一种车载ECU输入信号电平转换电路的制作方法

一种车载ecu输入信号电平转换电路
技术领域
1.本实用新型涉及了汽车电子电路设计领域的一种电平转换电路，尤其涉及一种车载ecu输入信号电平转换电路。

背景技术：

2.随着汽车的电动化和智能化程度不断地提高，汽车上的电子控制单元(ecu)和传感器的数量也在成倍地增加；由于各个电子控制单元和传感器模块的主要执行功能不同，导致各电子零部件的工作电压系统也不尽相同，如何处理好各电子零部件之间的互连信号便显得尤为重要。目前，在汽车电子电路设计领域中，对于各板内外的输入信号进行电平转换主要采用以下两种方式：专用的电压转换芯片和串联电阻分压；前者的实现方式性价比较低且采购压力较大，后者的实现方式存在当输入信号的高电平电压值波动时导致判定条件比较苛刻及影响产品使用寿命的弊端。

技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提供了一种兼具良好性能与低廉成本的车载ecu输入信号电平转换电路。
4.本实用新型采用的技术方案是：
5.本电平转换电路包括下拉电阻r1、钳位二极管d1、肖特基二极管d2和上拉电阻r2；所述下拉电阻r1和钳位二极管d1并联，所述钳位二极管d1的阴极分别连接到输入电压vi的正极和肖特基二极管d2的阴极，所述钳位二极管d1的阳极与输出电压vo的负极连接；所述肖特基二极管d2的阳极分别连接到上拉电阻r2的一端和输出电压vo的正极，所述上拉电阻r2的另一端连接到参考电平vref。
6.当输入电压vi的接入信号为高电平时，输出电压vo的高电平电压值与参考电平vref的电压值相等；当输入电压vi的接入信号为低电平时，输出电压vo的低电平电压值小于参考电平vref电压值的10％；所述输入电压vi的接入信号的高电平电压值大于所述参考电平vref的电压值。
7.所述下拉电阻r1用于为输入电压vi的接入信号提供回路路径，钳位二极管d1用于限制输入电压vi阴极接入信号的电压值。
8.所述钳位二极管d1为肖特基二极管，所述钳位二极管d1和肖特基二极管d2的规格相同。
9.所述下拉电阻r1的阻值大于所述上拉电阻r2的阻值。
10.所述输入电压vi的接入信号为开关信号或者pwm信号。
11.所述输出电压vo并联有一个电容c1。
12.所述电平转换电路还包括示波器，所述示波器的两个通道分别连接到输入电压vi和输出电压vo，用来显示接入信号经过该电平转换电路前后的电压变化情况。
13.本实用新型通过下拉电阻与钳位二极管的特定并联关系以及肖特基二极管的单
向导通和快速恢复特性，使得输入电压vi不必额外串联一个分压电阻进行分压限流，简化了电路结构，降低了原材料成本，提高了转换电路的拓展性和适用性，实用价值极大。
14.本实用新型的有益效果是：本实用新型在车载ecu硬件设计过程中可以对不同类型的板内外信号进行电平转换，电路结构简单，成本低廉，适用性广泛，可拓展性强；较好地兼容了主流板内外输入信号电平转换电路的优点，性价比极高。
附图说明
15.图1为本实用新型的电路原理示意图；
16.图2为本实用新型一种具体实施方式的电路原理图；
17.图3为本实用新型一种具体实施方式的仿真测试波形图。
具体实施方式
18.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
19.如图1所示，电平转换电路包括下拉电阻r1、钳位二极管d1、肖特基二极管d2和上拉电阻r2；下拉电阻r1和钳位二极管d1并联，钳位二极管d1的阴极分别连接到输入电压vi的正极和肖特基二极管d2的阴极，钳位二极管d1的阳极与输出电压vo的负极连接；肖特基二极管d2的阳极分别连接到上拉电阻r2的一端和输出电压vo的正极，上拉电阻r2的另一端连接到参考电平vref。
20.当输入电压vi的接入信号为高电平时，由于肖特基二极管d2的反向截止特性，使得输出电压vo的高电平电压值与参考电平vref的电压值相等；当输入电压vi的接入信号为低电平时，由于肖特基二极管d2的正向导通压降特性，使得输出电压vo的低电平电压值小于参考电平vref电压值的10％；输入电压vi的接入信号的高电平电压值大于参考电平vref的电压值。
21.下拉电阻r1用于为输入电压vi的接入信号提供高阻抗回路路径，当输入电压vi的接入信号为低电平时，钳位二极管d1用于限制输入电压vi阴极接入信号的电压值，对电路中的电子元器件起到了有效的保护作用。
22.钳位二极管d1为肖特基二极管，钳位二极管d1和肖特基二极管d2的规格相同，型号均为nsvbat54wt1g，在电路中的使用功能不同。
23.下拉电阻r1的阻值大于上拉电阻r2的阻值，即r1≥100*r2。
24.输入电压vi的接入信号为开关信号或者pwm信号。
25.输出电压vo并联有一个容值为22pf的电容c1，起到滤波的作用。
26.电平转换电路还包括示波器，示波器的两个通道分别连接到输入电压vi和输出电压vo，用来显示接入信号经过该电平转换电路前后的电压变化情况。
27.如附图2所示，本实用新型的一个具体实施例如下：
28.输入电压vi的接入信号是频率为100khz、占空比为50％、低电平电压值为0v和高电平电压值为12v的pwm信号，下拉电阻r1的阻值为1mω，上拉电阻r2的阻值为10kω，参考电平vref的电压值为3.3v，输出电压vo处并联有一个容值为22pf的电容，起到滤波的作用。
29.如图3所示，此时示波器的a、b两个通道分别连接到输入电压vi和输出电压vo，示波器的参数设置如下：横坐标表示时间t的时基标度为10us/div；示波器通道a的纵坐标刻
度为5v/div；示波器通道b的纵坐标刻度：2v/div。
30.当输入电压vi接入的pwm信号处于电压值为12v的高电平时，由于肖特基二极管d2的反向截止特性，此时输出电压vo的高电平电压值与参考电平vref的电压值相等，均为3.3v。
31.当输入电压vi接入的pwm信号处于电压值为0v的低电平时，由于肖特基二极管d2的正向导通压降特性，此时输出电压vo的低电平电压值小于参考电平vref电压值的10％，约为0.25v。同时，阻值为1mω的下拉电阻r1为输入电压vi的输入信号提供了回流路径；钳位二极管d1可限制输入电压vi阴极的输入信号在低电平时的电压值最低约为-0.25v，对后端电路的电子元器件起到保护作用。
32.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。

技术特征：

1.一种车载ecu输入信号电平转换电路，其特征在于：电平转换电路包括下拉电阻r1、钳位二极管d1、肖特基二极管d2和上拉电阻r2；所述下拉电阻r1和钳位二极管d1并联，所述钳位二极管d1的阴极分别连接到输入电压vi的正极和肖特基二极管d2的阴极，所述钳位二极管d1的阳极与输出电压vo的负极连接；所述肖特基二极管d2的阳极分别连接到上拉电阻r2的一端和输出电压vo的正极，所述上拉电阻r2的另一端连接到参考电平vref。2.根据权利要求1所述的一种车载ecu输入信号电平转换电路，其特征在于：当输入电压vi的接入信号为高电平时，输出电压vo的高电平电压值与参考电平vref的电压值相等；当输入电压vi的接入信号为低电平时，输出电压vo的低电平电压值小于参考电平vref电压值的10％；所述输入电压vi的接入信号的高电平电压值大于所述参考电平vref的电压值。3.根据权利要求1所述的一种车载ecu输入信号电平转换电路，其特征在于：所述下拉电阻r1用于为输入电压vi的接入信号提供回路路径，钳位二极管d1用于限制输入电压vi阴极接入信号的电压值。4.根据权利要求1所述的一种车载ecu输入信号电平转换电路，其特征在于：所述钳位二极管d1为肖特基二极管，所述钳位二极管d1和肖特基二极管d2的规格相同。5.根据权利要求1所述的一种车载ecu输入信号电平转换电路，其特征在于：所述下拉电阻r1的阻值大于所述上拉电阻r2的阻值。6.根据权利要求1所述的一种车载ecu输入信号电平转换电路，其特征在于：所述输入电压vi的接入信号为开关信号或者pwm信号。7.根据权利要求1所述的一种车载ecu输入信号电平转换电路，其特征在于：所述输出电压vo并联有一个电容c1。8.根据权利要求1所述的一种车载ecu输入信号电平转换电路，其特征在于：所述电平转换电路还包括示波器，所述示波器的两个通道分别连接到输入电压vi和输出电压vo，用于显示接入信号经过该电平转换电路前后的电压变化情况。

技术总结

本实用新型公开了一种车载ECU输入信号电平转换电路，电平转换电路包括下拉电阻R1、钳位二极管D1、肖特基二极管D2和上拉电阻R2；下拉电阻R1和钳位二极管D1并联，钳位二极管D1的阴极分别连接到输入电压Vi的正极和肖特基二极管D2的阴极，钳位二极管D1的阳极与输出电压Vo的负极连接；肖特基二极管D2的阳极分别连接到上拉电阻R2的一端和输出电压Vo的正极，上拉电阻R2的另一端连接到参考电平Vref。本实用新型通过下拉电阻与钳位二极管的特定并联关系，使得输入电压Vi不必额外串联一个分压电阻进行分压限流，简化了电路，降低成本，提高了转换电路的拓展性。电路的拓展性。电路的拓展性。

技术研发人员：

郑炎涛 詹家宇 严蓉 孟宪策

受保护的技术使用者：

浙江亚太机电股份有限公司

技术研发日：

2022.06.08

技术公布日：

2022/11/4