專利名稱：適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，尤其涉及一種適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路。
背景技術(shù)：
汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱TPMS，即“Tire Pressure Monitoring System”，主要用于在汽車行駛時(shí)，適時(shí)地對(duì)輪胎氣壓進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，對(duì)輪胎漏氣造成低胎壓和高溫高胎壓防爆胎進(jìn)行預(yù)警，確保行車安全。一般地，汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)由發(fā)射檢測(cè)模塊(每個(gè)輪胎一個(gè))和接收顯示模塊(一個(gè))組成。不同類型的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具體組成不同。
TPMS發(fā)射檢測(cè)模塊一般安裝在輪胎里面，其一般由低頻耦合天線(大面積的線圈)，專用微型芯片和高頻發(fā)射天線組成，低頻耦合天線從交變磁場(chǎng)中獲得工作所需的能量，專用芯片負(fù)責(zé)測(cè)量壓力和將壓力信息轉(zhuǎn)化為RF信號(hào)，高頻發(fā)射天線將RF信號(hào)發(fā)射到空間。由于輪胎里面是一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境，輪胎高速旋轉(zhuǎn)，胎內(nèi)空氣溫度高達(dá)120℃，胎內(nèi)氣壓一般在5-8個(gè)大氣壓。影響TPMS的一些環(huán)境與因素有如下幾個(gè)方面1、離心加速度。輪胎在高速運(yùn)動(dòng)上產(chǎn)生高離心加速度，我們假設(shè)一普通輪胎，胎的半徑是0.5m，輪輞半徑是0.3m，由于TPMS是裝在輪輞上，所以半徑以0.3m計(jì)。假設(shè)汽車以時(shí)速100Km/h行駛，則此時(shí)換算為27.7m/s，輪輞處離心加速度為(V*r/R)2/r＝922.964m/s2≈92g，而且與速度成平方比。那么200Km/h時(shí)，向心加速度可達(dá)到368g，是一個(gè)極其驚人的值。所以對(duì)內(nèi)部電子元件焊接、封裝都有極高要求。而輪胎在高速行駛時(shí)要求動(dòng)平衡，這對(duì)胎內(nèi)模塊的重量又提出了要求。TPMS胎內(nèi)模塊是越輕越好，而電子部分一般而言5g左右，帶電池TPMS的電池一般是8~10g。
2、重量與輪胎的動(dòng)平衡。TPMS胎內(nèi)模塊由于是安裝在輪輞上的，本身是輪胎的一部分，也同時(shí)影響了輪胎的質(zhì)量分布，如果TPMS過重，在輪胎相對(duì)位置放置的平衡塊也會(huì)很重，甚至可能找不到合適的平衡塊，所以TPMS是越輕越好。目前市場(chǎng)上的TPMS產(chǎn)品一般都在30-50克之間，一般說，40克以下就可以做動(dòng)平衡，但越輕，動(dòng)平衡越好做。
3、高溫。汽車在持續(xù)剎車時(shí)，比如下山，剎車片溫度可達(dá)400多攝氏度左右。在不斷的加溫過程中，輪輞面可達(dá)170℃左右，而胎內(nèi)空氣溫度也在120℃左右。一般電池在高溫下由于內(nèi)部液體氣化，會(huì)使電池變形或爆裂。所以目前TPMS選用高能鋰-亞硫酰氯電池，可耐125℃高溫。
4、電池壽命與容量。對(duì)帶電池TPMS模塊在目前成本條件下，要求電池使用5-7年，而又要求體積小，重量輕，所以對(duì)電池的選擇構(gòu)成了一個(gè)矛盾，在保證容量的條件下盡量選擇體積小、重量輕的電池，目前趨勢(shì)是選用2450鋰電池，重大約8克。但是必須限制檢測(cè)和發(fā)射的次數(shù)，以保證模塊可以使用5-7年。但這樣就無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。
所以在TPMS系統(tǒng)中，所以在TPMS系統(tǒng)中，提供一種不需要電池，或者可采用體積小，重量輕的電池而又能夠保證實(shí)時(shí)監(jiān)控的發(fā)射檢測(cè)模塊，是急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其即可由體積小，重量輕微弱電源供電，也可由輪胎中的自發(fā)電裝置產(chǎn)生的不穩(wěn)定電源供電，具有體積小、重量輕、實(shí)時(shí)監(jiān)控輪胎內(nèi)的氣壓、以及穩(wěn)定性與可靠性高的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是提供一種適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特點(diǎn)是包括順序連接的整流電路、高頻振蕩電路、壓力變?nèi)蓦娐贰⑵ヅ漶詈想娐芬约鞍l(fā)射天線，其中整流電路對(duì)不穩(wěn)定電源進(jìn)行整流，獲取一正電源；高頻振蕩電路與所述整流電路輸出連接，利用所述正電源起振，產(chǎn)生一特定頻率的正弦波；
壓力變?nèi)蓦娐放c所述高頻振蕩電路輸出連接，根據(jù)壓力變化對(duì)所述特定頻率波形進(jìn)行頻率調(diào)制；匹配耦合電路與所述壓力變?nèi)蓦娐份敵鲞B接，將所述調(diào)制波形耦合到一發(fā)射天線；以及發(fā)射天線，發(fā)射所述頻率調(diào)制信號(hào)。
上述的適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其中，所述整流電路可以是是半波整流電路，該半波整流電路由一二極管構(gòu)成。
上述的適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特征在于，所述整流電路也可以是全波整流電路，該全波整流電路由二極管橋式整流電路構(gòu)成。
上述的高頻振蕩電路可以是三點(diǎn)式振蕩電路，其包括高頻濾波電容，連接于所述整流電路輸出的正電源兩端；三極管；由一自給偏壓電阻和一第一高頻耦合電容構(gòu)成的并聯(lián)電路，連接于所述三極管基極和所述正電源正極之間；第二高頻耦合電容，連接于所述三極管發(fā)射極和所述正電源正極之間；負(fù)反饋穩(wěn)壓電阻，連接于所述三極管發(fā)射極和所述正電源負(fù)極之間；槽路振濾電感，連接于所述三極管集電極和所述正電源正極之間；高頻振濾反饋電容，連接于所述三極管集電極與發(fā)射極之間。
上述的壓力變?nèi)蓦娐酚梢粔鹤冸娙萜鳂?gòu)成，其并聯(lián)在所述高頻振蕩電路的槽路振濾電感兩端。上述的匹配耦合電路由串接在發(fā)射天線與高頻振蕩電路的三極管的集電極之間的耦合電容構(gòu)成。
由于本實(shí)用新型采用了以上的技術(shù)方案，可實(shí)時(shí)測(cè)量并發(fā)射出輪胎的壓力信息，抗干擾能力強(qiáng)，經(jīng)接收機(jī)處理后進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)輪胎壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)控。


本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由一下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步給出。
圖1是本實(shí)用新型適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路一個(gè)實(shí)施例的電原理圖；圖2是本實(shí)用新型適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路另一個(gè)實(shí)施例的電原理圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路由不穩(wěn)定電源200供電。不穩(wěn)定電源200電壓是變化的，但是每隔一段時(shí)間，其電壓幅度的絕對(duì)值能超過一臨界值以使高頻振蕩器能夠起振。在一個(gè)實(shí)施例中，該不穩(wěn)定電源200可以為自發(fā)電電源，例如在一個(gè)周期中產(chǎn)生至少一次幅度絕對(duì)值超過臨界值的自發(fā)電電源。通常，自發(fā)電電源的電壓在正負(fù)之間交替，因此通過整流將該電源電壓整流成單向電壓源。該整流步驟可以是半波整流，即將負(fù)半周的電壓波形濾除，只獲取正半周的電壓；整流步驟也可以采用全波整流，將電壓都轉(zhuǎn)化為正電壓。在另一個(gè)實(shí)施例中，該不穩(wěn)定電源200也可以由微弱電池構(gòu)成，或者也可由低頻耦合線圈通過交變磁場(chǎng)獲得，只要它們能夠提供幅值超過高頻振蕩器起振的臨界電壓。
輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路100其包括順序連接的整流電路10、高頻振蕩電路20、壓力變?nèi)蓦娐?0、匹配耦合電路40以及發(fā)射天線50。其中整流電路10對(duì)不穩(wěn)定電源200進(jìn)行整流，獲取一正電源。在圖1所示實(shí)施例中，該整流電路10可以是半波整流電路，例如由一正向串聯(lián)在不穩(wěn)定電源200的正極的二極管。在圖2所示實(shí)施例中，整流電路10也可以是全波整流電路，例如由二極管構(gòu)成的橋式整流電路。
高頻振蕩電路20與整流電路10的輸出連接，利用整流電路10提供的正電源起振，產(chǎn)生一特定頻率的正弦波。該高頻振蕩電路20是三點(diǎn)式振蕩電路，其包括高頻濾波電容C1、三極管B0、第一高頻耦合電容C3、第二高頻耦合電容C2、槽路振濾電感L1、自給偏壓電阻R1、負(fù)反饋穩(wěn)壓電阻R2以及高頻振濾反饋電容C4。其中高頻濾波電容C1連接于整流電路10輸出的正電源兩端，用于過濾該正電源中的高頻成分，避免其對(duì)高頻振蕩電路20產(chǎn)生干擾。第一高頻耦合電容C3和自給偏壓電阻R1構(gòu)成一并聯(lián)電路，連接在三極管B0的基極和整流電路10的正極之間。第二高頻耦合電容C2連接在三極管B0的發(fā)射極和整流電路10的正極之間。負(fù)反饋穩(wěn)壓電阻R2連接在三極管B0的發(fā)射極和整流電路10的負(fù)極之間。槽路振濾電感L1連接在三極管B0的集電極和整流電路10的正極之間。高頻振濾反饋電容C4連接在三極管B0的集電極和發(fā)射極之間。
壓力變?nèi)蓦娐?0，根據(jù)壓力變化對(duì)高頻振蕩電路20產(chǎn)生的正弦波進(jìn)行頻率調(diào)制。壓力變?nèi)蓦娐?0可由一陶瓷壓變電容器C5構(gòu)成，陶瓷壓變電容器C5并聯(lián)在槽路振濾電感L1兩端。
匹配耦合電路40由耦合電容C6構(gòu)成，耦合電容C6串聯(lián)在三極管B0的集電極與發(fā)射天線50之間，將頻率調(diào)制信號(hào)耦合到發(fā)射天線50。
發(fā)射天線50將頻率調(diào)制信號(hào)發(fā)射，此調(diào)制信號(hào)可被一接收機(jī)接收，解調(diào)得到輪胎的壓力數(shù)據(jù)。
以下簡(jiǎn)要說明該壓力檢測(cè)發(fā)射電路的工作過程高頻振蕩電路20在正電源作用下起振，產(chǎn)生一固定頻率f的高頻正弦波。由于陶瓷壓變器電容C5在氣壓變化下，其電容量也相應(yīng)地線性變化，因此，該高頻振蕩電路的頻率f也受陶瓷壓變?nèi)蓦娙軨5的影響相應(yīng)呈線性變化。即通過陶瓷壓變電容器C5把氣壓P的變化直接變?yōu)轭l率f的變化，這樣就得到了頻率調(diào)制信號(hào)。每當(dāng)電源有超過高頻振蕩電路20振蕩臨界電壓的脈沖，就振蕩一組高頻填充脈沖振濾信號(hào)，然后經(jīng)匹配耦合電路40把高頻頻率調(diào)制信號(hào)經(jīng)發(fā)射天線50發(fā)射出去。由于頻率調(diào)制只與電容的值有關(guān)系，而與電壓的高低沒有關(guān)系，所以盡管不穩(wěn)定電源200的電壓較小并且不穩(wěn)定，但還是可以利用其電源來發(fā)射壓力信息，振蕩電路直接采用整流后的電源，而無需經(jīng)過穩(wěn)壓變成直流電，既減少了穩(wěn)壓過程中的能量損失，又減少了電能在轉(zhuǎn)換過程中的存儲(chǔ)時(shí)間，保證監(jiān)控的實(shí)時(shí)性。
與本實(shí)用新型配合的接收處理模塊是一個(gè)普通的接收機(jī)，其將收到的信號(hào)通過可MCU處理后顯示在人機(jī)界面上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輪胎中壓力的檢測(cè)。
權(quán)利要求1.一種適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特征在于，包括整流電路，對(duì)不穩(wěn)定電源進(jìn)行整流，獲取一正電源；高頻振蕩電路，與所述整流電路輸出連接，利用所述正電源起振，產(chǎn)生一特定頻率的正弦波；壓力變?nèi)蓦娐?，與所述高頻振蕩電路輸出連接，根據(jù)壓力變化對(duì)所述特定頻率波形進(jìn)行頻率調(diào)制；匹配耦合電路，與所述壓力變?nèi)蓦娐份敵鲞B接，將所述調(diào)制波形耦合到一發(fā)射天線；以及發(fā)射天線，發(fā)射所述頻率調(diào)制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特征在于，所述整流電路是半波整流電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特征在于，所述半波整流電路由一二極管構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特征在于，所述整流電路是全波整流電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特征在于，所述全波整流電路由二極管橋式整流電路構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特征在于，所述的高頻振蕩電路是三點(diǎn)式振蕩電路，包括高頻濾波電容，連接于所述整流電路輸出的正電源兩端；三極管；由一自給偏壓電阻和一第一高頻耦合電容構(gòu)成的并聯(lián)電路，連接于所述三極管基極和所述正電源正極之間；第二高頻耦合電容，連接于所述三極管發(fā)射極和所述正電源正極之間；負(fù)反饋穩(wěn)壓電阻，連接于所述三極管發(fā)射極和所述正電源負(fù)極之間；槽路振濾電感，連接于所述三極管集電極和所述正電源正極之間；高頻振濾反饋電容，連接于所述三極管集電極與發(fā)射極之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特征在于，所述的壓力變?nèi)蓦娐酚梢粔鹤冸娙萜鳂?gòu)成，其并聯(lián)在所述高頻振蕩電路的槽路振濾電感兩端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特征在于，所述的匹配耦合電路由串接在發(fā)射天線與高頻振蕩電路的三極管的集電極之間的耦合電容構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路，其特點(diǎn)是，整流電路，對(duì)不穩(wěn)定電源進(jìn)行整流，獲取一正電源；高頻振蕩電路，與所述整流電路輸出連接，利用所述正電源起振，產(chǎn)生以一特定頻率的正弦波；壓力變?nèi)蓦娐?，根?jù)壓力變化對(duì)所述特定頻率波形進(jìn)行頻率調(diào)制；匹配耦合電路，將所述調(diào)制波形耦合到一發(fā)射天線；以及發(fā)射天線，發(fā)射所述頻率調(diào)制信號(hào)。本實(shí)用新型適應(yīng)不穩(wěn)定電源的輪胎壓力檢測(cè)發(fā)射電路可利用微弱的不穩(wěn)定自發(fā)電電源工作，實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力，抗干擾性強(qiáng)。
文檔編號(hào)G08C17/00GK2862216SQ200520047990
公開日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2005年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月26日
發(fā)明者李威, 陳旭琳, 詹汝楫, 韓文斌 申請(qǐng)人:上海保隆實(shí)業(yè)股份有限公司, 上海群英汽車電子有限公司