一种基于LIN通讯的PTC加热器噪音实验平台的制作方法

一种基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台
技术领域
1.本发明涉及ptc加热器噪音检测技术领域，具体涉及一种基于 lin通讯的ptc加热器噪音实验平台。


背景技术：

2.传统汽车空调的加热功能是以发动机余热来加热冷却液为热源实现的。而电动汽车没有发动机之后，空调和电池的加热需求将主要靠ptc加热实现，对于电动汽车空调采暖依赖ptc加热器，ptc加热器通过lin/can总线与汽车空调面板进行通讯，并采用igbt实现pwm 控制，产品工作过程中可以实时监控电压、电流、温度、功率这些关键电参数，并且通过总线实时反馈状态信息至空调面板进行显示。ptc 加热器由于负载本身特性，在pwm控制过程中会产生噪音。ptc加热器产生噪音的问题复杂，研究周期长，目前没有相应的噪音实验系统。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台，解决了以上所述的ptc加热器产生噪音的问题复杂且研究周期长的技术问题。
4.本发明为解决上述技术问题提供了一种基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台，包括：高压模块、低压模块及隔离模块；
5.所述高压模块包括高压侧单片机、分别用于采集ptc加热器电流及电压大小的电流采集电路及电压采集电路，所述电流采集电路及电压采集电路分别与高压侧单片机的不同输入端口电连接；
6.所述低压模块包括低压侧单片机及用于采集ptc加热器温度的温度采集电路，所述温度采集电路与低压侧单片机的输入端口电连接；
7.所述高压侧单片机及低压侧单片机之间通过隔离模块电连接。
8.优选地，所述隔离模块包括数字隔离器与dcdc升压电路，所述数字隔离器的输入、输出端分别与低压侧单片机输入、输出端电连接，所述数字隔离器输入、输出端还分别与高压侧单片机输入输出端电连接，所述数字隔离器输入端与dcdc升压电路输出端电连接。
9.优选地，所述数字隔离器包括lt8301芯片，所述lt8301芯片的 vin端口及sw端口分别接dcdc升压电路的低压侧两端。
10.优选地，所述低压模块包括lin通讯电路，所述低压侧单片机的输入输出端分别与lin通讯电路的输入输出端电连接，所述低压侧单片机的输入端与温度采集电路的输出端电连接。
11.优选地，所述低压模块还包括低压电源、低压端口防护电路、低压滤波电路、休眠唤醒电路及低压差线性稳压电源，所述低压电源与所述低压防护电路的输入端电连接，所述低压防护电路的输出端接低压滤波电路的输入端，低压滤波器电路的输出端接休眠唤醒电路的电源输入端，lin通讯电路的输出端接休眠唤醒电路的控制输入端实现远程唤醒功
能，所述休眠唤醒电路的输出端接低压差线性稳压电源的输入端，所述低压差线性稳压电源与低压侧单片机电连接。
12.优选地，所述lin通讯电路收发器芯片型号为tja1021t。
13.优选地，所述低压侧单片机的复位状态时为高电平状态的通用io口与tja1021t芯片的休眠控制端口电连接，实现休眠和本地唤醒。
14.优选地，所述高压模块包括高压电源、高压滤波电路、电压采集电路，所述高压电源的输出端与高压滤波电路的输入端电连接，高压滤波电路的输出端与电压采集电路的输入端电连接，电压采集电路的输出端接高压侧单片机输入端口，高压滤波电路的另一输出端与ptc 加热器输入端电连接，所述ptc加热器输出端与igbt电路输入端电连接。
15.优选地，所述高压侧单片机及低压侧单片机均采用 s9s12g128amhr型号单片机。
16.有益效果：本发明提供了一种基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台，包括：高压模块、低压模块及隔离模块；高压模块包括高压侧单片机、分别用于采集ptc加热器电流及电压大小的电流采集电路及电压采集电路，电流采集电路及电压采集电路分别与高压侧单片机的不同输入端口电连接；低压模块包括低压侧单片机及用于采集 ptc加热器温度的温度采集电路，温度采集电路与低压侧单片机的输入端口电连接；高压侧单片机及低压侧单片机之间通过隔离模块电连接。通过lin总线接口与外部计算机连接，ptc负载接口与ptc负载连接，用作基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台，该系统可以完成控制器与ptc芯体负载的匹配噪音实验，提供相关实验数据，得到合理参数，支撑解决噪音问题。同时还可以作为ptc加热器控制器平台开发板，应用开发调试其它同类型项目，还能通过usb下载电缆与计算机连接，用作学习单片机编程以及应用技术的实验电路板或实际单片机应用系统的开发板。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
19.图1为本发明基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台的电路设计原理图；
20.图2为本发明基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台的隔离模块电路设计原理图；
21.图3为本发明基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台的lin 通讯电路设计原理图；
22.图4为本发明基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台的dcdc 升压模块电路设计原理图；
23.图5为本发明基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台的低压侧单片机电路设计原理图；
24.图6为本发明基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台的高压侧单片机电路设计原理图；
25.图7为本发明基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台的温度采集电路设计原理图。
具体实施方式
26.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
27.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
28.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
29.如图1至图7所示，本发明提供了一种基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台，包括：高压模块、低压模块及隔离模块；高压模块包括高压侧单片机14、分别用于采集ptc加热器电流及电压大小的电流采集电路16及电压采集电路12，电流采集电路16及电压采集电路12分别与高压侧单片机14的不同输入端口电连接；低压模块包括低压侧单片机7及用于采集ptc加热器温度的温度采集电路9，温度采集电路9与低压侧单片机7的输入端口电连接；高压侧单片机14 及低压侧单片机7之间通过隔离模块电连接。通过lin总线接口与外部计算机连接，ptc负载接口20与ptc负载19连接，用作基于 lin通讯的ptc加热器噪音实验平台，该系统可以完成控制器与ptc 芯体负载的匹配噪音实验，提供相关实验数据，得到合理参数，支撑解决噪音问题。同时还可以作为ptc加热器控制器平台开发板，应用开发调试其它同类型项目，还能通过usb下载电缆与计算机连接，用作学习单片机编程以及应用技术的实验电路板或实际单片机应用系统的开发板。
30.其中，温度采集电路9包括了电动车的进水温度采集、出水温度采集、pcb温度采集及igbt温度的采集等等。
31.该基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台，也可以用作开发系统，属于电动汽车空调加热领域。实验平台包括一块基于lin通讯的ptc加热器噪音实验与开发电路板，电路板包括低压电源23、低压端口防护电路1、低压滤波电路2、休眠唤醒电路3、低压差线性稳压电源4、lin通讯电路5、低压程序下载接口、低压侧单片机7、低压侧单片机7复位电路、温度采集电路9、数字隔离器10、升压电路、电压采集电路12、高压侧程序下载接口13、高压侧单片机14、高压侧单片机14复位电路、igbt驱动电路17、电流采集电路16、 igbt电路18、ptc负载19、ptc负载接口20、高压滤波电路21、高压电源22。通过lin总线接口与外部计算机连接，ptc负载接口 20与ptc负载19连接，用作基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台或实际ptc加热器控制系统的开发板，还能通过usb下载电缆与计算机连接，用作学习单片机编程以及
应用技术的实验电路板或实际单片机应用系统的开发板。
32.其中，低压模块低压电源23输出端12v输出与低压端口防护电路1的12v输入端电连接，所述低压端口防护电路1输出端与所述休眠唤醒电路3的电源输入端电连接。低压端口防护电路1使用tvs 和二极管完成防反接和脉冲电压吸收，保护后级电路。
33.优选的方案，低压差线性稳压电源4输出端与低压侧程序下载接口6输入端电连接，所述低压差线性稳压电源4输出端与低压侧单片机7输入端电连接，所述低压差线性稳压电源4输出端与lin通讯电路5输入端电连接，所述低压差线性稳压电源4输出端与低压侧单片机复位电路8输入端电连接，所述低压差线性稳压电源4输出端与温度采集电路9输入端电连接，实现了12v电源转化为5v电源以进行 5v供电。
34.优选的方案，所述低压模块包括lin通讯电路5，所述低压侧单片机7的输入输出端分别与lin通讯电路5的输入输出端电连接，所述低压侧单片机7的输入端与温度采集电路9的输出端电连接。lin 通讯接口电路与外部计算机连接，用于接收控制命令，通过ptc负载19(即ptc加热器)接口与ptc负载19连接驱动ptc负载19工作，进行噪音实验或实际ptc加热器控制系统的开发，使用usb下载电缆与计算机连接，通过单片机接口电路，用作学习单片机编程以及应用技术的实验电路板或实际单片机应用系统的开发板。
35.优选的方案，低压模块还包括低压电源23、低压端口防护电路、低压滤波电路2、休眠唤醒电路3及低压差线性稳压电源4，所述低压电源23与所述低压防护电路的输入端电连接，所述低压防护电路的输出端接低压滤波电路2的输入端，低压滤波器电路的输出端接休眠唤醒电路3的电源输入端，lin通讯电路5的输出端接休眠唤醒电路3的控制输入端实现远程唤醒功能，所述休眠唤醒电路3的输出端接低压差线性稳压电源4的输入端，所述低压差线性稳压电源4与低压侧单片机7电连接。低压差线性稳压电源4输出端与温度采集电路 9输入端电连接。
36.优选的方案，所述高压模块包括高压电源22、高压滤波电路21、电压采集电路12，所述高压电源22的输出端与高压滤波电路21的输入端电连接，高压滤波电路21的输出端与电压采集电路12的输入端电连接，电压采集电路12的输出端接高压侧单片机14输入端口，高压滤波电路21的另一输出端与ptc加热器输入端电连接，所述ptc 加热器输出端与igbt电路18输入端电连接。
37.优选的方案，高压侧单片机14输入输出端分别与高压侧程序下载接口13输入输出端电连接，所述高压侧单片机14输入端与电压采集电路12输出端电连接，所述高压侧单片机14输入端与高压侧单片机14复位电路输出端电连接，所述高压侧单片机14输入端与电流采集电路16输出端电连接，所述高压侧单片机14输出端与igbt驱动电路17输入端电连接。igbt驱动电路17输出端与igbt电路18输入端电连接。
38.优选的方案，隔离模块包括数字隔离器10与dcdc升压电路11，所述数字隔离器10的输入、输出端分别与低压侧单片机7输入、输出端电连接，所述数字隔离器10输入、输出端还分别与高压侧单片机14输入输出端电连接，所述数字隔离器10输入端与dcdc升压电路11输出端电连接。数字隔离器10输入输出端分别与低压侧单片机7输入输出端电连接，所述数字隔离器10输入输出端分别与高压侧单片机14输入输出端电连接，所述数字隔离器10输入端与低压差线性稳压电源4输出端电连接，所述数字隔离器10输入端与dcdc 升压电路11输出端电连接。
39.优选的方案，高压侧单片机14输入输出端分别与高压侧程序下载接口13输入输出端电连接，所述高压侧单片机14输入端与电压采集电路12输出端电连接，所述高压侧单片机14输入端与高压侧单片机复位电路15输出端电连接，所述高压侧单片机14输入端与电流采集电路16输出端电连接，所述高压侧单片机14输出端与igbt驱动电路17输入端电连接。igbt驱动电路17输出端与igbt电路18输入端电连接。
40.如图2至图7所示，下面以具体的各电路模块的具体芯片型号的电路设计原理图进行举例说明。
41.其中，数字隔离器采用iso7721fqdrq1，dcdc升压电路采用 lt8301芯片，lt8301芯片的vin端口及sw端口分别接dcdc升压电路的低压侧两端。lin通讯电路收发器芯片型号为tja1021t。低压侧单片机的复位状态时为高电平状态的通用io口与tja1021t芯片的休眠控制端口电连接，实现休眠和本地唤醒。高压侧单片机及低压侧单片机均采用s9s12g128amhr型号单片机。各电路的具体电路设计原理图及芯片的引脚连接图可以直接通过附图进行电连接形成完整的电路设计原理图，在此不再赘述。
42.本发明具有以下有益效果：
43.提供了通过lin总线接口与外部计算机连接，ptc负载接口与 ptc负载连接，用作基于lin通讯的ptc加热器噪音实验平台，该系统可以完成控制器与ptc芯体负载的匹配噪音实验，提供相关实验数据，通过实验提取合理参数，加速分析解决ptc加热器噪音问题。又噪音实验平台化，通过ptc负载接口方便对不同项目的ptc 负载快速进行噪音实验。同时还可以作为ptc加热器控制器平台开发板，应用开发调试其它项目，还能通过usb下载电缆与计算机连接，用作学习单片机编程以及应用技术的实验电路板或实际单片机应用系统的开发板，实现了多合一功能。
44.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
45.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
46.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
47.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一
个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
48.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。