[发明专利]传感器系统

说明书

技术领域

本发明涉及传感器系统，并且更具体地涉及用于控制传感器的驱动器。

背景技术

针对免匙被动进入，交通工具通常在门把手中配备有传感器，其用于检测用户是否想要打开或关闭车辆。按照示例，传感器是电容性接近传感器。这些电容性接近传感器通常包含检测是否存在电容改变并因此授权用户打开或关闭车辆的小的微控制器。由于成本原因，通常将传感器与两条线路连接：电源电压和电接地。经由负载调制将数据发送到所连接的控制模块。为了供给传感器，控制模块包含能够供给传感器并检测是否存在负载调制的驱动器。如果控制模块处于睡眠模式，通常该驱动器必须被接通。（例如，交通工具处于睡眠模式，电容性传感器是在工作中的以检测用户是否想要打开交通工具）。处于交通工具睡眠模式中，为了不使交通工具电池放电，必须最小化任何电流消耗。通常存在一些接通驱动器所必须的电流。可能发生以下情况：在待命状态中驱动器的激活比传感器其自身需要更多的电流，并且尤其是驱动器可以使用电流而不需要输出上的功率消耗。

驱动级的原理是使用标准栅。存在市场上可获得的比16V操作电压更高地工作的栅，其在汽车的使用中是足够的。通常这些栅具有推挽式输出级。通常这样的栅的驱动强度太小以至于无法直接地驱动这样的电容性传感器的负载。栅自身的电流消耗在正常温度范围内是非常低的。在极端温度下泄漏电流增大。这样的栅具有若干输出并且可以连接这些驱动器结构中的若干。为了增强电流输出能力，可以添加简单的发射极跟随器。忽略栅泄漏电流，可以接通驱动器（无负载）而没有附加的电流消耗。取决于栅电源电压，栅输出电流能力具有关于温度以及电源电压的宽的变化。如果在输出处发生短路，晶体管正在线性范围中工作并正在消耗功率。为了幸免于此直到微控制器检测到其并切断，晶体管需要大量的热电容。这导致“大的”晶体管。这些种类的晶体管通常具有小的电流增益。然后无法保证在正常状态下适当地接通该晶体管。

本发明的目的是提供克服这类问题的经改进的传感器系统。

发明内容

本发明涉及传感器系统，所述传感器系统使得能够使用与传感器对接的非常低功率的栅极电源，所述栅极电源可以有效地减少当交通工具处于备用模式时（即，当交通工具以发动机关闭而停放时）配备有被动免匙进入系统的交通工具的电流消耗。

传感器系统不限于被动免匙进入应用，其可以被用在其中需要检测人类身体的部分（手、足、手指…）的任何种类功能的交通工具中。

用于交通工具的传感器系统被配置成将栅极电源与传感器对接，并且包含用于检测用户的传感器，以及包含用于向装置提供功率的栅极电源。所述装置包含被连接到栅极电源以用于从栅极电源接收功率的输入，用于提高从栅极电源接收的功率水平的电路，以及被连接到传感器以用于向传感器提供经提高水平的功率的输出。所述电路包含具有基极、集电极以及发射极的NPN双极晶体管。所述电路还包含具有另一基极、另一集电极以及另一发射极的PNP双极晶体管。NPN双极晶体管是输入晶体管。PNP双极晶体管是输出晶体管。输入晶体管的基极连接到所述装置的输入。输出晶体管的集电极和输入晶体管的发射极一起连接到装置的输出。输出晶体管的发射极连接到电源电压并且输入晶体管的集电极连接到输出晶体管的基极。

结果是采用标准的小的双极晶体管获得了用于操作传感器的高的电流增益。

传感器系统还可以包含用于启用/禁用栅极电源的开关。

栅极电源可以包含在启用时向装置的输入提供功率的电气源。

栅极电源可以在禁用时向装置的输入提供电接地。

所述电路还可以包含被连接在输入晶体管的基极和发射极之间的第一串联电阻，以便当栅极电源被禁用时将装置的输出连接到电接地。

所述电路还可以包含被直接与输出晶体管的集电极串联连接的感测元件，感测元件检测当传感器检测到用户时发生的所述装置的输出上的负载调制。

传感器系统还可以包含用于监控感测元件的监控器。

感测元件可以是被直接地与输出晶体管的集电极串联连接的感测电阻，负载调制引起感测电阻上的电压变化。

所述电路还可以包含被直接地与输入晶体管的发射极串联连接的第二串联电阻，第二串联电阻被适配为抵挡输出上的对地短路。

所述电路还可以包含被连接到装置的输入和栅极电源之间的第三串联电阻。

传感器系统的电阻中的任何一个电阻可以是所述感测元件。

栅极电源可以是互补金属氧化物半导体（CMOS）栅。