一种冷却水温度信号调理电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种冷却水温度信号调理电路，其包括依次相连的隔离电路、信号采集电路、信号放大电路和限流电路，温度信号经隔离电路滤波后输出至信号采集电路，信号采集电路将采集到的电压信号输出至信号放大电路进行比例放大，信号再经限流电路送至微处理器芯片。本电路通过了电流法传导发射测试、辐射发射测试、辐射抗扰性测试、大电流注入抗扰性测试、静电放电抗扰性测试和直接电容耦合快/慢速抗扰性测试，其功能满足混合动力客车应用要求，可靠性符合国际相关的法规标准。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种冷却水温度信号调理电路，用于对冷却水温度传感器采集到的温度信号进行调理，并输入信号到控制器，其实践应用基于混合动力客车的整车控制器。
技术介绍
混合动力客车的发动机冷却水温度对发动机性能、寿命、可靠性、油耗等有很大影响，温度过低，能量损耗大，燃油经济性差；温度过高，对发动机性能要求又过高。因此必须对发动机冷却水温进行精确检测与控制，其中温度信号的采集和处理显得尤为重要。混合动力客车中冷却水温度传感器使用的是钼热敏电阻PT100，具有正温度系数，其温度与电阻的对应关系见表1。表1钼热电阻PT100温度与阻值关系C-20-1001020 ·.50 ·.Ω92. 1696. 09100103. 90107. 79119.40钼热敏电阻的自加热现象会影响检测精度，因此必须尽量减小流过电阻的电流。 在使用中，钼热敏电阻不能直接加到MV电压上，而是跨接在分压电路两端，并且串联一个较大电阻，如图1所示(图中R4为热敏电阻、R1、R2、R3为分压电阻)。并且，温度信号的输入电压必须被保持在控制器的可承受电压范围之内，这里便要求处理信号调理的时候一方面要考虑到良好的电磁兼容特性，一方面还要保证控制器的接收信号和冷却水温度能维持稳定的线性关系。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种冷却水温度信号调理电路，对冷却水温度信号电压进行提取和适当处理，保证在工作温度范围内，控制器接收到的电压信号与冷却水温度成稳定的线性关系，并具有良好的电磁兼容特性。为达到以上目的，本技术的解决方案是一种冷却水温度信号调理电路，其包括依次相连的隔离电路、信号采集电路、信号放大电路和限流电路，温度信号经隔离电路滤波后输出至信号采集电路，信号采集电路将采集到的电压信号输出至信号放大电路进行比例放大，信号再经限流电路送至微处理器芯片。进一步，所述隔离电路采用低通滤波电容进行旁路。所述信号采集电路采用运算放大器作为电压跟随器，运算放大器的同相输入端与隔离电路相连，且还与并联的电解电容和陶瓷电容连接。所述信号放大电路采用运算放大器和电阻组成差动放大电路，差动放大电路的输入输出电压比为100 1。3所述运算放大器的同相端接第一电阻和第二电阻，第一电阻的另一端接信号采集电路的输出端，第二电阻的另一端接地，反相端接第三电阻和第四，第三电阻的另一端接信号放大电路的输出端，第四电阻的另一端接提供参考电位的第五电阻和第六电阻的公共端，第六电阻的另一端接电压VCC和第五电阻的另一端接地。所述限流电路采用限流电阻进行过流保护，限流电阻与信号放大电路的输出端相连。由于采用了以上技术方案，本技术具有以下有益效果经实车测试，温度电压信号采集准确无误，输入温度信号与输出电压信号有着良好的线性关系；在电磁兼容实验室中进行的CISPR25电流法传导发射测试、CISra25辐射发射测试、IS011452辐射抗扰性测试、IS011452大电流注入抗扰性测试、IS010605静电放电抗扰性测试和IS07637直接电容耦合(DCC)快/慢速抗扰性测试均能达到国际法规较高标准。其功能符合混合动力客车整车控制器对冷却水温度信号的要求，性能符合国际法规标准，完全适合作为混合动力客车冷却水温度信号调理电路。本技术还可以根据实际情况的不同进行调节，适合作为各种用途的信号调理电路，应用范围广泛。附图说明图1为混合动力客车温度信号输出电路示意图。图2为本技术冷却水温度信号调理电路的结构框图。图3为冷却水温度信号调理电路示意图。具体实施方式以下结合附图所示实施例对本技术作进一步的说明。本技术一种符合电磁兼容设计的用于新型混合动力客车的冷却水温度信号调理电路，包括隔离电路1、信号采集电路2、信号放大电路3和限流电路4。温度信号经隔离电路1滤波后输出至信号采集电路2，信号采集电路2将采集到的电压信号输出至信号放大电路3进行比例放大，最后信号经限流电路4送至微处理器芯片相应引脚。各电路间的关系如图2所示。信号输入端的隔离电路1使用了大小为IOnF的低通滤波电容C105来进行旁路，抑制外界沿线束传播的持续騷扰和瞬态騷扰，并且防止内部噪声沿线束传播。信号采集电路2采用运算放大器LM258作为电压跟随器，利用其输入阻抗高、输出阻抗低的特性对前后级电路进行缓冲和隔离，保护后级电路；另外，温度信号是一种变化缓慢的信号，而处理器的响应速度非常快，任何一个微弱的噪声尖峰都可能被处理器当作有用温度信号进行处理，因此，在跟随电路的输入端配置47uF的电解电容C99和IOOnF的陶瓷电容C106于运算放大器LM258的同相输入端，用来吸收瞬态浪涌和过滤连续噪声。信号放大电路3中， 采集到的微弱温度电压信号传输到由运算放大器LM258和电阻R119、R120、R122和R123组成差动放大电路，其共模噪声干扰很小，能够从共模噪声干扰下提取有用的信号成分并进行放大，适合高精度的测量；其中，Rl 19和R122的阻值均为100 Ω，R120和R123的阻值均为10ΚΩ，该差动放大电路实现的输入输出电压比为100 1，运算放大器LM258的同相端接输入电阻R119和R120，R119的另一端接信号采集电路的输出端，R120的另一端接地，反相端接反馈电阻R123和R122，R123的另一端接信号放大电路的输出端，R122的另一端接提供参考电位的电阻R121和R125的公共端，R125的另一端接电压VCC和R121的另一端接地。根据需要，热敏电阻测量的温度范围是0 50°C，这意味着，在忽略热敏电阻的非线性特性下，当冷却水温度为0°C时输出电压为0V，温度是50°C时输出电压是5V，其中R125 阻值大小为10ΚΩ，R121阻值大小为33Ω。另外，由于控制器A/D模块的输入电流不得超过其允许的最大值25mA，限流电路4采用了大小为观Ω的限流电阻RlM来进行过流保护。 本电路通过了电流法传导发射测试、辐射发射测试、辐射抗扰性测试、大电流注入抗扰性测试、静电放电抗扰性测试和直接电容耦合快/慢速抗扰性测试。结果证明，本电路采集的温度电压信号准确无误，输入温度信号与输出电压信号有着良好的线性关系；其功能符合混合动力客车整车控制器对冷却水温度信号的要求，性能符合国际法规标准，完全适合作为混合动力客车的冷却水温度信号调理电路。改变R121和R125的阻值可以调节参考电位大小，从而根据输入电压确定合适的输出电压零点，改变R119、R120比例可以调节差动放大器电压放大倍数，即输出电压与输入电压的比例关系。根据实际情况的不同进行调节，可以用于其他的信号调理电路，应用范围广泛。 上述的对实施例的描述是为便于该
的普通技术人员能理解和应用本技术。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对该装置做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本技术不限于这里的说明例，本领域技术人员根据本技术的揭示，对于本技术做出的改进和修改都应该在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种冷却水温度信号调理电路，其特征在于：其包括依次相连的隔离电路、信号采集电路、信号放大电路和限流电路。

【技术特征摘要】
1.一种冷却水温度信号调理电路，其特征在于其包括依次相连的隔离电路、信号采集电路、信号放大电路和限流电路。2.如权利要求1所述的冷却水温度信号调理电路，其特征在于所述隔离电路采用低通滤波电容进行旁路。3.如权利要求1所述的冷却水温度信号调理电路，其特征在于所述信号采集电路采用运算放大器作为电压跟随器，运算放大器的同相输入端与隔离电路相连，且还与并联的电解电容和陶瓷电容连接。4.如权利要求1所述的冷却水温度信号调理电路，其特征在于所述信号放大电路采用运算放大器和电阻组成差动放大电路，差动放大电路的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张戟，孙泽昌，孙瑞，肖棣，韩发娟，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：实用新型
国别省市：31