一种强电磁干扰环境中PWM控制信号传输方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种强电磁干扰环境中PWM控制信号传输方法和装置，涉及汽车的直流电机PWM控制技术领域。技术特征表现为，在车辆主控单元ECU直接发出的PWM电压方波信号和被控电机电子控制单元的输入端之间设置场效应晶体管组成的开关电路，在场效应晶体管组成的开关电路的输入栅极端，至少并联两只不同容量的电容器，组成宽频带的滤波电路；在场效应晶体管组成的开关电路的负载端，设置输出分压及稳压电路，与被控电机电子控制单元的输入端搭接，较好地解决了对电磁杂波的滤除和抑制。本发明专利技术解决了车用直流电机PWM脉宽调制信号传输的技术难题，具有简单高效，可靠性强成本低的优点。适合在各种机动车上应用，具有良好的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种强电磁干扰环境中PWM控制信号传输方法和装置，涉及汽车的直流电机PWM控制

技术介绍
汽车的电器系统包括发电机、启动机和点火装置以及控制系统，属于多种复合强电磁干扰环境。尤其是近年来发展较快的混动汽车中，包括发动机、高压发电机以及拖动电动机等组合而成，其中至少包括两套独立的发电、供电电源系统，即驱动电源系统和控制电源系统，更具有强烈的电磁辐射。目前车用直流电机PWM脉宽调制信号由车辆主控单元ECU直接发出给被控电机电子控制单元，该PWM电压方波信号，其幅值为车载控制电源电压值，处于强电磁干扰环境中的热端，极容易受到电磁干扰，会将感应到的高电压脉冲带入系统内，影响被控电机电子控制单元正常工作，造成故障。另外，这种电压方波信号具有一定的负载驱动能力。直接把这种PWM电压方波信号接入负载控制系统，和被控电机电子控制单元构成直流回路，容易在负载控制系统出现短路等故障，可能会导致车辆主控单元ECU损坏。这些都是车用直流电机PWM脉宽调制信号传输存在的技术问题。严重制约了车用直流电机PWM脉宽调制信号传输的安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可以消除电磁干扰的强电磁干扰环境中PWM控制信号传输方法和装置。本专利技术的技术特征表现为，在车辆主控单元ECU直接发出的PWM电压方波信号和被控电机电子控制单元的输入端之间设置场效应晶体管组成的开关电路，在场效应晶体管组成的开关电路的输入栅极端，至少并联两只不同容量的电容器，组成宽频带的滤波电路；在场效应晶体管组成的开关电路的负载端，设置输出分压及稳压电路，与被控电机电子控制单元的输入端搭接，较好地解决了对电磁杂波的滤除和抑制。具体地讲，一种强电磁干扰环境中PWM控制信号传输方法，其特征包括以下步骤：A、将由车辆主控单元ECU直接发出的车用直流电机PWM脉宽调制信号，接入至少由两只不同容量的电容器并联组成的宽频带滤波电路，对高频电磁干扰波进行滤波；B、将经过宽频带滤波电路，对高频电磁干扰波进行滤波的车用直流电机PWM脉宽调制信号送到一个由场效应晶体管组成的开关电路进行限幅放大；C、将经过进行限幅放大后的车用直流电机PWM脉宽调制信号进行稳压；D、将经过稳压后的车用直流电机PWM脉宽调制信号，输送至被控电机电子控制单元的输入端。本专利技术还提供了一种强电磁干扰环境中PWM控制信号传输装置，包括发出PWM电压方波信号的车辆主控单元ECU，以及被控电机电子控制单元的输入端之间设置的直流电机PWM脉宽调制信号的给定电路和接收电路，其特征在于：所述的给定电路由场效应晶体管组成的开关电路构成，其漏极与所述的接收电路相联接，栅极与车用直流电机PWM脉宽调制信号源联接，栅极与地之间并联至少有两只不同容量的电容器组成的滤波电路，源极串联一电阻器与地相联，构成深度负反馈电路；所述的接收电路包括被控电机电子控制单元的输入端，该输入端与地之间联接一稳压晶体管，还联接两个电阻器，其中一个与场效应晶体管组成的开关电路的漏极相联接，另一个与工作电源端联接，构成场效应晶体管开关电路的负载。工作时，由车辆主控单元ECU直接发出的车用直流电机PWM脉宽调制信号，送到由场效应晶体管组成的开关电路，其栅极与地之间并联至少有两只不同容量的电容器组成的滤波电路，将干扰信号过滤，经源极深度负反馈电路放大，干扰信号幅度已经大量衰减，放大后的车用直流电机PWM脉宽调制信号耦合到所述的接收电路被控电机电子控制单元的输入端，经过输入端与地之间联接的稳压晶体管限幅，形成足以推动被控电机电子控制单元的纯净信号源。本专利技术采用了看似简单的电路结构，其高明在于达到了既滤除了强电磁干扰，又满足了传输匹配的要求。奥妙之处一是采用场效应晶体管的栅极很好地隔离和衰减了电磁干扰的传送，加上放大电路深刻的负反馈作用，最大限度的抑制了电磁干扰对下游设备的影响；二是设置了负载分压电路和稳压晶体管搭接的复合交联回路，使得直流耦合电位恰到好处。避免了车辆主控单元ECU直接发出的具有一定的负载驱动能力的电压方波信号，接入负载控制系统与被控电机电子控制单元构成直流回路，容易在负载控制系统出现短路等故障，可能会导致车辆主控单元ECU损坏。本专利技术解决了车用直流电机PWM脉宽调制信号传输的技术难题，具有简单高效，可靠性强成本低的优点。适合在各种机动车上应用，具有良好的经济和社会效益。附图说明 说明书附图1是本专利技术给定和接收单元的电路图。说明书附图2是本专利技术给定电路的电路图。说明书附图3是本专利技术接收电路的电路图。具体实施方式以下借助说明书附图，对本专利技术的具体实施例作进一步披露。实施例一如图1-3所示，一种强电磁干扰环境中PWM控制信号传输装置，包括发出PWM电压方波信号的车辆主控单元ECU，以及被控电机电子控制单元的输入端之间设置的直流电机PWM脉宽调制信号的给定电路和接收电路，其特征在于：所述的给定电路由场效应晶体管组成的开关电路构成，其漏极与所述的接收电路相联接，栅极与车用直流电机PWM脉宽调制信号源联接，栅极与地之间并联至少有两只不同容量的电容器组成的滤波电路，源极串联一电阻器与地相联，构成深度负反馈电路；所述的接收电路包括被控电机电子控制单元的输入端，该输入端与地之间联接一稳压晶体管，该输入端还联接两个电阻器，其中一个与场效应晶体管组成的开关电路的漏极相联接，另一个与工作电源端联接，构成场效应晶体管开关电路的负载。所述的场效应晶体管为MOSFET管，型号为IRL 2203N。所述的稳压管稳压值为5.5V。所述的两只不同容量的电容器容量分别为C1206X7R103K500CT和C1206X7R100K500CT。本实施例设计一种无源PWM 信号给定电路，该电路仅提供开关无源信号，PWM高低电平状态有被控电机电子控制回路决定。避免由于负载控制系统出现短路等故障，导致车辆主控单元ECU损坏可能。当车辆主控单元ECU端的PWM电压方波控制信号为高电平时，该PWM电压方波幅值为车载电源幅值12V-15V直流，并加载在MOSFET管Q1N栅极G， 此时MOSFET管Q1N管导通，负载端电源VCC通过上拉电阻R1和电阻R2、MOSFET管漏极D、源极S、电阻R3接地GND构成回路。由于上拉电阻R1的值一般为3.9-4.9千欧姆，远大于电阻R2与R3阻值之和，因此输入到MCU控制器U1的DI端口为低电平；当车辆主控单元ECU端的PWM电压方波控制信号为低电平时，加载在MOSFET管Q1N栅极G， 此时MOSFET管Q1N管截止，负载端电源VCC通过上拉电阻R1、稳压管Q2和接地GND构成回路，由于稳压管Q2处于反向导通，把电压嵌在5.5V，此时稳压管Q2的作用使得U1的DI端口稳定在高电平状态。电路组成所述的给定电路由场效应晶体管组成的开关电路构成，PWM采样信号端并联滤波电容C1、C2后与MOSFET管Q1N漏极D相联，其漏极与所述的接收电路相联接，PWM控制信号与MOSFET管Q1N栅极G相联,栅极与地之间并联至少有两只不同容量的电容器组成的滤波电路，MOSFET管Q1N源极S串联电阻R3后接地，构成深度负反馈电路；所述的接收电路包括被控电机电子控制单元DI的输入端，该输入端与地之间联接一稳压晶体管Q2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强电磁干扰环境中PWM控制信号传输方法，其特征包括以下步骤：A、将由车辆主控单元ECU直接发出的车用直流电机PWM脉宽调制信号，接入至少由两只不同容量的电容器并联组成的宽频带滤波电路，对高频电磁干扰波进行滤波；B、将经过宽频带滤波电路，对高频电磁干扰波进行滤波的车用直流电机PWM脉宽调制信号送到一个由场效应晶体管组成的开关电路进行限幅放大；C、将经过进行限幅放大后的车用直流电机PWM脉宽调制信号进行稳压；D、将经过稳压后的车用直流电机PWM脉宽调制信号，输送至被控电机电子控制单元的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种强电磁干扰环境中PWM控制信号传输方法，其特征包括以下步骤：A、将由车辆主控单元ECU直接发出的车用直流电机PWM脉宽调制信号，接入至少由两只不同容量的电容器并联组成的宽频带滤波电路，对高频电磁干扰波进行滤波；B、将经过宽频带滤波电路，对高频电磁干扰波进行滤波的车用直流电机PWM脉宽调制信号送到一个由场效应晶体管组成的开关电路进行限幅放大；C、将经过进行限幅放大后的车用直流电机PWM脉宽调制信号进行稳压；D、将经过稳压后的车用直流电机PWM脉宽调制信号，输送至被控电机电子控制单元的输入端。2.一种强电磁干扰环境中PWM控制信号传输装置，包括发出PWM电压方波信号的车辆主控单元ECU，以及被控电机电子控制单元的输入端之间设置的直流电机PWM脉宽调制信号的给定电路和接收电路，其特征在于：所述的给定电路由场效应晶体管组成的开关电路构成，其漏极与所述的接...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨平，
申请(专利权)人：沙洲职业工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32