低边输入开关检测电路分析

在汽车的电器设备中，开关是非常重要的一个部件

在车身上，遍布了各种不同功能的开关；比如，

用于汽灯控制的组合开关(用于大灯、小灯、雾灯、方向灯等的控制），

室内灯、危险紧急开关，甚至还有照脚灯等；

检测车门开闭状态的门状态检测开关；

雨刮控制开关（快速、慢速、间歇以及间歇时间设置开关）；

汽车钥匙孔上，keyin, acc, on, start等不同档位的开关。

这些开关功能不同，形态各异。

比如组合开关多为开关矩阵，不同的开关按矩阵方式连在一起，以减少连接开关的线束数量；

按照开关闭合时开关输现的电压高低，可以分为高边输出和低边输出开关。

高边输出，指的是开关闭合时，开关输出电瓶电压等高电平的开关，比如汽车钥匙ACC，ON档位开关。

低边输出，指的是开关闭合时，开关输出参考地（如搭铁输出）等低电平的开关。

分析如下低边输入开关检测电路

低边开关输入检测电路图

假设输入电压为U，则三极管Q5的，BE极两端电压可表示为：

当三极管导通时，

取

可以得到：

Unm=3.4V。在实际应用中，此电路的等效电路为：

其中Roff对于非涉水开关为开关绝缘电阻；对于涉水开关为水电阻。Ron为开关接触电阻， Ron<=1欧。

Voff为地线偏移电压，Voff<=+/-1V。

当开关打开时，为了保证D1截止，必须满足下式：

为了保证上式恒成立，须有

解得Roff.min>6.1k。即如果考虑的地线偏移Voff=1.0V，水电阻Roff.min>6.1k才能保证D1可靠截止。

当开关闭合时，为了保证Q5饱和导通，必须有下式成立，

上式恒成立，须有

即有

利用戴维南定理，

回路只能保证最大地线偏移0.965V的情况下可靠饱和导通。

该检测电路提供的湿电流典型值为12/2=6mA。

SDS规定：

对于有机械触点的开关，需要提供10mA以上的湿电流，用于在开关闭合瞬间产生微小的火花，烧毁有开关触点积累的污垢，保证开关的使用寿命。

2)对于没有机械触点的开关，比如三极管输出的开关，则需要提供1mA左右的电流，以保证抗干扰能力。

非涉水开关在断开时需要考虑100kΩ的绝缘电阻。

开关闭合时，需要考虑50Ω的触点接触电阻。

需要考虑2.2V的地线编移电压。

　　审核编辑：汤梓红