碰撞信号检测电路的制作方法

本发明涉及电学领域，尤其涉及汽车信号检测技术，特别是一种碰撞信号检测电路。

背景技术：

1、当汽车在行驶过程中发生碰撞时，安全气囊作为汽车的保护装置会实时发出碰撞信号，而电池管理系统（battery management system，bms）会根据检测到的碰撞信号做出一些安全措施，如断开高压电源。

2、如图1所示，安全气囊发出的碰撞信号通常为脉冲宽度调制信号（pulse widthmodulation，pwm）。该pwm信号通常输出t1=20ms，t2=100ms的周期信号，其占空比为83.3%，当汽车发生碰撞后其波形反转3次，其占空比为16.7%，持续时间为360ms，360ms以后又恢复正常。因此需要bms在极短的时间内，检测到安全气囊发出的碰撞信号，微处理器（microcontrol unit，mcu）通过检测周期内脉冲宽度的变化来区分汽车的正常状态和碰撞状态，从而实现碰撞信号的检测，bms根据检测到的碰撞信号实现安全措施。

3、目前，典型的汽车碰撞信号检测方案，利用pwm信号的频率和占空比进行表征，当pwm信号的频率或占空比发生改变时，控制器可以区分正常状态和碰撞状态，从而实现碰撞信号的检测，这种方案存在以下缺点：碰撞后的信号在短时间内反转只有3次，而此方案无法保证碰撞信号的完整性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种碰撞信号检测电路，用于解决现有汽车碰撞信号检测方案存在的无法保证碰撞信号完整性的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种碰撞信号检测电路，所述碰撞信号检测电路包括：电平幅值转换模块、低通滤波器、模数转换模块、存储模块及控制模块；其中，所述电平幅值转换模块与所述低通滤波器连接，所述电平幅值转换模块用于将碰撞信号转换成目标信号，并将所述目标信号输入至所述低通滤波器；所述目标信号的电平幅值与所述碰撞信号的电平幅值不同；所述低通滤波器还与所述模数转换模块连接，所述低通滤波器用于将所述目标信号转换成直流电压信号，并将所述直流电压信号输入至所述模数转换模块；所述模数转换模块还与所述存储模块连接，所述模数转换模块用于对所述直流电压信号进行模数转换，生成单脉冲的数字信号；所述数字信号经所述存储模块进行存储；所述控制模块也与所述存储模块连接。

3、于本发明的一实施例中，所述电平幅值转换模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、三极管；其中，所述第一电阻的一端用于接入所述碰撞信号，所述第一电阻的另一端分别与所述第一电容的一端、所述第二电阻的一端及所述三极管的基极连接；所述第一电容的另一端、所述第二电阻的另一端及所述三极管的发射极相连，且共同连接至第一电源；所述三极管的集电极与所述第三电阻的一端相连，且共同连接至所述低通滤波器；所述第三电阻的另一端接地。

4、于本发明的一实施例中，所述低通滤波器包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容及第一运算放大器；其中，所述第四电阻的一端与所述电平幅值转换模块连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第五电阻的一端、所述第二电容的一端及所述第三电容的一端连接；所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端、所述第一运算放大器的反相输入端及所述第六电阻的一端相连，且共同连接至所述第一运算放大器的输出端；所述第六电阻的另一端连接有第二电源；所述第一运算放大器的输出端还与所述模数转换模块连接；所述第五电阻的另一端分别与所述第四电容的一端、所述第五电容的一端及所述第一运算放大器的同相输入端连接；所述第四电容的另一端和所述第五电容的另一端均接地。

5、于本发明的一实施例中，所述模数转换模块包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第二运算放大器；其中，所述第七电阻的一端与所述低通滤波器连接，所述第七电阻的另一端分别与所述第八电阻的一端和所述第二运算放大器的同相输入端连接；所述第八电阻的另一端与所述第二运算放大器的输出端相连，且共同连接至所述存储模块；所述第二运算放大器的反相输入端分别与所述第九电阻的一端和所述第十电阻的一端连接；所述第九电阻的另一端连接有第三电源；所述第十电阻的另一端接地。

6、于本发明的一实施例中，所述碰撞信号检测电路还包括：高压继电器处理模块；所述高压继电器处理模块分别与所述存储模块和所述控制模块连接，用于根据所述数字信号实现高压电池安全断电。

7、于本发明的一实施例中，所述高压继电器处理模块包括：与门、高边开关及高压继电器；其中，所述与门的第一端与所述存储模块连接，所述与门的第二端与所述控制模块连接，所述与门的第三端与所述高边开关的一端连接；所述高边开关的另一端与所述高压继电器连接。

8、于本发明的一实施例中，所述控制模块包括：mcu；所述mcu与所述存储模块连接。

9、于本发明的一实施例中，所述存储模块包括：锁存器；所述锁存器与所述模数转换模块连接。

10、于本发明的一实施例中，所述碰撞信号的电平幅值为0~10v；所述目标信号的电平幅值为0~5v。

11、如上所述，本发明所述的碰撞信号检测电路，具有以下有益效果：

12、（1）与现有技术相比，本发明利用存储模块，将短时间内反转3次的碰撞信号暂时缓存，可防止有用信号的丢失，也保证快速变化的信号的完整性，便于后续电路的处理。

13、（2）本发明利用低通滤波器和模数转换模块，实现了将碰撞信号（是一种pwm信号）转为单个数字脉冲的信号，使得碰撞信号更具特征性，便于区分汽车的碰撞状态。

14、（3）本发明不需要mcu计算占空比等来判断汽车的碰撞状态，高压继电器直接根据逻辑门的判断结果来快速做出相应的安全措施，节约了时间成本，进而提高了安全性能。

技术特征：

1.一种碰撞信号检测电路，其特征在于，所述碰撞信号检测电路包括：电平幅值转换模块、低通滤波器、模数转换模块、存储模块及控制模块；其中，

2.根据权利要求1所述的碰撞信号检测电路，其特征在于，所述电平幅值转换模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、三极管；其中，

3.根据权利要求1所述的碰撞信号检测电路，其特征在于，所述低通滤波器包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容及第一运算放大器；其中，

4.根据权利要求1所述的碰撞信号检测电路，其特征在于，所述模数转换模块包括：第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第二运算放大器；其中，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的碰撞信号检测电路，其特征在于，所述碰撞信号检测电路还包括：高压继电器处理模块；

6.根据权利要求5所述的碰撞信号检测电路，其特征在于，所述高压继电器处理模块包括：与门、高边开关及高压继电器；其中，

7.根据权利要求1所述的碰撞信号检测电路，其特征在于，所述控制模块包括：mcu；

8.根据权利要求1所述的碰撞信号检测电路，其特征在于，所述存储模块包括：锁存器；

9.根据权利要求1所述的碰撞信号检测电路，其特征在于，所述碰撞信号的电平幅值为0~10v；所述目标信号的电平幅值为0~5v。

技术总结本发明提供一种碰撞信号检测电路，包括：电平幅值转换模块、低通滤波器、模数转换模块、存储模块及控制模块；低通滤波器分别与电平幅值转换模块和模数转换模块连接，模数转换模块还与存储模块连接，控制模块也与存储模块连接；本发明利用存储模块，将短时间内反转3次的碰撞信号暂时缓存，可防止有用信号的丢失，也保证快速变化的信号的完整性，便于后续电路的处理；利用低通滤波器和模数转换模块，实现了将碰撞信号转为单个数字脉冲的信号，使得碰撞信号更具特征性，便于区分汽车的碰撞状态；不需要MCU计算占空比等来判断汽车的碰撞状态，高压继电器直接根据逻辑门的判断结果来快速做出相应的安全措施，节约了时间成本，进而提高了安全性能。技术研发人员：张与喜,蔡丽君受保护的技术使用者：延锋伟世通电子科技（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4