一種混合動力車用模擬信號處理電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種混合動力車用模擬信號處理電路，包括一個運算放大器，所述運算放大器的同相輸入端用于連接待放大的輸入信號，其反相輸入端和輸出端均與模擬輸入信號參考地連接，其輸出端用于連接放大后的輸出信號，運算放大器的地端和同相輸入端還與輸出信號參考地連接。本發明的混合動力車用模擬信號處理電路將模擬輸入信號參考地作為輸入信號，通過運算放大器組成的減法電路對該信號進行處理，輸出端電壓為輸入信號與其對應參考地的差值，與輸入電路的地電位無關，從而實現了信號放大，避免了輸入電路、輸出電路參考地存在壓差造成的信號波動失真問題，尤其適合混合動力車油門信號處理。
【專利說明】—種混合動力車用模擬信號處理電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種混合動力車用模擬信號處理電路。
【背景技術】
[0002]新能源車上發動機不是由加速踏板直接控制，而需要通過整車控制器采樣加速踏板信號，經控制策略運算，由整車控制器發出模擬信號控制發動機油門開度、發電機發電電流和電動機輸出扭矩，從而實現整車功率分配。
[0003]汽車電氣系統一般采用單線制，蓄電池的一個電極接到車體上，俗稱“搭鐵”，按照國家標準規定，國產汽車的電氣系統均采用負極搭鐵。但是由于不同用電設備的搭鐵點不同，車體阻抗會造成搭鐵點的電位存在差異，即地電位偏移。加速踏板、整車控制器、發動機ECU由于安裝位置不同，地電位偏移難以避免，尤其大電流設備工作時，不僅影響信號傳遞，甚至會因為回流路徑變化損壞用電設備。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種混合動力車用模擬信號處理電路，用以解決地電位偏移造成的模擬信號失真甚至損壞用電設備的問題。
[0005]為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是:一種混合動力車用模擬信號處理電路，包括一個運算放大器，所述運算放大器的同相輸入端用于連接待放大的輸入信號，其反相輸入端和輸出端均與模擬輸入信號參考地連接，其輸出端用于連接放大后的輸出信號，運算放大器的地端和同相輸入端還與輸出信號參考地連接。
[0006]所述運算放大器的同相輸入端經電阻Rl連接待放大的輸入信號。
[0007]所述運算放大器的同相輸入端經電阻R2與輸出信號參考地連接。
[0008]所述運算放大器的反相輸入端經電阻R3與輸入信號參考地連接。
[0009]所述運算放大器的反相輸入端經電阻R4與其輸出端連接。
[0010]該電路還包括一個穩壓電源，所述穩壓電源的輸入端用于與混合動力車的供電電源連接，其輸出端與運算放大器的電源端連接，其地端與輸出信號參考地連接。
[0011]所述運算放大器的同相輸入端和反相輸入端之間連接有鉗位二極管D2。
[0012]所述運算放大器的同相輸入端與其電源端之間及其反相輸入端與輸出信號參考地之間分別連接有鉗位二極管Dl和D3。
[0013]本發明的混合動力車用模擬信號處理電路將模擬輸入信號參考地作為輸入信號，通過運算放大器組成的減法電路對該信號進行處理，輸出端電壓為輸入信號與其對應參考地的差值，與輸入電路的地電位無關，從而實現了信號放大，避免了輸入電路、輸出電路參考地存在壓差造成的信號波動失真問題，尤其適合混合動力車油門信號處理。另外，模擬輸入信號對應的地與輸出電路參考地相關但不直接連接，二者之間有較大阻抗，因此不會產生潛在回流路徑，確保了電路安全。【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明模擬信號處理電路用于處理模擬輸出信號的電路圖；
[0015]圖2為本發明模擬信號處理電路用于處理模擬輸入信號的電路圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖及具體的實施例對本發明進行進一步介紹。
[0017]如圖1和圖2所示為本發明混合動力車用模擬信號處理電路實施例的電路圖，由圖可知，該電路包括一個運算放大器U1B，該運算放大器的同相輸入端用于連接待放大的模擬輸入信號，其反相輸入端和輸出端均與輸入信號參考地連接，運算放大器的輸出端為放大后的車用模擬輸出信號，該運算放大器的地端和同相輸入端還與輸出信號參考地連接。
[0018]該電路還包括一個穩壓電源U1，穩壓電源的輸入端用于與混合動力車的供電電源VCC連接，其輸出端與運算放大器的電源端VDD連接，其地端與輸出信號參考地連接。該穩壓電源為一個低壓差線性穩壓器，其輸出端給運放供電，以提高運算放大器供電電源質量。
[0019]本實施例中運算放大器的同相輸入端經電阻Rl連接待放大的模擬輸入信號，其同相輸入端經電阻R2與輸出信號參考地連接；該運算放大器的反相輸入端經電阻R3與輸入信號參考地連接；其反相輸入端經電阻R4與其輸出端連接。
[0020]運算放大器的同相輸入端和反相輸入端之間連接有鉗位二極管D2 ;其同相輸入端與電源之間及其反相輸入端與模擬信號參考地之間分別連接有鉗位二極管Dl和03。01、D2、D3用于鉗位，起到保護運放工作的目的。
[0021]如圖1所示為本發明模擬信號處理電路用于處理整車控制器模擬輸出信號的電路圖，根據控制策略輸出油門信號控制發動機，DAC為整車控制器發出的待放大的模擬信號，G_DAC為DAC模擬信號的參考地，AOUT為放大后的車用模擬輸出信號，G_A0UT為AOUT參考地。
[0022]本發明混合動力車用模擬信號處理電路的工作原理如下:本發明的模擬信號處理電路為R1、R2、R3、R4構成的電阻電路和運算放大器UlB組成的減法電路，待放大的模擬輸入信號DAC及其參考地G_DAC接減法電路的輸入端，輸入信號參考地G_DAC作為信號使用。根據減法電路原理，模擬輸出信號AOUT等于輸入信號DAC與其參考地G_DAC之間的電壓差，即使地電位發生偏移，模擬輸出AOUT仍能正確跟隨輸入信號狀態。由于輸入信號參考地作為信號，經電阻與輸出電路相連，不會形成潛在回流路徑，地電位偏移不影響信號處理和設備安全。
[0023]如圖2所示為本發明用于處理整車控制器模擬輸入信號的電路圖，可以處理油門踏板給整車控制器的信號，AIN為來自油門踏板的待放大的模擬信號，G_AIN為AIN模擬信號的參考地，ADC為放大后的車用模擬輸出信號，供整車控制器采樣使用，G_ADC為ADC參考地。其工作原理如上所述，與輸出信號處理方式相同，在此不再重復說明。
[0024]本發明的運算放大器輸出端還可以根據實際需要增加額外的保護電路，滿足不同場合的應用需要。
[0025]以上實施例僅用于幫助理解本發明的核心思想，不能以此限制本發明，對于本領域的技術人員，凡是依據本發明的思想，對本發明進行修改或者等同替換，在【具體實施方式】及應用范圍上所做的任何改動，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種混合動力車用模擬信號處理電路，其特征在于:包括一個運算放大器，所述運算放大器的同相輸入端用于連接待放大的輸入信號，其反相輸入端和輸出端均與模擬輸入信號參考地連接，其輸出端用于連接放大后的輸出信號，運算放大器的地端和同相輸入端還與輸出信號參考地連接。
2.根據權利要求1所述的混合動力車用模擬信號處理電路，其特征在于:所述運算放大器的同相輸入端經電阻Rl連接待放大的輸入信號。
3.根據權利要求1所述的混合動力車用模擬信號處理電路，其特征在于:所述運算放大器的同相輸入端經電阻R2與輸出信號參考地連接。
4.根據權利要求1所述的混合動力車用模擬信號處理電路，其特征在于:所述運算放大器的反相輸入端經電阻R3與輸入信號參考地連接。
5.根據權利要求1所述的混合動力車用模擬信號處理電路，其特征在于:所述運算放大器的反相輸入端經電阻R4與其輸出端連接。
6.根據權利要求1所述的混合動力車用模擬信號處理電路，其特征在于:該電路還包括一個穩壓電源，所述穩壓電源的輸入端用于與混合動力車的供電電源連接，其輸出端與運算放大器的電源端連接，其地端與輸出信號參考地連接。
7.根據權利要求1所述的混合動力車用模擬信號處理電路，其特征在于:所述運算放大器的同相輸入端和反相輸入端之間連接有鉗位二極管D2。
8.根據權利要求1所述的混合動力車用模擬信號處理電路，其特征在于:所述運算放大器的同相輸入端與其電源端之間及其反相輸入端與輸出信號參考地之間分別連接有鉗位二極管Dl和D3。
【文檔編號】H03F3/45GK103986430SQ201410150168
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年4月15日 優先權日:2014年4月15日
【發明者】王永秋, 李興佳, 彭能嶺, 李振山, 危波, 張永強, 李鈺銳, 秦自瑞, 梁赟 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司