整车控制器VCU—模拟量采集硬件设计

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整车控制器VCU模拟量采集电路设计



在汽车领域中，油门踏板的供电是需要控制器通过功能接口输出5V电源进行供电，该整车控制器VCU设计方案中采用的是LDO芯片进行12V转5V的方案设计。在设计油门开度信号采集时，一般会同时采集主、副两路油门的电压，通过两路电压进行相互校验，来计算最终的油门踏板开度，在确定采集的信号是正确的基础上，输出开度信号给电机驱动器，主要考虑是防止采集的信号有故障，导致车辆非预期的加速或者减速，这主要是考虑功能安全层面而进行的设计。



电子油门踏板功能接口定义分别为主油门供电，主油门地，主油门电压信号；副油门供电，副油门地，副油门电压信号。其工作电压：DC5V±2%；工作电流：20mA(正常工作)；





方案一：外部模拟量输入信号中夹杂着多次谐波干扰，经过R24和U11进行信号RC滤波，用于滤除传输过程中的干扰信号，进入到运算放大器LM358D进行信号调理，每个电路中的电压都可以与相关组件电路内的电阻阻抗共享，连接了运算放大器，运算放大器在电路中充当隔离缓冲器，实现前后级的用于阻抗变换。输出信号经过滤波输入到MCU，信号需要经过D16、D17、D18、D19二极管，主要起到的是电压钳位作用，限制电压的大小，避免过高电压或出现尖峰浪涌电压时进入到MCU，损坏MCU，处理后的信号，输入值MCU的AD通道进行AD采集。



方案二：低成本的模拟量采集电路设计方案。外部输入信号进入滤波电容用作ESD防护，并外加下拉电阻，当外部无信号输入时，下拉0V输入至控制器中，当有信号输入时，下拉电阻用于分流，输入信号经过滤波电路后输入至控制器中，并通过稳压二极管，将电压进行钳位，处理后的信号，输入值MCU的AD通道进行AD采集。



下一期更新：整车控制器VCU—数字量输入电路设计

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针对整车控制器VCU的模拟量采集硬件设计，包括模拟量采集电路设计，需确保精确性和稳定性。在油门踏板供电方面，采用控制器通过功能接口输出5V电源进行供电。设计中采用LDO芯片实现从12V到5V的电压转换。对于油门开度信号采集，同时采集主、副两路油门的电压进行相互校验，确保信号准确性，以计算最终油门踏板开度。一旦确认信号正确，即输出开度信号给电机驱动器。此设计旨在防止信号故障导致的车辆非预期加速或减速，充分考量功能安全层面的需求。电子油门踏板功能接口定义包括主油门供电、主油门地以及主油门电压信号，确保硬件和软件层面的兼容性和稳定性。