用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路制造技术

本发明专利技术提供一种用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路，包括：微控制器MCU，其包括端口1-4，用于接收并处理各端口输入的电信号，并输出相应的处理结果；电路保护模块2，其分别连接霍尔电流传感器的输出端和MCU的端口1；信号处理模块1，其分别连接电路保护模块2的输出端和MCU的端口3，用于将霍尔电流传感器输出的电流信号转换为MCU可识别的电压信号；电路诊断模块3，其分别连接电路保护模块2的输出端和MCU的端口2和端口4。本发明专利技术提供的用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路，整体结构设计简单，具有自适应调整限流的保护功能，同时能实现对短接和短路位置的准确诊断。

Diagnosis and self protection circuit for Holzer current sensor

The present invention provides a method for the diagnosis of Holzer current sensor and self protection circuit, including: MCU micro controller, which includes port 1-4 for signal receiving and processing the input port, and output the corresponding results; 2 circuit protection module, which are respectively connected with the output end of the sensor and the current Holzer MCU port 1 the signal processing module; 1, which are respectively connected with the output end of the 2 circuit protection module and MCU port 3, used to transform the voltage signal output current signal Holzer current sensor for MCU identification circuit; diagnosis module 3, which are respectively connected with the output end of the circuit protection module 2 and MCU ports 2 and 4. For the diagnosis of Holzer current sensor and self protection circuit provided by the invention, the overall structure of the design is simple, has the function of protecting the adaptive current limit, and can realize accurate diagnosis of short circuit and short circuit position.

【技术实现步骤摘要】
用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路
本专利技术涉及汽车电子
，具体而言，涉及一种用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路。
技术介绍
随着电子技术的发展，汽车的电子化程度也越来越高。良好汽车控制系统能改善车轮和地面之间的附着状况，进而改善汽车的安全性、动力性和舒适性。传感器是电子技术中的核心器件，是一种进行信号变换的装置，它的作用是把被测的非电量信号转变成为电量信号，是促进汽车技术全面发展的关键器件。现如今汽车越来越多地配置类似霍尔式传感器的测量装置，以将车速、轮速等信息反馈给各类车辆电子控制系统，例如，防抱死制动(ABS)、驱动防滑(ASR)、电子制动力分配(EBD)、转向制动控制(CBC)、电子稳定程序(ESP)。图1a-图1b是现有技术中的霍尔式传感器用作轮速传感器的示例图。现有的轮速传感器包括：用于承载差动霍尔电路的印刷电路板、作为永磁体的磁钢、用于密封的环氧树脂、用于输出的柔性电缆和传感器电缆，现有的霍尔式传感器包括永磁体、霍尔元件和电子电路组成。永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，齿轮相当于一个集磁器。如图1a所示，当齿轮位于图1a所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱；如图1b所示，当齿轮位于图1b所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一个mV级的准正弦波电压。近几年，随着传感器技术的发展，在汽车电子领域出现了不同输出信号类型的传感器，例如，磁电式传感器、霍尔电压式传感器、霍尔电流式传感器。图2是现有技术中的使用霍尔式传感器检测轮速电路系统的示例图。如图2所示，对于霍尔电流式传感器而言，因其具有传感器集成简单，整车线束布局容易，系统集成成本低等优点，所以其使用领域越来越广泛。但是，对于霍尔电流式传感器，目前的电路设计仅具有信号的简单读取功能；现有的电路设计复杂，使得信号的读取稳定性不高；而且，对于短路或过电压、过电流等问题，尚不能达到为传感器电路提供电路保护功能。有鉴于此，针对现有汽车中的霍尔电流式传感器电路的不足，需要设计新的电路结构，以提高电路信号读取的稳定性。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术提供一种用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路，以提高电路信号读取的稳定性。为实现上述目的，本专利技术提供了1.一种用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路，包括：MCU，其包括端口1-4，用于接收并处理各端口输入的电信号，并输出相应的处理结果；电路保护模块2，其分别连接霍尔电流传感器的输出端和MCU的端口1；信号处理模块1，其分别连接电路保护模块2的输出端和MCU的端口3；电路诊断模块3，其分别连接电路保护模块2的输出端和MCU的端口2和4。在上述电路中，MCU的端口1用于在长时间过流情况下关闭信号输入通路；MCU的端口2用于控制三极管T2管以实现区分开路与短接到地诊断；MCU的端口3作为MCU数字输入信号端口识别电路转化的电压信号；MCU的端口4作为MCU的ADC输入端口用以实现短接到电源情况的诊断。在上述电路中，信号处理模块1能够用于将霍尔电流传感器输出的电流信号转换为MCU可识别的电压信号。在上述电路中，电路保护模块2能够用于处理霍尔电流传感器输出的电流信号，以对实际电路中所能产生的短接到电源而造成的过流或过压的错误情况进行保护。而且，电路保护模块2中的热敏电阻R1、R2以及三极管T1相互连接形成负反馈结构电路，以进行自适应调整限流的保护值。在上述电路中，电路诊断模块3能够用于判断电路发生短接或开路的具体电路位置。进一步地，所述电路保护模块2包括：过流过压保护电路单元，包括二极管D1和三极管T1和电容C1，其中T1集电极端连接C1第一端和霍尔电流传感器的输出端，并且T1的发射极连接至采样电阻R_s；自适应调整电路单元，包括电阻R1和电阻R2，其连接在三极管T1的基极端，以调整三极管T1的静态工作点使其工作在饱和区。进一步地，所述电阻R1、电阻R2与三极管T1的交汇连接点共同连接至MCU的端口1。进一步地，所述电阻R1为正温度系数的热敏电阻，所述电阻R2为负温度系数的热敏电阻。进一步地，所述信号处理模块1包括：信号转换电路单元11，包括采样电阻R_s，其第一端为接地端并且第二端连接电路保护模块2中三极管T1的发射极；信号比较电路单元12，包括电压比较器IC1，其正极输入端通过电阻R4和电容C2组成的RC滤波电路连接采样电阻R_s的第二端，负极输入端连接至电阻R5和电阻R6组成的电阻桥与反馈电阻R7的交汇点，并且输出端连接MCU的端口3。进一步地，所述信号处理模块1还包括：阻容电路单元RC，包括电阻R4和电容C2，其第一端连接采样电阻R_s的第二端，并且其第二端连接电压比较器IC1的正极输入端；阈值电路单元，包括电阻R5和电阻R6，其第一端连接电源电压VCC，并且其第二端连接电压比较器IC1的负极输入端；比较器负反馈电路IC1，包括电阻R7，其第一端连接在电阻R5和电阻R6之间，并且其第二端连接电压比较器IC1的输出端；信号上拉电路单元，包括电阻R8，其第一端连接在电压比较器IC1的输出端和MCU的端口3之间。进一步地，所述电路诊断模块3包括：低通滤波电路单元，包括电阻R9和电容C9，其第一端连接采样电阻R_s的第二端，并且其第二端连接MCU的端口4，MCU端口4作为MCU的ADC输入端口用以实现短接到电源情况的诊断；诊断控制电路单元，包括三极管T2和电阻R3，其第一端连接在电阻R9和R4之间，并且其第二端连接MCU的端口2。本专利技术提供的用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路，整体结构设计简单，具有自适应调整限流的保护功能，同时能实现对短接和短路位置的准确诊断。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1a-图1b是现有技术中的霍尔式传感器用作轮速传感器的示例图；图2是现有技术中的使用霍尔式传感器检测轮速电路系统的示例图；图3是本专利技术一实施例的用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路的结构示意图；图4是本专利技术一实施例的信号处理模块1的模块示意图；图5是本专利技术信号处理模块1的一实施例的电路示意图；图6是本专利技术一实施例的电路保护模块2的模块示意图；图7是本专利技术电路保护模块2的一实施例的电路示意图；图8是本专利技术一实施例的电路诊断模块3的模块示意图；图9是本专利技术电路诊断模块3的一实施例的电路示意图；图10是本专利技术一实施例的用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路的整体电路示意图；图11是本专利技术一实施例的用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路的进行全诊断的流程示意图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。下文中将详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路，其特征在于，包括：微控制器(MCU)，其包括端口(1‑4)，用于接收并处理各端口输入的电信号，并输出相应的处理结果；电路保护模块(2)，其分别连接霍尔电流传感器的输出端和MCU的端口(1)；信号处理模块(1)，其分别连接电路保护模块(2)的输出端和MCU的端口(3)，用于将霍尔电流传感器输出的电流信号转换为MCU可识别的电压信号；电路诊断模块(3)，其分别连接电路保护模块(2)的输出端和MCU的端口(2)和端口(4)。

【技术特征摘要】
1.一种用于霍尔电流传感器的诊断和自保护电路，其特征在于，包括：微控制器(MCU)，其包括端口(1-4)，用于接收并处理各端口输入的电信号，并输出相应的处理结果；电路保护模块(2)，其分别连接霍尔电流传感器的输出端和MCU的端口(1)；信号处理模块(1)，其分别连接电路保护模块(2)的输出端和MCU的端口(3)，用于将霍尔电流传感器输出的电流信号转换为MCU可识别的电压信号；电路诊断模块(3)，其分别连接电路保护模块(2)的输出端和MCU的端口(2)和端口(4)。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路保护模块(2)包括：过流过压保护电路单元(21)，包括二极管(D1)和三极管(T1)和电容(C1)，其中三极管(T1)集电极端连接(C1)第一端和霍尔电流传感器的输出端，并且三极管(T1)的发射极连接至采样电阻(R_s)；自适应调整电路单元(22)，包括电阻(R1)和电阻(R2)，其连接在三极管(T1)的基极端，以调整三极管(T1)的静态工作点使其工作在饱和区。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，其中，所述电阻(R1)、电阻(R2)与三极管(T1)的交汇连接点共同连接至MCU的端口(1)。4.根据权利要求1-3所述任一电路，其特征在于，所述电阻(R1)为正温度系数的热敏电阻，所述电阻(R2)为负温度系数的热敏电阻。5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述信号处理模块(1)包括：信号转换电路单元(11)，包括采样电阻(R_s)，其第一端为接地端并且第二端连接电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪亮，
申请(专利权)人：大陆汽车电子长春有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22