[發明專利]一種電流波形/矩形脈沖轉換電路裝置

在審

• 申請號: 201410442824.4
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104197964A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 杜林新;張帥濤;李峰;馬健
• 申請（專利權）人: 寧波雙林汽車部件股份有限公司
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種電路裝置，具體是指采集有刷直流電機轉子的電流波動信號，并將其處理為脈沖方波輸出，用于對電機轉子旋轉的圈數進行計數的一種電流波形/矩形脈沖轉換電路裝置。

背景技術

汽車車窗采用由電腦控制的驅動電機來升降玻璃，升降汽車車窗玻璃的驅動電機為有刷直流電機，簡稱電機；車窗玻璃作上升動作時，玻璃上沿與窗框之間，會發生夾住因不慎伸進的人手、人頭或其他物件的危險，有報導小孩因頭部伸進車窗而被正在關閉的玻璃夾死。為此，歐美標準規定，車窗玻璃在窗框下4～200毫米內自動上升時出現物體被夾應自動下降，被夾物體，包括人體所受到的壓力須小于100牛頓，從而不至對人體造成傷害。要保證車窗玻璃在規定區域內具有防夾功能就必須檢測玻璃的位置，要檢測玻璃的位置則需要將電機轉子旋轉的圈數信號反饋給電腦，由電腦進行計數處理再控制電機執行。對電機轉子旋轉的角度數進行計數，簡稱轉角計數；用于將電機轉子旋轉的物理量轉換為電脈沖提供給電腦進行轉角計數處理的電路裝置稱為轉換電路裝置?，F有技術用于汽車車窗驅動電機轉角計數的轉換電路裝置有兩種，一種是電流式，另一種為霍爾式；所謂電流式，是由波形采集電路01將電機轉子旋轉產生的電流波動轉換為電流波形信號，并直接將電流波形信號提供給電腦進行轉角計數處理；由于電流波形成份復雜，波形中疊加有直流分量和二次以上的高次諧波，因此檢測基波周期數十分困難，致使轉角計數的誤差大，誤差累積高，計數不可靠；電流式的優勢是成本低，劣勢是可靠性差；所謂霍爾式，是采用內部設有霍爾電路的霍爾有刷直流電機，簡稱霍爾電機，將轉子旋轉的轉角量，經霍爾電路轉換為脈沖方波，經專設的饋線將脈沖方波提供給電腦進行轉角計數處理；霍爾式的優勢是可靠性高，劣勢是成本高；因此，現有技術存在成本高或者可靠性差的問題與不足。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題與不足，本發明采用由有源低通濾波器、電容切換電路和去直流整形電路構成的電路裝置，工作時，由有源低通濾波器將波形采集電路提供的電流波形中的二次以上諧波濾除，由去直流整形電路將電流波形中的直流分量去除并整形為脈沖方波輸出；電容切換電路受電腦控制，用于在電機啟動、堵轉或勻速運轉時，通過接通或斷開電容C3來降低或升高有源低通濾波器的截止頻率，以克服因電機的工作變化導致二次以上諧波溢出劣化脈沖方波的技術方案，提供一種電流波形/矩形脈沖轉換電路裝置，旨在通過將電流波形轉換為脈沖方波，使轉換電路裝置達到降低成本、計數可靠的目的。

本發明的目的是這樣實現的：一種電流波形/矩形脈沖轉換電路裝置，包括有源低通濾波器、電容切換電路和去直流整形電路，其中：所述的有源低通濾波器由運算放大器U1、電容C1、電容C2、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5構成；

所述的電容切換電路由晶體管Q1、電容C3、電阻R8、電阻R9構成；

所述的去直流整形電路由運算放大器U2、電容C4、電阻R6、電阻R7構成；

電容切換電路的所述電容C3的上端與有源低通濾波器的所述電容C2的上端并接；有源低通濾波器的所述運算放大器U1的輸出端與去直流整形電路的所述電容C4的左端連接。

工作原理及有益效果

應用時，有源低通濾波器的所述電阻R2的左端與波形采集電路的電阻R1的上端連接，去直流整形電路的所述運算放大器U2的輸出端與電腦輸入端口連接，電容切換電路的所述電阻R8的左端與電腦控制端口MCU_CAP連接。

工作時，有源低通濾波器將波形采集電路提供的電流波形中的二次以上諧波濾除，濾除二次以上諧波的電流波形經所述電容C4耦合進入去直流整形電路，所述電容C4將電流波形中的直流分量去除，去直流整形電路將去除直流分量的電流波形整形為脈沖方波輸出；

當電機啟動時，電腦控制端口MCU_CAP輸出高電平，使電容切換電路的所述晶體管Q1飽和導通，所述電容C3與有源低通濾波器的所述電容C2并聯，有源低通濾波器決定截止頻率高低的等效電容量增加，有源低通濾波器的截止頻率降低，以消除因電機啟動時，電流波形的畸變，致使二次以上諧波溢出有源低通濾波器致脈沖方波的劣化；

同樣，當電機受阻時，如發生人手被夾，電機電流增加，MCU檢測到過電流，電腦控制端口MCU_CAP輸出高電平，將C3與C2并聯，降低有源低通濾波器的截止頻率，以保證此時電流波形中的二次以上諧波被正確濾除；