[发明专利]一种能自适应宽电压范围输入的IO接口电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种I/O接口电路，尤其是涉及一种能自适应宽电压范围输入的I/O接口电路。

背景技术

在电动汽车及混合动力汽车系统中，电机控制器作为核心部件越来越被广泛的应用。控制器本身需要车身上诸多的控制信号作为输入量来确定其工作状态，尤其是开关量输入信号，如前进信号、倒车信号、刹车信号、充电信号、高压动力电池信号、离合器动作信号等等。这些开关量虽然只有高电平和低电平之分，但它们的满幅电压均不统一，最高的如高压动力电池信号有二三百伏，最低的如离合器动作信号只有5V，并且有些电压还是浮动的。例如在由超级电容构成的混合动力汽车系统中，电源端电压可能从几伏到几百伏；又如车载辅助蓄电池有12V和24V两种，并且随充放电的过程该电压的浮动范围也比较大；还有有些系统采用48V～72V电压供电，且系统正常工作时电源电压从欠压到过压有着相当宽的范围。

综上所述，目前电动汽车电机控制器迫切要求其I/O能适应很宽的电压范围。

发明的内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种I/O接口电路，尤其是涉及一种能自适应宽电压范围输入的I/O接口电路。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：开关量信号经C11滤波，由R21和R31分压送入MCU的一个I/O输入脚，5V通过D2，R5，R6分压成约4.24V电压，Q1的B、E极正偏，使得U_ec＝U_bc+U_eb＝4.24V+0.6V＝4.84V＝限幅值，即I/O口限幅值＝4.84V+0.6V＝5.44V，满足一般MCU的I/O输入电压要求。

所述一种能自适应宽电压范围输入的IO接口电路，任何一路I/O无论输入电平幅值多高均为统一的电路，可做成标准模块使用，减少了器件种类，降低了成本。该I/O接在D11的阳极，D11的阴极去限幅端，D2的阳极接5V，阴极接R5一端，R5另一端和R6一端相连，R6另一端接地，R5、R6串联中点接Q1的基极，Q1集电极接地，Q1发射极对15V接R4，同时Q1的发射极即限幅端。

所述一种能自适应宽电压范围输入的IO接口电路，每一路I/O均有公用的一路限幅电路使开关量信号更安全的送入MCU。5V通过D2，R5，R6分压成约4.24V电压，Q1的B、E极正偏，使得U_ec＝U_bc+U_eb＝4.24V+0.6V＝4.84V＝限幅值，即I/O口限幅值＝4.84V+0.6V＝5.44V，满足一般MCU的I/O输入电压要求。

本发明与现有技术相比，其有益效果表现如下：

本发明所述的一种能自适应宽电压范围输入的IO接口电路，控制电路简单，非常适合电动汽车及混合动力汽车系统，使产品性能稳定。减少了器件种类，降低了生产商的成本25％以上。采用这种方式使生产操作简单，效率高，易于模块化。同时工艺易于实现，配套控制系统的使用也具有较大灵活性，对电动汽车及混合动力汽车系统的推广使用起了积极作用。

附图说明

图1是本发明的原理图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述：

如图1，INPUTA、INPUTB、…、INPUTn代表n路I/O输入，以其中一路INPUTA输入分析，开关量信号经C11滤波，由R21和R31分压送入MCU的一个I/O输入脚，该I/O接在D11的阳极，D11的阴极去限幅端，D2的阳极接5V，阴极接R5一端，R5另一端和R6一端相连，R6另一端接地，R5、R6串联中点接Q1的基极，Q1集电极接地，Q1发射极对15V接R4，同时Q1的发射极即限幅端。

5V电压通过D2，R5，R6分压成约4.24V电压，Q1的B、E极正偏，使得U_ec＝U_bc+U_eb＝4.24V+0.6V＝4.84V＝限幅值，即I/O口限幅值＝4.84V+0.6V＝5.44V，满足一般MCU的I/O输入电压要求。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述的技术效果的，均是落入本发明的保护范围。