[发明专利]一种车辆高低电平有效开关闭合和悬空状态的检测电路

权利要求书

1.一种车辆高低电平有效开关闭合和悬空状态的检测电路，其特征在于：包括光耦电路模块、低电平有效通路模块、高电平有效通路模块、滤波消抖模块、瞬态抑制模块和接线端子；

所述光耦电路模块包括光耦、第二电阻、偏置电阻和第一电阻，所述光耦由发光二极管和光敏三极管组成，所述发光二极管与偏置电阻并联，发光二极管的阳极与第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端连接电源，发光二极管的阴极与偏置电阻连接后构成光耦电路模块的输出端；光敏三极管的集电极与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端连接控制单元电源，光敏三极管的集电极还用于连接控制单元的IO口，光敏三极管的发射极与隔离地连接；

所述低电平有效通路模块包含二极管，二极管的阳极为低电平有效通路模块的输入端，二极管的阴极为低电平有效通路模块的输出端；

所述高电平有效通路模块包含NPN型晶体管、NPN型晶体管基极分压电路、NPN型晶体管发射极分压电路和PNP型晶体管；所述NPN型晶体管基极分压电路由第五电阻和第六电阻组成，第五电阻的第一端与低电平有效通路模块的输出端连接，第五电阻的第二端与第六电阻的第一端和NPN型晶体管的基极连接，第六电阻的第二端与公共地连接；所述NPN型晶体管发射极分压电路包括第七电阻、第八电阻和第二电容，NPN型晶体管发射极与第七电阻的第一端连接，第七电阻的第二端与电源连接，NPN型晶体管发射极还与第八电阻的第一端连接，第八电阻的另一端与公共地连接，第二电容与第八电阻并联；NPN型晶体管的集电极与PNP型晶体管的基极连接，PNP型晶体管的发射极与光耦电路模块的输出端连接，PNP型晶体管的集电极与公共地连接；

所述滤波消抖模块包括第三电阻、第四电阻和第一电容，第三电阻的第一端与低电平有效通路模块的输出端连接，第三电阻的第二端与第四电阻的第一端连接，第三电阻的第二端还与第一电容的第一端连接，第一电容的第二端与公共地连接，第四电阻的第二端与接线端子连接，所述接线端子用于连接外部开关；

所述瞬态抑制模块为瞬态抑制二极管，瞬态抑制二极管的输入端与第四电阻的第二端连接，瞬态抑制二极管的输出端与公共地连接；

当与接线端子连接的外部开关在悬空状态或接线端子未连接外部开关时，从电源出发的电流经过第二电阻，再主要经过偏置电阻，再经过低电平有效通路模块，再经过高电平有效通路模块的NPN型晶体管基极分压电路后回到公共地，经过发光二极管的电流不能使光耦导通；在第一电阻的上拉作用下，到控制单元IO口的电平为高电平；

当接线端子与低电平有效开关连接，且低电平有效开关处于闭合的状态， NPN型晶体管的基极与发射极间的电压差不能使其导通，从电源出发的电流经过第二电阻，再主要经过发光二极管，再经过低电平有效通路模块，再经过滤波消抖模块，再经过接线端子，再经过外部低电平有效开关回到公共地，高电平有效通路模块将失效；经过发光二极管的电流使光耦导通，在光敏三极管的下拉作用下，到控制单元IO口的电平为低电平；

当接线端子与高电平有效开关连接，且高电平有效开关处于闭合的状态，低电平有效通路模块中二极管的阴极电压大于阳极电压，低电平有效通路模块失效；第一路电流从电源出发，经过高电平有效通路模块中的NPN型晶体管发射极分压电路回流到公共地，得到NPN型晶体管发射极电压；第二路电流从电源出发，经过高电平有效开关，经过接线端子，经过滤波消抖模块，经过高电平有效通路模块中的NPN型晶体管基极分压电路回流到公共地，NPN型晶体管的基极与发射极间的电压差使其导通；第三路电流从NPN型晶体管基极分压电路出发，经过NPN型晶体管的基极，经过NPN型晶体管的发射极，经过第八电阻回流到公共地，此时NPN型晶体管处于放大区；第四路电流从电源出发，经过第二电阻，再主要经过发光二极管，再经过PNP型晶体管发射极，再经过PNP型晶体管基极，再经过NPN型晶体管集电极，再经过NPN型晶体管发射极，经过第八电阻回流到公共地，此时PNP型晶体管处于放大区；第五路电流从电源出发，主要经过发光二极管，再经过PNP型晶体管发射极，再经过PNP型晶体管集电极回到公共地；经过发光二极管的电流使光耦导通，在光耦的光敏三极管下拉作用下，到控制单元IO口的电平为低电平。

2.根据权利要求1所述的车辆高低电平有效开关闭合和悬空状态的检测电路，其特征在于：

所述电源电压为+26±4V，控制单元电源电压为+3.3V；所述第一电阻为4700欧姆或者10000欧姆；所述第二电阻为4000欧姆，所述偏置电阻为1000欧姆，所述发光二极管的钳位电压为1V，所述滤波消抖模块的截止频率小于1kHz，第三电阻和第四电阻的阻值小于100欧姆；

所述高电平有效通路模块中的NPN型晶体管基极分压电路的分压值与NPN型晶体管发射极分压电路的分压值的差值范围在外部开关悬空状态下为0V - 0.5V，在开关闭合状态下大于0.7V；在外部高电平有效开关闭合状态时，高电平有效通路模块中的NPN型晶体管处于放大区；NPN型晶体管基极分压电路与NPN型晶体管发射极分压电路在外部开关为悬空状态或未接外部开关时的漏电流分别为1mA。