一種eps控制器母線電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種EPS控制器母線電路，所述電路包括電阻分壓器、電流方向限制器和補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠有效地防止AD轉(zhuǎn)換器未上電而信號(hào)已經(jīng)被加載于AD采樣端口時(shí)引起的電流倒灌或者芯片損壞，而且該保護(hù)電路對(duì)AD采樣精度的影響極小。
【專利說明】
一種EPS控制器母線電路
技術(shù)領(lǐng)域
:
[0001]本發(fā)明涉及一種EPS控制器母線電路，屬于AD轉(zhuǎn)換器信號(hào)調(diào)理的技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)背景:
[0002]要確保集成電路正常工作，集成電路各個(gè)引腳上所施加的電壓，一般不得比電源電壓大于一個(gè)PN結(jié)電壓。對(duì)于AD采樣芯片同樣要遵守該原則。但在一些應(yīng)用中，例如電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，需要用AD采樣芯片檢測(cè)母線電壓，由于母線上往往并聯(lián)了用于濾波的大電容，因此即便系統(tǒng)電源已經(jīng)被切斷，電容上的電荷也要經(jīng)過一定時(shí)間才能釋放完畢，導(dǎo)致在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，AD采樣芯片的電源已經(jīng)被切斷，而AD采樣端口卻依然帶電。該時(shí)間段的長短取決于電容的容值、電容上的初始電壓和放電電流的大小。這種不同步導(dǎo)致的電流倒灌，類似于板卡的熱插拔，可能會(huì)導(dǎo)致AD轉(zhuǎn)換器被燒毀。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，為避免上述情況，一般會(huì)在信號(hào)源和AD采樣端口之間串聯(lián)電阻進(jìn)行限流，但是采用這種方法，外界電壓依舊可以通過AD采樣端口的上拉鉗位二極管流入系統(tǒng)內(nèi)部，使系統(tǒng)處于異常供電狀態(tài);而且對(duì)于某些AD轉(zhuǎn)換器，引入限流電阻無法完全避免由于集成電路特有的閂鎖效應(yīng)造成的損害。另一種常規(guī)方法是在母線采樣電路中加入放電電路，先把電容上的電荷釋放，然后再關(guān)閉系統(tǒng)電源，但是此種處理方式會(huì)增加系統(tǒng)復(fù)雜性和成本，而且要快速地釋放電荷，放電通路的電阻必須小，因此較大的沖擊電流對(duì)器件的的可靠性有很高的要求。也有在AD采樣通路中串聯(lián)二極管，利用二極管的單向?qū)щ娦詠矸乐闺娏鞯构?，但是這樣做會(huì)在采樣通路中引入二極管的PN結(jié)電壓，而這個(gè)電壓并非恒定值，環(huán)境溫度和電壓電流等因素都會(huì)影響到PN結(jié)電壓的大小。例如，對(duì)于硅二極管，PN結(jié)電壓在在 0.7V左右，對(duì)于鍺二極管，PN結(jié)電壓為0.3V左右;在常溫下0.7V的PN結(jié)電壓，在零下40度時(shí)會(huì)變?yōu)镮V，因此，如果對(duì)這個(gè)PN結(jié)電壓不做處理，將對(duì)AD采樣精度有巨大的影響。另外，可采用軟件的方法對(duì)PN結(jié)電壓的AD采樣結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償，但該方法較復(fù)雜，且不同的二極管有不同的PN結(jié)特性，對(duì)某種二極管有效的補(bǔ)償方法，可能對(duì)另一種二極管無效。
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]—種EPS控制器母線電路，包括電阻分壓器、電流方向限制器和補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò);所述電阻分壓器包括串聯(lián)的第一電阻和第二電阻；電流方向限制器包括串聯(lián)的第一二極管和第二二極管;補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)包括第一補(bǔ)償電阻和第二補(bǔ)償電阻；第一二極管的正極與第二二極管的負(fù)極連接;電阻分壓器的一端接地，另一端為待檢測(cè)信號(hào)輸入端;第一二極管和第二二極管的公共端為AD采樣端口；第一二極管的負(fù)極與第一電阻和第二電阻的公共端連接;第二二極管的正極與補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)的一端連接，補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)的另一端與AD轉(zhuǎn)換器的電源連接。
[0005]優(yōu)選的，所述電流方向限制器由封裝在同一塊晶片上的第一二極管和第二二極管構(gòu)成。采用封裝在同一塊晶片上的兩個(gè)二極管，而不是分立的兩個(gè)二極管，其優(yōu)點(diǎn)在于:集成電路工藝相對(duì)于機(jī)械加工工藝，有很大的一點(diǎn)不同，在晶片上微觀的單個(gè)元件之間的參數(shù)離散度很高，但在晶片上距離很近的元件之間的參數(shù)離散度很低，因此，封裝在同一塊晶片上的兩個(gè)二極管，其環(huán)境溫度相似，性能參數(shù)也相似。所述第一二極管和第二二極管串聯(lián)連接，故流過二者的電流相同。二極管PN結(jié)伏安特性公式為:1 = Is(evAt_l);其中I為PN結(jié)正向電流，V為PN結(jié)正向壓降，Is為由集成電路工藝決定的反向飽和電流，Vt為溫度電壓當(dāng)量。 當(dāng)兩個(gè)二極管流過的電流相同，環(huán)境溫度非常接近，工藝參數(shù)也非常接近時(shí)，兩個(gè)二極管的 PN結(jié)電壓基本相同。
[0006]優(yōu)選的，所述補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)設(shè)置的第一補(bǔ)償電阻和第二補(bǔ)償電阻，第一補(bǔ)償電阻和第二補(bǔ)償電阻的阻值，與第一電阻和第二電阻的阻值分別相同；第一補(bǔ)償電阻和第二補(bǔ)償電阻的封裝，與第一電阻和第二電阻的封裝分別相同。當(dāng)滿足上訴條件且PN結(jié)電壓相同時(shí)，構(gòu)成電流方向限制器的兩個(gè)二極管的PN結(jié)電壓相互抵消，送往AD采樣端口的信號(hào)，只與第一補(bǔ)償電阻、第二補(bǔ)償電阻、第一電阻、第二電阻有關(guān)，與易受環(huán)境因素影響的 PN結(jié)電壓無關(guān)。
[0007]優(yōu)選的，所述第一二極管和第二二極管的公共端串聯(lián)電容后接地。所述電容用于濾除噪聲。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
[0009]1、本發(fā)明所述EPS控制器母線電路，采用二極管來實(shí)現(xiàn)電流的單向流通，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換器芯片未上電時(shí)，外部信號(hào)無法通過反向偏置的二極管加載到AD轉(zhuǎn)換器的采樣端口，實(shí)現(xiàn)對(duì)AD轉(zhuǎn)換器的有效保護(hù)；
[0010]2、本發(fā)明所述EPS控制器母線電路，有效避免了環(huán)境溫度和電壓電流等因素對(duì)PN 結(jié)電壓大小的影響，及PN結(jié)電壓對(duì)AD采樣精度的影響；
[0011]3、本發(fā)明所述EPS控制器母線電路，通過調(diào)整電阻分壓器的阻值，可以實(shí)現(xiàn)將待測(cè)信號(hào)的電壓范圍調(diào)整為AD轉(zhuǎn)換器可以接受的正常工作電壓范圍，靈活性高;另外，當(dāng)電路發(fā)生故障時(shí)電阻分壓器可充當(dāng)限流電阻?！靖綀D說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述EPS控制器母線電路的結(jié)構(gòu)示意圖；[0〇13]其中，SIG為待測(cè)信號(hào);VCC為AD轉(zhuǎn)換器的電源;AD_SIG為AD轉(zhuǎn)換器采樣端口信號(hào)； R1為第一電阻;R2為第二電阻;R3為第一補(bǔ)償電阻;R4為第二補(bǔ)償電阻;C1為電容;DN1為電流方向限制器。
[0014]具體實(shí)施方法
[0015]下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于此。
[0016]如圖1所示。[〇〇17] 實(shí)施例1
[0018] 一種EPS控制器母線電路，包括電阻分壓器、電流方向限制器DN1和補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)； 所述電阻分壓器包括串聯(lián)的第一電阻R1和第二電阻R2;電流方向限制器DN1包括串聯(lián)的第一二極管和第二二極管;補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)包括第一補(bǔ)償電阻和第二補(bǔ)償電阻；第一二極管的正極與第二二極管的負(fù)極連接；電阻分壓器的一端接地，另一端為待檢測(cè)信號(hào)SIG輸入端； 第一二極管和第二二極管的公共端為AD采樣端口；第一二極管的負(fù)極與第一電阻R1和第二電阻R2的公共端連接;第二二極管的正極與補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)的一端連接，補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)的另一端與AD轉(zhuǎn)換器的電源VCC連接；
[0019]實(shí)施例2
[0020]如實(shí)施例1所述的EPS控制器母線電路，其區(qū)別在于，所述電流方向限制器DN1由封裝在同一塊晶片上第一二極管和第二二極管構(gòu)成。采用封裝在同一塊晶片上的兩個(gè)二極管，而不是分立的兩個(gè)二極管，其優(yōu)點(diǎn)在于:集成電路工藝相對(duì)于機(jī)械加工工藝，有很大的一點(diǎn)不同，在晶片上微觀的單個(gè)元件之間的參數(shù)離散度很高，但在晶片上距離很近的元件之間的參數(shù)離散度很低，因此，封裝在同一塊晶片上的兩個(gè)二極管，其環(huán)境溫度相似，性能參數(shù)也相似。所述第一二極管和第二二極管串聯(lián)連接，故流過二者的電流相同。二極管PN結(jié)伏安特性公式為:I = Is(evAt-l);其中I為PN結(jié)正向電流，V為PN結(jié)正向壓降，Is為由集成電路工藝決定的反向飽和電流，Vt為溫度電壓當(dāng)量。當(dāng)兩個(gè)二極管流過的電流相同，環(huán)境溫度非常接近，工藝參數(shù)也非常接近時(shí)，兩個(gè)二極管的PN結(jié)電壓基本相同。[〇〇21] 實(shí)施例3
[0022]如實(shí)施例1所述的EPS控制器母線電路，其區(qū)別在于，所述補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)設(shè)置的第一補(bǔ)償電阻R1和第二補(bǔ)償電阻R2,第一補(bǔ)償電阻R3的阻值與第一電阻R1的阻值相同，第二補(bǔ)償電阻R4的阻值與第二電阻R2的阻值相同；第一補(bǔ)償電阻R3的封裝與第一電阻 R1的封裝相同，第二補(bǔ)償電阻R4的封裝與第二電阻R2的封裝相同。構(gòu)成電流方向限制器DN1 的兩個(gè)二極管的PN結(jié)電壓相互抵消，送往AD采樣端口的信號(hào)，只與第一補(bǔ)償電阻R3、第二補(bǔ)償電阻R4、第一電阻R1、第二電阻有關(guān)R2,與易受環(huán)境因素影響的PN結(jié)電壓無關(guān)。
[0023]實(shí)施例4[〇〇24]如實(shí)施例1所述的EPS控制器母線電路，其區(qū)別在于，所述第一二極管和第二二極管的公共端串聯(lián)電容C1后接地。所述電容C1用于濾除噪聲。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種EPS控制器母線電路，其特征在于，包括電阻分壓器、電流方向限制器和補(bǔ)償電 阻網(wǎng)絡(luò);所述電阻分壓器包括串聯(lián)的第一電阻和第二電阻；電流方向限制器包括串聯(lián)的第 一二極管和第二二極管;補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)包括第一補(bǔ)償電阻和第二補(bǔ)償電阻；第一二極管的 正極與第二二極管的負(fù)極連接;電阻分壓器的一端接地，另一端為待檢測(cè)信號(hào)輸入端;第一 二極管和第二二極管的公共端為AD采樣端口；第一二極管的負(fù)極與第一電阻和第二電阻的 公共端連接;第二二極管的正極與補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)的一端連接，補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)的另一端與AD 轉(zhuǎn)換器的電源連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EPS控制器母線電路，其特征在于，所述電流方向限制器由封 裝在同一塊晶片上的第一二極管和第二二極管構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EPS控制器母線電路，其特征在于，所述補(bǔ)償電阻網(wǎng)絡(luò)包括并 聯(lián)設(shè)置的第一補(bǔ)償電阻和第二補(bǔ)償電阻，第一補(bǔ)償電阻和第二補(bǔ)償電阻的阻值，與第一電 阻和第二電阻的阻值分別相同；第一補(bǔ)償電阻和第二補(bǔ)償電阻的封裝，與第一電阻和第二 電阻的封裝分別相同。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EPS控制器母線電路，其特征在于，所述第一二極管和第二二 極管的公共端串聯(lián)電容后接地。
【文檔編號(hào)】H02M1/34GK105977924SQ201610321007
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】劉建勇, 劉立江, 周英輝, 華文霞, 張發(fā)忠, 韓冰
【申請(qǐng)人】山東天?？萍脊煞萦邢薰?br>