[发明专利]汽车空调系统光耦编码电路

说明书

技术领域:

本发明涉及电学领域，尤其涉及汽车空调系统的控制器，特别是一种汽车空调系统光耦编码电路。

背景技术:

现有技术中，汽车空调系统的控制头中越来越多地采用光耦编码电路，将机械运动用电信号描述出来，实现机械状态输入和电信号输出的隔离，例如，将旋钮的机械运动转换成单片机MCU可读入的电信号。由于光耦电路的原边电流在不同的温度和不同的汽车电压（通常在9v~16v之间）下需要有稳定的表现，同时，单片机MCU对光耦副边的输出的采集需要考虑到突然掉电等异常状况，因此目前光耦电路采用以下几种方式：

1，光耦原边的电流由整车电源来控制。这种电路设计成本较低，但是汽车整车电源的波动会给光耦原边的电流带来直接的影响，从而影响副边的输出，这种设计非常不稳定。

2，光耦原边的电流直接由电源芯片来控制。这种电路设计比较简单，同时原边的电流不受温度，电压的变化的影响。然而由于光耦的正常工作电流在15mA左右，这样增加了电源芯片的负担，不利于其散热。

3，由两个三极管组成的恒流电路，其中一个三极管的be结作为电流检测电路。光耦原边的电流由be和限流电阻的比值来决定。这种电路能较好的处理电池电压波动带来的问题，但当温度发生变化时，三极管的be结的电压会随着温度而改变，从而造成这种电路较差的温度特性，当温度改变时，原边电流的变化较大，副边的输出在不同的温度下区别也较大。

在上述电路中，均利用单片机MCU采集副边的输出电压，通过输出电压的变化直接判断机械部件的位置，从而执行相应操作。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种汽车空调系统光耦编码电路，所述的这种汽车空调系统光耦编码电路要解决现有技术中用于汽车空调系统控制头的光耦编码电路中原边电流波动、散热不良、电源短时间掉电引起误判断的技术问题。

本发明的这种汽车空调系统光耦编码电路，包括一个单片机和一个光电耦合器，所述的光电耦合器中包括有原边和副边，所述的原边中包括有一个发光二极管，所述的副边中包括有一个副边三极管，其中，所述的发光二极管的正极连接有一个整车电源正极连接端，发光二极管的正极与所述的整车电源正极连接端之间串联有一个第一二极管和一个第一电阻器，发光二极管的负极与一个第一三极管的集电极连接，所述的副边三极管的发射极与所述的单片机的一个第一输入端连接，副边三极管的集电极与一个电源芯片的正极输出端连接，副边三极管的集电极与所述的电源芯片的正极输出端之间串联连接有一个第二电阻器，电源芯片的负极输出端接地，第一三极管的发射极与一个第三电阻器串联后接地，第一三极管的基极与电源芯片的正极输出端连接，单片机的第一输入端上并联连接有一个第四电阻器和一个第一电容器，所述的第四电阻器和所述的第一电容器各自接地。

进一步的，利用所述的单片机采样副边的电压，同时对整车电源的电压采样，在整车电源的第一次采样电压小于系统正常工作电压的最小值时，在单片机的寄存器中保持原有的副边电压采样值，单片机进行延时，在延时时间内整车电源电压值一直小于系统正常工作电压的最小值时，单片机触发低电压保护模式，整车电源电压在两次以上数目的采样时一直高于系统正常工作电压的最小值时，单片机根据副边电压的采样值执行程序。

进一步的，在整车电源电压在两次以上数目的采样过程中发生变化且整车电源的采样电压小于系统正常工作电压的最小值时，单片机进行延时和等待，单片机的寄存器中保持原有的副边电压采样值。

进一步的，系统正常工作电压的最小值为9V。

本发明的工作原理是：电源芯片输出恒压，在正常工作状态下，电源芯片的正极输出打开第一三极管, 使得光电耦合器的原边导通，原边的电流大小由电源芯片的正极、 第一三极管的BE压差及第三电阻器决定，但原边的电流是由整车电源正极连接端提供。因此可以保证在正常工作状态下光电耦合器不会给电源芯片增加额外负担。

当整车电源电压波动（波动范围在9v-16v之间）时，由于电源芯片输出恒压，所以流经光电耦合器原边的电流是不变的，整车电源电压的波动落在第一三极管的集电极和发射极之间。这样整车电源电压的波动对光电耦合器原边电流所带来的影响被消除掉。