傳統汽車組合儀表電路分析

朱先如，關　寧鄭芳芳（安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，安徽 合肥　230601）

傳統汽車組合儀表電路分析

朱先如，關寧鄭芳芳
（安徽江淮汽車股份有限公司技術中心，安徽 合肥230601）

介紹汽車組合儀表電源電路及相關信號輸入電路，對電路各部分工作原理進行闡述，并對電路中各元器件作用進行簡單分析。

汽車組合儀表；電源電路；信號輸入電路

本文所說的傳統組合儀表為使用硬線信號進行信息交互的汽車儀表。傳統組合儀表電路主要由電源電路及信號輸入電路組成，其中電源電路為儀表能夠正常工作的核心部分，主要為儀表MCU提供穩定的電壓，保證儀表MCU能夠正常工作，處理各類輸入信號，保證儀表的功能正常。傳統汽車儀表的信號輸入主要為PWM波、電阻和硬線輸入 （包括高電平有效、低電平有效或高/懸空有效）等。5±0.1V，為儀表MCU提供工作電源，其型號可根據儀表驅動功率來選擇，如電源芯片TLE4275，驅動電流可達到500 mA。穩壓芯片后面的電容作用還是濾波，用來保證提供給MCU的電源的穩定性。

圖1中虛線框部分為勵磁電路，若儀表不需為發電機提供勵磁，則不需要此部分。

1　電源電路

電源電路主要作用是為儀表MCU供電，需要將12V直流電轉化為穩定的5 V直流電供給MCU工作。通常是通過濾波、整流、穩壓濾波、濾波等手段，保證最終輸出的電壓穩定，其電路一般如圖1所示。

電源電路中二極管D40主要作用為整流及防反。電容C134、C130、C132及C133均具有濾波作用，用來保證將蓄電池提供電源中的干擾濾除。其中電容C130還起穩壓及供電作用，在蓄電池掉電時，為儀表提供電源用來保存累計里程。若汽車用電器很多，蓄電池電壓波動很大，在C130后面還并聯大功率TVS管，用來穩壓及斷電瞬間提供供電。NCV4275為穩壓芯片，其作用是將點火開關電源穩壓到

圖1　儀表電源電路

2　PWM波輸入電路

外部PWM輸入在儀表中多用于車速表、轉速表、水溫表、瞬時油耗及背光調節等功能，其基本工作原理都是相同的。現以瞬時油耗為例，為大家說明此部分的儀表電路。瞬時油耗部分電路如圖2所示。

儀表電阻R19通常為NC（即不貼），當此電路作為外部電平輸入調節電路時，則貼上R19，一般為2kΩ。

電阻R20主要是與電阻R25一起形成分壓電路，因為MCU能接受的電源為5 V，此時電源電平通過分壓后電壓為12 V×68/（68+82）=5.4 V。然后通過電容C18進行濾波、壓降，D4進行穩定電平，最終保證提供給MCU的電平能被MCU接收。

圖2　PWM波輸入電路

3　高電平有效輸入電路

高電平有效是一種常見的硬線信號輸入方式，儀表中的左/右轉向燈、位置燈、近/遠光燈等通常都是采用高電平有效的方式點亮。通常儀表中高電平有效輸入電路如圖3所示。

圖3　高電平有效電路

圖3中電容C53的作用為濾波，用來濾除高電平信號中的干擾信號。

電阻R64為限流電阻，LED為電流器件，其工作需要串聯一個電阻來產生電流。

電阻R63為電流瀉放電阻，其主要作用是給弱電流信號一個通路，避免流過發光二極管導致誤點亮。

至于電阻R63的取值可按照下面方法進行：假設LED的導通電壓為1.5 V，查詢datasheet（數據手冊）上給出的LED點亮的最小流通電流是300μA。那么這個電阻R=1.5/0.3=5，即最大為5kΩ，小一些抗干擾性能強一些，下限根據輸入電流計算。

C52作用：吸收浪涌，抗干擾，濾波，軟啟動（延時），AC防閃。

4　低電平有效輸入電路

低電平有效與高電平有效一樣，也是一種常見的硬線信號輸入方式，儀表中的主駕駛位安全帶未系提醒、EPC報警、發動機故障報警等通常都是采用低電平有效的方式點亮。低電平有效輸入電路與高電平有效類似，具體電路如圖4所示。

與高電平有效電路相比，低電平有效電路中多了一個二極管，其主要作用為防反接與地漂。其余元器件的作用與高電平有效電路中的作用相同。

圖4　低電平有效電路

5　高電平/懸空有效輸入電路

高電平/懸空有效在儀表中也是一種常見的信號輸入方式，表示在傳感器輸入高電平或傳感器無效時，輸出信號為有效值，點亮儀表相應的指示燈。通常制動系統故障報警、安全氣囊故障報警等采用這類邏輯。其電路如圖5所示。

圖5　高電平/懸空有效電路

該電路主要在高電平有效電路的基礎上增加懸空有效，如圖5中制動故障輸入為懸空時，報警燈LED29依然能夠點亮。當制動故障為高電平時，二極管D42左右均為高電平，且左邊電平高于右邊，電壓被截止，VCC電由虛線框外電路連接到搭鐵，且虛線框內電路工作，將故障信號傳遞給儀表MCU。當制動故障懸空時，由于下半部分電路中的VCC的緣故，二極管D42左右仍均為高電平，且左邊電平高于右邊，電壓被截止VCC電由虛線框外電路連接到搭鐵，且虛線框內電路工作，將故障信號傳遞給儀表MCU。當制動故障為低電平時，上半部分VCC電及下半部分VCC電均由制動故障接入搭鐵，故障報警部門電路不工作，實現高電平或懸空有效。

電路中部分元器件作用如下。

1）D42作用二極管反向截止。

2）R201作用在外部輸入低時起限流作用，外部輸入高時R 201R 202R 203一起分壓。

3）R200作用限流電阻，LED為電流器件，需要串聯電阻來產生電流。

4）R199作用電流瀉放電阻，主要是給弱電流信號一個通路，避免流過發光二極管導致誤點亮。

5）C121作用吸收浪涌，抗干擾，濾波，軟啟動 （延時），AC防閃。

6）Q23作用控制電路的開關。

6　總結

本文主要講述了傳統使用硬線信號的組合儀表的一些電路結構，包括電源電路原理及相關的一些信號輸入接口的電路原理。并對電路中的主要電器元件作用進行了簡單的介紹，闡述了儀表電路設計中的濾波、穩壓等措施，讓大家對于儀表電路有了初步的認識。

本文所介紹的組合儀表的電源電路及各類信號輸入電路目前在江淮同悅、江淮悅悅及2012款江淮和悅等一代車型上均有采用。

［1］大陸汽車電子 （蕪湖）組合儀表電路分析［Z］.

［2］江淮汽車組合儀表方案說明書［Z］.

［3］隋禮輝，張曉云.汽車電路分析［J］.北京：中國人民大學出版社，2010.

［4］王淑鈞.電子技術［M］.哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，1999.

（編輯楊景）

Circuit Analysis on Combination Instrument for Traditional Vehicles

ZHU Xian-ru，GUAN Ning，ZHENG Fang-fang
（Tech Center of Anhui Jianghuai Automobile Co.Ltd.，Hefei 230601，China）

The power circuit of auto combination instrument and related signal input circuit are introduced.The working principle of each part of the circuit is described and the function of each circuit component is simply analyzed.

auto combination instrument；power supply circuit；signal input circuit

U463.7

B

1003-8639（2016）02-0031-02

2015-10-13；

2015-11-17

朱先如 （1988-），男，電器設計工程師。