开关信号采集电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种开关信号采集电路，所述采集电路包括开关单元、信号转换单元、开关切换单元和控制及信号采集单元，开关单元包括第一开关和第二开关，第一开关的一端接地，第一开关的另外一端接连接信号转换单元的第一端，第二开关的一端接电源正极，另外一端连接信号转换单元的第一端，第一开关和第二开关为互斥关系，信号转换单元的第二端与开关切换单元连接，开关切换单元与控制及信号采集单元连接。这种采集电路的优点在于：对于高有效和低有效开关信号采用一种采集电路采集，同时实现了多路开关信号的采集。

【技术实现步骤摘要】
开关信号采集电路
本技术涉及一种采集电路，具体而言，涉及一种开关信号采集电路。
技术介绍
伴随着传统汽车对环境的污染问题愈来愈突出，作为一种零污染，高效率，续航里程长的氢燃料电池被广泛应用于汽车领域。燃料电池控制器作为燃料电池汽车的一个关键零部件，其数字量开关目前对于高有效和低有效的开关信号采集电路是两种不同的采集电路，两种不同采集电路的通用型不强；或者是采用专用的集成电路芯片进行采集，这些智能芯片成本高、采购周期长，无法满足低成本的要求。目前，开关信号采集电路采用两种不同的采集电路或者专用集成电路芯片采集，其缺点是：采集电路的通用型不强，如果信号有变化，需要调整硬件电路；采用专用集成电路芯片的方案，其成本非常高，而且芯片都是从国外进口，采购周期长，需要大量备货；如果方案变更，导致备货芯片大量积压，无法满足批量生产综上所述，需要一种新型开关信号采集电路，其能够克服现有技术的缺陷。
技术实现思路
本技术旨在提供一种新型开关信号采集电路，用于克服现有技术的缺陷。本技术的目的通过以下方案得以实现。本技术的一个实施方式提供了一种开关信号采集电路，其中所述开关信号采集电路包括开关单元、信号转换单元、开关切换单元和控制及信号采集单元，开关单元包括第一开关和第二开关，第一开关的一端接地，第一开关的另外一端接连接信号转换单元的第一端，第二开关的一端接电源正极，另外一端连接信号转换单元的第一端，第一开关和第二开关为互斥关系，信号转换单元的第二端与开关切换单元连接，开关切换单元与控制及信号采集单元连接，信号转换单元用于将开关单元的三种不同状态转为控制及信号采集单元可识别的三种不同幅值信号，开关切换单元用于开关单元的多路复用，控制及信号采集单元用于控制开关单元的多路复用并采集开关信号。根据本技术的上述一个实施方式提供的开关信号采集电路，其中所述信号转换单元包括两个并联的第一三极管和第二三极管、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻和电容，第一分压电阻、第二分压电阻和电容的一端相互连接并与开关单元连接，电容的另一端接地，第一三极管的第一极通过第四分压电阻与电源正极连接，第一三极管的第一极还通过第一分压电阻与开关单元连接，第五分压电阻一端连接电源正极另外一端连接第一三极管的第二极，第一三极管的第三极与第六分压电阻和第七分压电阻的一端连接，第六分压电阻的另一端与第二三极管的第三极连接，第七分压电阻的另外一端接地，第二三极管的第一极通过第三分压电阻接地，第二三极管的第一极还通过第二分压电阻与开关单元连接，第二三极管的第二极接地，第七分压电阻未接地的一端与开关切换单元连接，第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻用于分压、限流和防止误导通，电容用于吸收开关单元闭合瞬间的抖动信号。根据本技术的上述一个实施方式提供的开关信号采集电路，其中所述开关切换单元包括多路复用器，控制及信号采集单元包括单片机，多路复用器的输入端与信号转换单元的第二端相连接，多路复用器的输出端与单片机的AD接口相连接，多路复用器的多个控制接口与单片机的多个I/O接口相连接。根据本技术的上述一个实施方式提供的开关信号采集电路，其中所述第一三极管为PNP型三极管，第二三极管为NPN型三极管，三极管的第一端为基极，三极管的第二端为发射极，三极管的第三端为集电极。根据本技术的上述一个实施方式提供的开关信号采集电路，其中第一开关和第二开关都处于无效状态时，通过第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻的分压及电流限制，第一三极管的发射极与基极的电势差达到使其开启的幅值，第一三极管处于饱和导通状态；同时，第二三极管的发射极与基极的电势差也达到使其开启的幅值，第二三极管处于饱和导通状态；忽略三极管导通时发射极与集电极的压降，此时通过第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻的分压，单片机采集到的电压幅值表示两开关都处于断开的状态。根据本技术的上述一个实施方式提供的开关信号采集电路，其中当第一开关断开、第二开关闭合时，电容吸收开关闭合瞬间的抖动信号，通过第二分压电阻、第三分压电阻的分压及电流限制，此时第二三极管的发射极与基极的电势差达到使其开启的幅值，第二三极管处于饱和导通状态；而第一三极管的发射极与基极的电势差没有达到使其开启的幅值，第一三极管处于关闭状态；忽略三极管导通时发射极与集电极的压降，此时通过第六分压电阻、第七分压电阻的分压，单片机采集到的电压幅值表示第一开关断开、第二开关闭合的状态。根据本技术的上述一个实施方式提供的开关信号采集电路，其中当第二开关断开、第一开关闭合时，电容吸收开关闭合瞬间的抖动信号，通过第一分压电阻、第四分压电阻的分压及电流限制，此时第一三极管的发射极与基极的电势差达到使其开启的幅值，第一三极管处于饱和导通状态；而第二三极管的发射极与基极的电势差没有达到使其开启的幅值，第二三极管处于关闭状态；忽略三极管导通时发射极与集电极的压降，此时通过电阻第六分压电阻、第七分压电阻的分压，单片机采集到的电压幅值表示开关断开、开关闭合的状态。根据本技术的上述一个实施方式提供的开关信号采集电路，其中所述多路复用器包括多个输入接口，开关信号的多路复用时，不同的开关信号接入多路复用器的输入接口，某个输入接口与输出接口导通的状态是通过多路复用器的控制接口的二进制状态来控制，单片机通过给多路复用器的控制接口赋不同的值，控制某个输入接口与输出接口导通，从而实现开关信号的切换。本技术的开关信号采集电路的优点在于：对于高有效和低有效开关信号采用一种采集电路采集，如果信号由高变为低或者相反，原来的采集电路不作任何调整即可采集信号，极大地方便了控制器的应用；采用多路复用器来实现多个开关信号的切换，占用单片机的接口资源少，同时实现了多路开关信号的采集，大大降低了控制器的成本。本技术的开关信号采集电路的优点还在于：整个驱动单元采用常用的分离器件实现，具有封装小、发热量低和成本低的特点，可广泛应用在燃料电池车等领域的需要有保护功能的驱动方面。附图说明参照附图，本技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本技术的技术方案，而并非意在对本技术的保护范围构成限制。图中：图1示出了根据本技术一个实施方式的开关信号采集电路结构示意图。具体实施方式图1和以下说明描述了本技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本技术。为了教导本技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本技术的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本技术的多个变型。由此，本技术并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。图1示出了根据本技术一个实施方式的开关信号采集电路结构示意图。如图1所示，所述开关信号采集电路包括开关单元1、信号转换单元2、开关切换单元3和控制及信号采集单元4，开关单元1包括第一开关SW1和第二开关SW2，第一开关SW1的一端接地，第一开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关信号采集电路，所述开关信号采集电路包括开关单元、信号转换单元、开关切换单元和控制及信号采集单元，其特征在于，开关单元包括第一开关和第二开关，第一开关的一端接地，第一开关的另外一端接连接信号转换单元的第一端，第二开关的一端接电源正极，另外一端连接信号转换单元的第一端，第一开关和第二开关为互斥关系，信号转换单元的第二端与开关切换单元连接，开关切换单元与控制及信号采集单元连接，信号转换单元用于将开关单元的三种不同状态转为控制及信号采集单元可识别的三种不同幅值信号，开关切换单元用于开关单元的多路复用，控制及信号采集单元用于控制开关单元的多路复用并采集开关信号。

【技术特征摘要】
1.一种开关信号采集电路，所述开关信号采集电路包括开关单元、信号转换单元、开关切换单元和控制及信号采集单元，其特征在于，开关单元包括第一开关和第二开关，第一开关的一端接地，第一开关的另外一端接连接信号转换单元的第一端，第二开关的一端接电源正极，另外一端连接信号转换单元的第一端，第一开关和第二开关为互斥关系，信号转换单元的第二端与开关切换单元连接，开关切换单元与控制及信号采集单元连接，信号转换单元用于将开关单元的三种不同状态转为控制及信号采集单元可识别的三种不同幅值信号，开关切换单元用于开关单元的多路复用，控制及信号采集单元用于控制开关单元的多路复用并采集开关信号。2.如权利要求1所述的开关信号采集电路，其特征在于，所述信号转换单元包括两个并联的第一三极管和第二三极管、第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻和电容，第一分压电阻、第二分压电阻和电容的一端相互连接并与开关单元连接，电容的另一端接地，第一三极管的第一极通过第四分压电阻与电源正极连接，第一三极管的第一极还通过第一分压电阻与开关单元连接，第五分压电阻一端连接电源正极另外一端连接第一三极管的第二极，第一三极管的第三极与第六分压电阻和第七分压电阻的一端连接，第六分压电阻的另一端与第二三极管的第三极连接，第七分压电阻的另外一端接地，第二三极管的第一极通过第三分压电阻接地，第二三极管的第一极还通过第二分压电阻与开关单元连接，第二三极管的第二极接地，第七分压电阻未接地的一端与开关切换单元连接，第一分压电阻、第二分压电阻、第三分压电阻、第四分压电阻、第五分压电阻、第六分压电阻、第七分压电阻用于分压、限流和防止误导通，电容用于吸收开关单元闭合瞬间的抖动信号。3.如权利要求1所述的开关信号采集电路，其特征在于，所述开关切换单元包括多路复用器，控制及信号采集单元包括单片机，多路复用器的输入端与信号转换单元的第二端相连接，多路复用器的输出端与单片机的AD接口相连接，多路复用器的多个控制接口与单片机的多个I/O接口相连接。4.如权利要求2所述的开关信号采集电路，其特征在于，所述第一三极管为PNP型三极管，第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海平，
申请(专利权)人：北京亿华通科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11