35.所述集线电路板通过设置于其上的若干插槽与所述控制电路板、所述电源电路板、所述驱动电路板电连接；
36.如图2所示，所述驱动电路板包括第一金手指信号线、降压电源以及依次电连接的减法电路、相位矫正控制电路、模拟信号转pwm 电路、方向控制逻辑开关、h桥驱动电路、霍尔电流检测电路和信号调理电路；所述信号调理电路的输出端分别连接所述第一金手指信号线和所述减法电路的负端；所述第一金手指信号线与所述减法电路的正端电连接，所述第一金手指信号线通过所述降压电源与所述h桥驱动电路电连接。第一金手指信号线用于给定电流限值、运动方向，同时将天线倒伏到位信号和电流采样值传送至集线电路板，最终由控制电路板处理各种信号。优选的，降压电源采用12v降压电源，因为mos管普遍的驱动电压为10v，采用12v电压是考虑到线路和电子元器件的损耗。优选的，h桥驱动电路采用4片相同的低压大功率mos管组成。优选的，mos管的驱动电路采用自举式驱动电路，通过h桥驱动电路导通和关断的过程中产生的工作电流，为自举式驱动电路中的电容充电放电。优选的，方向控制逻辑开关由“与”门逻辑电路和“与非”门逻辑电路组成。优选地，模拟信号转pwm电路由专用集成芯片构成，将相位矫正控制电路的输出信号转换为 pwm方波，用于驱动h桥驱动电路控制倒伏装置。优选地，相位矫正控制电路和信号调理电路由集成运算放大器构成，通过将运算放大器设计为减法电路和滤波电路，从而起到去除电流反馈信号的杂波和调节工作电流的功能。驱动电路板可以调节天线倒伏装置的工作电流，防止产生电流浪涌损坏元器件或电源，在天线倒伏装置运转过程中出现堵转时，控制电路板调节电机工作电流，使其维持在规定阈值范围内。
37.该可扩展并具备电流闭环控制的多路天线倒伏装置控制器采用模块化设计，运用脉宽调制技术、电流闭环控制技术、微控制器技术、 can通信技术和数字滤波技术等。该控制器以微控制器作为数据交互和处理的中心，处理各种控制信号和总线数据，实现天线倒伏装置的竖起和倒下。使用电流闭环控制技术对天线倒伏装置工作过程中的电流进行调节，使其电流低于某一设定阈值，同时限制直流电机工作过程中的启动尖峰电流，避免冲击元器件导致损坏。
38.在一个实施例中，如图1所示，插槽包括控制电路板插槽、电源电路板插槽以及若干驱动电路板插槽；图1中将驱动电路板插槽设置为3个仅是一个实施例，在具体条件下，可以根据所要控制的天线倒伏装置的实际数量来对驱动电路板插槽的数量进行相应设置，这样，就通过扩展电路板插槽进而扩展了控制天线倒伏装置的数量。所述控制电路板、所述电源电路板、所述驱动电路板分别通过所述控制电路板插槽、所述电源电路板插槽、所述驱动电路板插槽与所述集线电路板电连接。
39.在一个实施例中，如图4所示，集线电路板还包括逻辑转换电路、指示灯控制电路和开关检测接口；所述开关检测接口和所述指示灯控制电路分别与所述逻辑转换电路电连接，所述逻辑转换电路分别与若干所述驱动电路板插槽电连接；所述控制电路板插槽分别与所述开关检测接口和所述逻辑转换电路电连接。集线电路板主要用于各个电路板模块之间的信号线连接、接收控制开关的输入和显示当前设备的工作状态。
40.在一个实施例中，如图3所示，控制电路板包括依次电连接的通信数据接口电路、主控芯片、第二金手指信号线；所述主控芯片内置有模数转换电路。优选的，通信数据接口电路为can总线接口电路。控制电路板主要用于处理各种信号，通过预设指令实现各种控制功能。控制电路板还可以有多种不同形式，通过更换控制电路板和烧录不同程序可以实现各种通信总线接口形式的控制需求。
41.在一个实施例中，如图5所示，电源电路板包括依次电连接的防反电路、共模滤波电路、使能控制电路、降压电路和隔离电源。优选的，降压电路为集成buck式降压电路。优选的，降压电路采用5v 降压电路，隔离电源采用5v隔离电源。降压电路采用5v降压电路为各种控制芯片供电，主要是因为各种芯片是采用5v供电的。隔离电源是为通信电路供电的，可避免通信信号干扰影响通信，因此也采用对应的5v隔离电源。
42.如图6所示，是本发明的驱动电路板的电路原理图，其中霍尔电流传感器u2，其输出电压信号为工作电流的0.5倍，输出信号有2.5v 的偏置，在由运算放大器u1b和电阻r1、r7、r10、r13、r14、r16 组成的减法电路减去2.5v后送入由u1a及外围电阻组成的减法和相位矫正控制电路。运算放大器u1b的输出通过电阻分压后送入模拟信号转pwm芯片u4。u3和u5为逻辑门电路，通过组合连接，实现h桥驱动电路驱动信号的方向变换。金手指接口j3b的第10脚控制天线倒伏装置是否动作，j3b的第9脚控制天线倒伏装置的动作方向，同时该引脚信号通过电阻分压后作为电流限值的给定值，调节天线倒伏装置的工作电流值。
43.如图7所示，是本发明的电源电路板的电路原理图，共模电感 l1和c1-c4组成共模滤波器，实现对输入信号的共模干扰进行滤除。 u4和r7-r8组成防反接电路，u1和r1、d1、r2组成输入使能电路，当c9两端由金手指短路后可实现电源的输入。u2和外围电阻电感实现电路buck降压电路，u3为隔离电源模块，用于产生与输入完全隔离的供电电压。
44.如图8所示，是本发明的控制电路板的电路原理图，其中u1为主控制器，u2和u3为通信隔离芯片，实现can总线通信和各种控制功能，控制功能通过软件编程实现。
45.如图9所示，是本发明的集线电路板的驱动板控制部分的电路原理图，其中u1和u2可以通过级联实现扩展天线倒伏装置的控制数量，j5-j8为驱动电路板对应的电路板插槽，同样可根据需要进行扩展。
46.如图10所示，是本发明的集线电路板的显示和开关部分的电路原理图，其中u1和u2可以通过级联实现扩展指示灯的控制数量， sw1-sw4为控制开关，采用双刀双置开关，其中sw有1个开关触点用来使能电源。
47.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。