[實用新型]一種在線調試工具的高速隔離保護電路

有效

• 申請號: 201320888633.1
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN203773348U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 薛小莉;孫金虎;陳浩
• 申請（專利權）人: 鎮江恒馳科技有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及到汽車電子領域，具體涉及一種汽車電子領域在線調試工具的高速隔離保護電路。?

背景技術

目前汽車電子領域，發動機管理系統(EMS)的電子控制單元(ECU)中使用的主芯片（CPU）多使用美國freescale、德國infineon、法國ST、美國TI等公司的產品?；谏鲜鰪S家CPU設計的ECU在設計、調試時使用的在線調試工具均為芯片生產公司或其關聯公司開發的調試工具，調試工具成本較高，并且很少帶有過壓保護功能或隔離功能，通常是調試工具由調試平臺（PC）供電，與被控電子控制單元（ECU）的主芯片（CPU）共地，調試接口接通，通過調試軟件進行在線的調試、標定，附圖1為具體調試系統結構。?

在調試、生產過程中，由于發動機管理系統（EMS），尤其是柴油機高壓共軌、柴油缸內直噴等系統，電子控制單元（ECU）板內存在高電壓或離線控制信號，同時觀測工具示波器等儀器的地信號與調試平臺（PC）共地，在測試高壓信號或離線控制信號時，若示波器地線接錯或信號接錯，容易出現高壓信號從調試工具地線通過，燒毀調試工具的情況；并且發動機管理系統（EMS）燃油噴射、電子點火等系統存在較大干擾，會通過調試工具與電子控制單元（ECU）的共地線由電子控制單元（ECU）串擾到調試平臺（PC），或調試平臺（PC）的電源燈干擾信號經過調試工具與ECU的共地線串到ECU，引起調試系統的不穩定，影響調試效率。

為了改善這種現象，需要提供一種低成本、高安全性、結構簡單的高速隔離保護電路，實現調試工具與電子控制單元(ECU)之間的完全電氣隔離，降低系統存在誤操作時損壞調試工具的風險，并隔絕調試平臺與電子控制單元(ECU)之間的電磁干擾。

發明內容

本實用新型提供一種低成本、高安全性、結構簡單的高速隔離保護電路，解決現有調試工具及調試系統中存在的損壞調試工具、由于在線調試而為系統引入干擾的問題。?

為實現上述目的，本實用新型通過下述技術方案實現。

高速隔離保護電路，由高壓隔離電路、電源轉換電路、調理電路A和調理電路B構成；其中高壓隔離電路一端與調理電路A連接，另一端分別與調理電路B和電源轉換電路連接；調理電路A一端與高壓隔離電路連接，另一端連接需要調試的電子控制單元（以下簡稱ECU）；電源轉換電路分別與高壓隔離電路和調理電路B連接；調理電路B分別與高壓隔離電路、電源轉換電路以及調試工具連接。高速隔離保護電路的工作原理是：調試平臺控制信號通過調試工具處理后，經過調理電路B處理后，通過高壓隔離電路將信號隔離處理后，通過調理電路A處理后，輸出給電子控制單元，同樣，ECU反饋信號通過調理電路A處理后，通過高壓隔離電路將信號隔離處理后，經過調理電路B及電源轉換電路處理后，通過調試工具處理后，反饋給調試平臺，完成ECU和調試平臺之間的完整的信號傳遞。本實用新型可提供多路正向信號和反向信號的隔離電路，根據需要隔離的信號差異自由組合，具有很好的兼容性，且能夠迅速響應，不會造成信號延時或者信號干擾；電平轉換電路可以提高本實用新型兼容性，滿足部分特殊信號的隔離；調理電路A和調理電路B是本實用新型與ECU和調試工具通信連接的紐帶。

所述高壓隔離電路，由數字隔離芯片、電阻、電容器件構成，本發明使用的數字隔離芯片SI8420或SI8421，可實現150MHz高速信號的隔離傳輸，此速率可以滿足目前絕大多數信號的要求，數字隔離芯片SI8420可提供兩路單向的信號隔離，SI8421可提供1對正向和反向的2路信號隔離，同一信號同時接在1對正向和反向電路上即可實現雙向信號隔離；實際使用中可根據調試工具的信號特點選擇使用SI8420或SI8421，以及芯片的數量，需要傳遞1對正向隔離信號需要使用1片SI8420，需要傳遞1對雙向信號需要使用1片SI8421。通過選擇SI8420和SI8421芯片以及這兩種芯片的不同數量組合可以實現任何數量的單向或雙向數字信號隔離。鑒于實際使用中可能遇到類似于復位信號等低有效信號，由于調試工具輸出的復位信號為集電極開路輸出，因此電路中信號隔離輸入口預留上拉電路，可以在不影響通信的情況下達到信號隔離的效果。由于數字隔離芯片SI8420和SI8421可實現2500V的電壓隔離，并且傳輸延遲小于10ns，基于數字隔離芯片SI8420和SI8421設計的高壓隔離電路可實現2500V的電壓隔離，并且傳輸延遲小于10ns。