一种光照传感器故障检测电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光照传感器故障检测电路。它包括光照传感器和检测电路模块，其特征在于：检测电路模块包括单片机、运算放大器和三极管；所述的单片机的AD引脚通过二极管连接有电源，AD引脚同时通过电阻接地，AD引脚上还连接有电阻，电阻的另一端与运算放大器的第一脚相连，运算放大器的第二脚与第一脚相连，运算放大器的第三脚与光照传感器相连，第三脚同时通过电阻与三极管的集电极相连，三极管的发射极接地，三极管的基极通过电阻R5与单片机的I/O引脚相连；三极管的集电极同时通过电阻连接有+12V电源。它解决了现有技术中的光照传感器故障检测电路存在对开路、短路检测精度不高，容易误报故障的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种光照传感器故障检测电路。它包括光照传感器和检测电路模块，其特征在于：检测电路模块包括单片机、运算放大器和三极管；所述的单片机的AD引脚通过二极管连接有电源，AD引脚同时通过电阻接地，AD引脚上还连接有电阻，电阻的另一端与运算放大器的第一脚相连，运算放大器的第二脚与第一脚相连，运算放大器的第三脚与光照传感器相连，第三脚同时通过电阻与三极管的集电极相连，三极管的发射极接地，三极管的基极通过电阻R5与单片机的I/O引脚相连；三极管的集电极同时通过电阻连接有+12V电源。它解决了现有技术中的光照传感器故障检测电路存在对开路、短路检测精度不高，容易误报故障的技术问题。【专利说明】一种光照传感器故障检测电路
本技术涉及一种汽车电子设备中的空调系统用电路，具体是指一种光照传感器故障检测电路。
技术介绍
现有技术中较为高级的汽车大都配套有空调自动控制系统。所述的空调自动控制系统通过汽车光照传感器采集的阳光光照强度，来作为汽车自动空调控制器的一项重要参数输入；该参数对车内空调温度自动控制的舒适度起着重要的作用。而一旦光照传感器由于自身问题或者接插件未连接好而导致开路，或传感器短路，则需要自动空调控制器及时检测出来。目前常用的检测电路主要有如下两种电路方案。 方案1:结合附图1中所示，该电路包括光照传感器01和检测电路模块02两个部分；电路在光线不弱的情况下检测值比较准确，但是在光线比较弱(如室内装配车间)的情况下，传感器产生的电流比较弱，MCU AD引脚采集到的电压也非常的低，接近0V，而此电压与开路时电压值(OV)是一样的，所以就会造成弱光下自动空调控制器误报开路故障。而在强光下，由于光照度比较强，传感器产生的电流比较大，MCU AD引脚采集到的电压很高，接近5V，而此电压与短路时电压值(5V)是一样的，所以会造成强光下自动空调控制器误报短路故障。 方案2:结合附图2中所示，该电路包括光照传感器01和检测电路模块02两个部分；该电路在光照传感器01内部并联了一颗电阻R7，该电阻阻值远大于采样电阻R8阻值，在弱光下仍然有电流流过，MCU AD引脚可以采集到电压，可以区分弱光环境和开路故障。但是该方案，在弱光环境下通过电阻R7的电流几乎与光敏二极管所产生的电流一致，所以严重影响了光照度和输出电流比对应曲线的线性度。且该方案也会造成强光下自动空调控制器误报短路故障。 综上所述，现有技术中的光照传感器故障检测电路存在对开路、短路检测精度不高，容易误报故障的不足之处。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，提供一种检测精度更高，不会误报故障的光照传感器故障检测电路。 为解决上述技术问题，本技术提供的技术方案为:一种光照传感器故障检测电路，它包括光照传感器和检测电路模块，所述的检测电路模块包括单片机MCU、运算放大器Ul和三极管Ql ;所述的单片机MCU的AD引脚通过二极管D5连接有+5V电源，AD引脚同时通过电阻R2接地，AD引脚上还连接有电阻R1，电阻Rl的另一端与运算放大器Ul的输出脚相连，运算放大器Ul的反相输入脚与输出脚相连，运算放大器Ul的同相输入脚与光照传感器相连，同相输入脚同时通过电阻R3与三极管Ql的集电极相连，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的基极通过电阻R5与单片机MCU的I/O引脚相连；三极管Ql的集电极同时通过电阻R4连接有+12V电源。 作为优选，所述的电阻Rl的阻值为2K欧姆，精度为1%。 作为优选，所述的电阻R2的阻值为1K欧姆，精度为1%。 作为优选，所述的单片机MCU的型号为:S9S12GN48F0CLH，所述的单片机MCU通过I/o引脚定时输出高低电平来控制三极管Ql的饱和导通和截止，来定时开启和关闭故障检测。 作为优选，所述的光照传感器在故障检测模式时处于正向导通状态。 采用上述结构后，本技术具有如下有益效果:光照传感器核心部件为一个光敏二极管，光敏二极管在电路中一般处于反向工作状态。在没有光照时，反向电阻很大，反向电流很小，只有很微弱的暗电流。当有光照时，光子打在PN结附近，于是在PN结附近产生电子空穴对，它们在PN结内部电场作用下作定向运动，形成光电流。光照越强，光电流越大大。 本专利技术中利用光敏二极管的正向导通特性来实现故障检测。MCU通过控制三极管饱和导通和截止来定时故障检测。正常工作时，MCU的I/O引脚输出高电平，三极管饱和导通，光敏二极管处于反向工作状态，光电流与光照度成线性关系，故障检测时MCU的I/O引脚输出低电平，三极管截止，光敏二极管处于正向导通工作状态，将电压钳位。钳位后的电压经过分压输入到MCU的AD引脚。MCU通过AD引脚采集的电压来判断传感器是否开路或短路。总的来说本技术对应的电路结构有如下创新点:1、利用了光敏二极管的正向导通特性来做故障检测；2、MCU通过I/O引脚定时输出高低电平来控制三极管的饱和导通和截止(或其他开关电路均可)，来定时开启和关闭故障检测；3、三极管饱和导通时能将采样电阻的一端下拉至地，三极管截止时，通过电阻将采样电压上拉至12V(大于6V均可)。其在不影响光照传感器采集精度的情况下，很容易识别弱光与开路状态，并能识别强光与短路状态，以保障自动空调控制器故障检测的顺利进行。该技术方案即保证了采集精度，又克服了误报故障的缺陷。 【专利附图】【附图说明】 图1是现有技术中常用方案一的光照传感器故障检测电路的原理图。 图2是现有技术中常用方案二的光照传感器故障检测电路的原理图。 图3是本技术中光照传感器故障检测电路的原理图。 如图所示:现有技术中:01、光照传感器，02、检测电路模块。 本技术中:1、光照传感器，2、检测电路模块。 【具体实施方式】 下面结合附图对本技术做进一步的详细说明。 结合附图3，一种光照传感器故障检测电路，它包括光照传感器I和检测电路模块2，所述的检测电路模块2包括单片机MCU、运算放大器Ul和三极管Ql ;所述的单片机MCU的AD引脚通过二极管D5连接有+5V电源，AD引脚同时通过电阻R2接地，AD引脚上还连接有电阻R1，电阻Rl的另一端与运算放大器Ul的输出脚相连，运算放大器Ul的反相输入脚与输出脚相连，运算放大器Ul的同相输入脚与光照传感器I相连，同相输入脚同时通过电阻R3与三极管Ql的集电极相连，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的基极通过电阻R5与单片机MCU的I/O引脚相连；三极管Ql的集电极同时通过电阻R4连接有+12V电源。 作为优选，所述的电阻Rl的阻值为2K欧姆，精度为1%。 作为优选，所述的电阻R2的阻值为1K欧姆，精度为1%。 作为优选，所述的单片机MCU的型号为:S9S12GN48F0CLH，所述的单片机MCU通过I/o引脚定时输出高低电平来控制三极管Ql的饱和导通和截止，来定时开启和关闭故障检测。 作为优选，所述的光照传感器在故障检测模式时处于正向导通状态。 需要说明的是:R1、R2组成分压电路，将输入电压降低到单片机MCU能识别的电压即可，我的说明文档中的阻值只是一个实施例，例如Rl取20K，R2取100K也是一样的效果。所述的单片机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光照传感器故障检测电路，它包括光照传感器（1）和检测电路模块（2），其特征在于：所述的检测电路模块（2）包括单片机MCU、运算放大器U1和三极管Q1；所述的单片机MCU的AD引脚通过二极管D5连接有+5V电源，AD引脚同时通过电阻R2接地，AD引脚上还连接有电阻R1，电阻R1的另一端与运算放大器U1的输出脚相连，运算放大器U1的反相输入脚与输出脚相连，运算放大器U1的同相输入脚与光照传感器（1）相连，同相输入脚同时通过电阻R3与三极管Q1的集电极相连，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的基极通过电阻R5与单片机MCU的I/O引脚相连；三极管Q1的集电极同时通过电阻R4连接有+12V电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亮，
申请(专利权)人：上海奉天电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31