[发明专利]一种电压型碰撞检测电路

说明书

本发明公开了一种电压型碰撞检测电路，包括：依次连接的碰撞信号发生器、碰撞信号处理电路和微处理器，碰撞信号处理电路包括：依次连接的开关电路、分压电路和比较电路；开关电路包括：第一电阻和晶体管，第一电阻的一端与碰撞信号发生器耦接，第一电阻的另一端与晶体管的栅极耦接；分压电路包括：第二电阻和第三电阻，第二电阻的一端与第一电源的正极耦接，第二电阻的另一端分别与第三电阻的一端和晶体管的漏极耦接；比较电路包括：比较器，比较器的正相端与第二电阻的另一端耦接，比较器的输出端与微处理器耦接，比较器的正极耦接第二电源的正极。本发明可以保证晶体管有效地关断，避免潜在的系统功耗或者器件损坏。

技术领域

本发明涉及汽车安全领域，尤其涉及一种电压型碰撞检测电路。

背景技术

目前汽车交通呈现出车辆高速化、驾驶人员非职业化和车流密集化的趋势，进而造成车车碰撞和人车碰撞的交通事故频发，使得汽车碰撞检测电路的研究具有非常重要的现实意义。

ACU(Airbag Control Unit，安全气囊控制单元)是一个电子控制模块，是汽车乘员辅助保护系统的重要组成部分，安装在车辆前地板中央通道的前端区域。当汽车发生碰撞时，ACU可以发送碰撞信号给汽车控制器，实现碰撞解锁，燃油切断或高压回路切断。其中，电压型碰撞信号为一个PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)，可用频率和占空比进行表征。当ACU改变PWM的频率或占空比时，控制器就可以区分正常状态和碰撞状态，从而实现碰撞信号的检测。

图1为传统的汽车碰撞信号检测电路结构示意图，如图1所示。传统的方案存在以下问题：

1、导致器件损坏。原因一是Q1的栅极悬空，带通滤波器也不可能将干扰全部滤除，Q1可能因干扰导致导通或关闭；原因二是Q1的栅极悬空，当漏源电压增加到一定值时，栅极电压就会随之太高，Q1就会导通；原因三是Q1的栅极和源极之间存在寄生电容，当Q1关断时，栅极电荷没有回路释放，电荷积累，致使Q1被击穿。

2、电平转换电路输出端上拉到单片机电源，一方面驱动能力低，另一方面失效几率高。前者是因为单片机电源电压太低，驱动负载的能力有限；后者是因为汽车控制器的电源是由蓄电池提供的，通常为9～16V，需要通过DCDC(Direct current to Directcurrent，直流到直流)转换器为单片机电源，当转换器失效时，蓄电池电压就无法转换为单片机电源电压，那么也就检测不到碰撞信号。

3、检测方法易受外界干扰，导致误报或漏报等故障。检测方法为模拟电压信号检测，通过单片机ADC读取电阻R4电压来判断碰撞信号是否发生变化，单片机电源、晶体管Q1、二极管D1和外界辐射都会影响电阻R4的电压。

4、一阶低通滤波器无法完全滤除外界干扰。原因一是滤波效果易受到系统阻抗和负载的影响，原因二是实现超低频率的唯一方法是使用超大电容器，这很难实现。

因此亟需提供一种电压型碰撞检测电路技术方案，能够准确检测碰撞信号，并且能够保证器件安全，降低电路的能源损耗。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明公开一种电压型碰撞检测电路，能够准确检测碰撞信号，并且能够保证器件安全。

一方面，本发明提供一种电压型碰撞检测电路，包括：依次连接的碰撞信号发生器、碰撞信号处理电路和微处理器，所述碰撞信号处理电路包括：依次连接的开关电路、分压电路和比较电路；所述开关电路包括：第一电阻和晶体管，所述第一电阻的一端与所述碰撞信号发生器耦接，所述第一电阻的另一端与所述晶体管的栅极耦接，所述晶体管的源极接地；所述分压电路电路包括：第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端与第一电源的正极耦接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三电阻的一端和所述晶体管的漏极耦接，所述第三电阻的另一端接地；所述比较电路包括：比较器，所述比较器的正相端与所述第二电阻的另一端耦接，所述比较器的输出端与所述微处理器耦接，所述比较器的正极耦接第二电源的正极，所述比较器的负极接地。