CN107728539B - 一种电动汽车刹车助力真空泵控制器电路及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车刹车助力真空泵控制器电路及控制方法，压力升高运算放大电路和压力降低运算放大电路分别向单片机提供放大信号，报警输出电路向单片机提供报警信号，温度检测电路向单片机提供当前温度信号，电流保护电路向单片机提供过电流信号，单片机控制真空泵启动，传感器电路提供气压电信号，接地电路确保两个运算放大电路正常工作，电源电路分别向压力升高运算放大电路、压力降低运算放大电路、接地电路、传感器电路、单片机、温度检测电路和真空泵提供电源。本发明通过控制真空泵的启停，实现了控制真空罐内的气压值，起到刹车助力的作用。本发明自身有多重保护功能，避免了烧坏真空泵，提高了真空泵和电瓶的使用寿命。

Description

一种电动汽车刹车助力真空泵控制器电路及控制方法

技术领域

本发明提供一种电动汽车刹车助力真空泵控制器电路及控制方法，涉及压力传感器、自动化控制、放大电路等领域，通过控制真空罐内的负气压来起到刹车助力的作用。

背景技术

新能源汽车作为中国加快培育和发展的战略性新兴产业之一，并且市场的占有量在逐年攀升，新能源汽车已经发张成为一种潮流，而且能享受各种利好政策。目前国内真空泵控制器在技术层面较单一，安全可靠性低，在使用过程中存在不停机，不启动，电源输入端受到电压冲击，烧毁元器件，在残酷环境下，启动点、停止点偏离设定值，造成真空泵频繁启动或不停机，极大消耗真空泵和电瓶的使用寿命，还容易造成真空泵损坏。

比如市面产品是用一电压力开关在低于设定值时启动真空泵8s，停止工作，工作特点非常的机械单一，控制精度低，不仅不能检测真空泵的工作状态，而且电压力开关在残酷的外部环境下，不仅灵敏度低，而且极易失灵，安全稳定性非常低。

发明内容

鉴于现有技术的状况及不足，本发明提供一种电动汽车刹车助力真空泵控制器电路及控制方法。本申请的真空泵控制器连接真空泵，真空泵连接真空罐，真空泵控制器嵌入真空罐内，这样就能检测真空罐内的气压值，把真空罐内压力-0Kpa 至-100Kpa压力信号转换为0—5V电压信号，本发明就是控制真空泵的启停来达到控制真空罐内的气压值，克服了市面上产品存在的缺陷，引入了过压和过流保护，增加了温度补偿功能，避免汽车在烈日下暴晒和寒冬中控制器异常工作等问题。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种电动汽车刹车助力真空泵控制器电路,包括真空泵、真空泵控制器、真空罐，真空泵控制器连接真空泵，真空泵连接真空罐，真空泵控制器嵌入真空罐内，其特征在于：所述真空泵控制器电路包括单片机、电源电路、压力升高运算放大电路、压力降低运算放大电路、接地电路、传感器电路、报警输出电路、温度检测电路、电流保护电路；

所述单片机分别与压力升高运算放大电路、压力降低运算放大电路、接地电路、传感器电路、报警输出电路、温度检测电路、电流保护电路和真空泵连接，压力升高运算放大电路和压力降低运算放大电路分别向单片机提供放大信号，报警输出电路向单片机提供报警信号，温度检测电路向单片机提供当前温度信号，电流保护电路向单片机提供过电流信号，单片机控制真空泵启动，传感器电路分别与压力升高运算放大电路和压力降低运算放大电路连接，提供气压电信号，接地电路分别与压力升高运算放大电路和压力降低运算放大电路连接，确保两个运算放大电路正常工作，所述电源电路分别向压力升高运算放大电路、压力降低运算放大电路、接地电路、传感器电路、单片机、温度检测电路和真空泵提供电源；

所述电源电路具体连接为：电容C2与电阻R12并联，电容C2的一端接地，电容C2的另一端通过电阻R10分别接连接器端口J3的5脚、瞬变抑制二极管D5、二极管D4和二极管D6的正极及MOS管Q3的2脚漏极，MOS管Q3的3脚源极接地， MOS管Q3的1脚栅极依次通过电阻R25、电阻R5接地，二极管D5、二极管D4和二极管D6的负极分别接连接器端口J3的4脚、3脚、压敏电阻RL1、电阻R6、电容C3、电容C1的一端及瞬变抑制二极管D1的负极、二极管D2的正极、12VDC+，二极管D2的负极分别连接电解电容ET1的正极、稳压模块U2的3脚，稳压模块U2的1脚分别接电容C5、电容C6的一端及电源VCC，压敏电阻RL1、电阻R6、电容C3、电容C1、电容C5、电容C6的另一端及电解电容ET1的负极、稳压模块U2的2脚分别接地；

所述传感器电路具体连接为：传感器Q2的4脚和5脚接地，8脚接电源VCC；

所述压力升高运算放大电路具体连接为：运算放大器U3A的1脚分别接电阻R20、电阻R24、电容C9的一端，电阻R20的另一端通过电容C12接地，电阻R24、电容C9的另一端分别接运算放大器U3A的2脚和电阻R22的一端，电阻R22的另一端接传感器电路传感器Q2的2脚，运算放大器U3A的3脚分别接电阻R14、电阻R13、电容C10的一端，电阻R14和电容C10的另一端接地，电阻R13的另一端接电源VCC，运算放大器U3A的4脚分别接电容C15的一端及电源VCC，电容C15的另一端及运算放大器U3A的11脚接地；

所述压力降低运算放大电路具体连接为：运算放大器U3B的6脚分别接电阻R21、电阻R23、电容C8的一端，电阻R21的另一端接传感器电路传感器Q2的6脚，运算放大器U3B的7脚分别接电阻R19的一端及电阻R23和电容C8的另一端，电阻R19的另一端通过电容C11接地；

所述接地电路具体连接为：运算放大器U3D的12脚接地，13脚与14脚相接；

所述电流保护电路具体连接为：运算放大器U3C的8脚分别接电阻R2、电阻R15的一端，电阻R15的另一端通过电容C14接地，电阻R2的另一端分别接电阻R1的一端和运算放大器U3C的9脚，电阻R1的另一端接地，运算放大器U3C的10接电源电路连接器端口J3的5脚；

所述报警输出电路具体连接为：二极管D3的负极分别接电阻R4的一端及电源电路连接器端口J3的2脚，二极管D3的正极接地；

所述单片机电路具体连接为：单片机U5的1脚分别接电容C7、电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电源VCC，电容C7的另一端接单片机U5的4脚及地，单片机U5的3脚接电源VCC，5脚接电源电路电阻R25和电阻R5的连接端，6脚通过开关K1接地，7脚通过开关K2接地，8脚接报警输出电路电阻R4的另一端，10脚接电流保护电路电阻R15和电容C14的连接端，11脚接温度检测电路电阻R16和电阻R17的连接端，12脚接压力降低运算放大电路运算放大器U3B的5脚，13脚接压力升高运算放大电路电阻R20和电容C12的连接端，14脚接压力降低运算放大电路电阻R19和电容C11的连接端，15脚接电源电路电阻R10和电阻R12的连接端，16脚分别接电阻R9、电阻R18和电容C13的一端，电阻R9的另一端接12VDC+，电阻R18和电容C13的另一端接地；

所述单片机U5的型号为MC9S08SC4，传感器Q2的型号为S101，U3A、运算放大器U3B、运算放大器U3C、运算放大器U3D为型号LM124四运放集成运算放大器，稳压块U2的型号为78L05，二极管D3 为 3.3V稳压管，瞬变抑制二极管D1的型号为SMCJ24CA ，瞬变抑制二极管D5的型号为SMCJ28CA，二极管D2的型号为S1G，二极管D4、 D6的型号均为SK54B ， MOS管Q3的型号为NTD4904N 。

一种电动汽车刹车助力真空泵控制器电路的控制方法，其特征在于，控制方法如下：

工作时，连接器端口J3的1脚接12VDC-，3脚接12VDC+，4脚、5脚连接真空泵，通电后，12VDC+流过二极管D2进入稳压模块U2，稳压模块U2的1脚输出为5V的高电平VCC，其中二极管D2的作用防止电源插反对电路造成损坏，压敏电阻RL1为电压保护器件，当电压高于17V时，瞬间导通接地，避免对电路造成损坏，瞬变抑制二极管D1能瞬间吸收12V电源端的浪涌保护电路，电容用来滤波，高电平VCC同时给传感器Q2、运算放大器U3、单片机U5上电，传感器Q2上电后，将空气气压的压力信号转换为电信号，通过2脚输出电压信号signal+，signal+进入运算放大器U3A的2脚，经过放大后，通过1脚输送给单片机U5，其中运算放大器U3A将微弱的电压信号放大，放大倍数为R20/R 24=20000/820=24.4，以便能更精确的采集信号，传感器Q2的6脚输出电压信号signal-，signal-进入运算放大器U3B的6脚，经过放大后通过运算放大器U3B 的7脚输送给单片机U5，当单片机U5收到电压信号后，通过模拟数字转换功能将电压信号转换为数字信号，单片机U5对接收到的数字信号进行判定，当传感器Q2检测到的气压值低于设定的真空泵启动点时，单片机U5的5脚输出4.8V电压，MOS管Q3的2脚与3脚导通接地，真空泵开始工作，直到传感器检测到的气压值到达设定的真空泵停止点时，单片机U5的5脚输出0V电压，真空泵停止工作，如此循环往复，通过控制真空泵的启停来达到控制真空罐内负气压的范围值，即-45Kpa～-80Kpa，用真空罐内的负气压的拉力来起到刹车助力的作用；

我们在使用真空泵控制器之前，需要将控制器的启动点和停止点进行人为设定，具体操作方法是，将真空泵控制器接通电源，当真空度到达标定停止点，气压值-80KPa，由压力数显表测得，按下开关K1键，使U5的6脚接地，单片机U5的6脚由高电平跳变成低电平，单片机U5检测到低电平信号后，这时单片机U5通过模拟数字转换功能采集记录下经过运算放大器U3A放大的ADS+模拟电压信号，将其转换成数字信号后，进行存储，此时完成了真空泵控制器停止点的标定工作；

同理，当真空度到启动点，气压值-45KPa，由压力数显表测得，按下K2键，使单片机U5的7脚接地，单片机U5的7管脚由高电平跳变成低电平，单片机U5检测到低电平信号后，这时单片机U5通过模拟数字转换功能采集记录下经过运算放大器U3B放大的ADS-压力信号，并进行存储，此时完成了真空泵控制器启动点的标定工作；

当真空泵工作异常后如不停机、不启动，单片机U5的8脚alarm out输出5V高电平，经过二极管D3的负极输出3.3V报警电压，单片机U5的1脚为复位键，每次单片机U5上电，单片机U5进行一次复位，因为时序电路内部的很多基本单元刚上电的时候状态不确定，也就是寄存器的值是随机数，进而造成由这些寄存器配置的硬件功能也都是不确定的状态，复位就是把这些不确定的状态全部设置为预定的值，单片机U5的2脚为单片机烧录接口，单片机U5的8脚为报警输出，单片机U5的10脚为电流保护功能，二极管D4和二极管D6都是用来抵消真空泵停止时产生的反向电动势，以免对真空泵造成损坏, 单片机U5吸收反向电动势的瞬间浪涌，运算放大器U3C的10脚将真空泵的工作电流从插座J3的5脚DJG点采样，通过其8脚放大后传给单片机U5，当电流高于设定值时，单片机U5的5脚停止输出4.8V电压，真空泵停止工作，做到过流保护，单片机U5的11脚检测温度，热敏电阻 R17 随温度变化而阻值改变，这样单片机U5的11脚的电压值就会放生变化，单片机U5通过11脚电压的变化，来实现温度的采集工作，由于传感器Q2对温度比较敏感，在同一气压压力值下，不同温度时传感器Q2输出的电压值会有微小的变化，这就造成了真空泵控制器标定的起动点和停止点的改变，比如在-45KPa气压下，25℃时传感器Q2的输出电压为2.0V，75℃时传感器Q2输出为2.3V，这样就造成了真空泵启动点和停止点随温度变化而改变，单片机U5检测到的温度与传感器Q2工作的温度曲线结合，判定在哪种温度下选择哪条温度曲线，这样温度的变化就不会造成真空泵启动点和停止点的改变，做到温度补偿，单片机U5的12脚检测运算放大器U3A的3脚的基准电压Vref,基准电压为Vcc的一半，确认运算放大器U3A正常工作，单片机U5的15脚AD DJJC检测真空泵的工作状态，当真空泵停止工作时单片机U5的15脚电压为2V，当真空泵工作时，电压为0，U5的16脚检测12V电源电压，当电压高于2 V时，真空泵停止工作，以免烧坏真空泵，做到过压保护。

本发明的有益效果是：与市面上传统的真空泵控制器相比，本款控制器有以下几点优势，其一，安全性能可靠，比如控制器有报警输出端，控制器异常工作会发出报警，提醒驾驶员发现问题。其二，有过压保护功能，如电源输入端出现浪涌，过压保护器件能瞬间保护电路。其三，有过流保护功能，如真空泵发生阻转时，造成电流过大，控制器控制真空泵停止工作，并发出报警。其四，本发明还攻克了市面上现有的真空泵控制器产品存在的缺陷，增加了温度补偿功能，如在烈日下暴晒或寒冬中，由于控制器的传感器对温度较为敏感，这造成了控制器在较高或较低的温度下启动点、停止点偏离设定值，温度补偿功能恰好避免汽车在烈日下暴晒或寒冬中控制器异常工作等问题。

结合以上几点，本发明通过控制真空泵的启停，实现了控制真空罐内的气压值，起到刹车助力的作用。本发明克服了市面上产品存在的缺陷，引入了过压和过流保护，增加了温度补偿功能，避免汽车在烈日下暴晒和寒冬中控制器异常工作等问题的发生。

本发明自动化程度较高、对外界抗干扰能力强如温度变化等，而且自身有多重保护功能如电压、电流保护、真空泵运动状态检测、异常报警电路等，因此安全性稳定性可靠性得到极大提升，避免了烧坏真空泵，提高了真空泵和电瓶的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的电路连接框图；

图2为本发明的电源电路图；

图3为本发明的传感器电路图；

图4为本发明的压力升高运算放大电路图；

图5为本发明的压力降低运算放大电路图；

图6为本发明的接地电路图；

图7为本发明的电流保护电路图；

图8为本发明的报警输出电路图；

图9为本发明的单片机电路图；

图10为本发明的温度检测电路图。

具体实施方式

如图1至图10所示，一种电动汽车刹车助力真空泵控制器电路,包括真空泵、真空泵控制器、真空罐，真空泵控制器连接真空泵，真空泵连接真空罐，真空泵控制器嵌入真空罐内。

真空泵控制器电路包括单片机、电源电路、压力升高运算放大电路、压力降低运算放大电路、接地电路、传感器电路、报警输出电路、温度检测电路、电流保护电路。

单片机分别与压力升高运算放大电路、压力降低运算放大电路、接地电路、传感器电路、报警输出电路、温度检测电路、电流保护电路和真空泵连接，压力升高运算放大电路和压力降低运算放大电路分别向单片机提供放大信号，报警输出电路向单片机提供报警信号，温度检测电路向单片机提供当前温度信号，电流保护电路向单片机提供过电流信号，单片机控制真空泵启动，传感器电路分别与压力升高运算放大电路和压力降低运算放大电路连接，提供气压电信号，接地电路分别与压力升高运算放大电路和压力降低运算放大电路连接，确保两个运算放大电路正常工作，电源电路分别向压力升高运算放大电路、压力降低运算放大电路、接地电路、传感器电路、单片机、温度检测电路和真空泵提供电源。

电源电路具体连接为：电容C2与电阻R12并联，电容C2的一端接地，电容C2的另一端通过电阻R10分别接连接器端口J3的5脚、瞬变抑制二极管D5、二极管D4和二极管D6的正极及MOS管Q3的2脚漏极，MOS管Q3的3脚源极接地， MOS管Q3的1脚栅极依次通过电阻R25、电阻R5接地，二极管D5、二极管D4和二极管D6的负极分别接连接器端口J3的4脚、3脚、压敏电阻RL1、电阻R6、电容C3、电容C1的一端及瞬变抑制二极管D1的负极、二极管D2的正极、12VDC+，二极管D2的负极分别连接电解电容ET1的正极、稳压模块U2的3脚，稳压模块U2的1脚分别接电容C5、电容C6的一端及电源VCC，压敏电阻RL1、电阻R6、电容C3、电容C1、电容C5、电容C6的另一端及电解电容ET1的负极、稳压模块U2的2脚分别接地；

所述传感器电路具体连接为：传感器Q2的4脚和5脚接地，8脚接电源VCC。

压力升高运算放大电路具体连接为：运算放大器U3A的1脚分别接电阻R20、电阻R24、电容C9的一端，电阻R20的另一端通过电容C12接地，电阻R24、电容C9的另一端分别接运算放大器U3A的2脚和电阻R22的一端，电阻R22的另一端接传感器电路传感器Q2的2脚，运算放大器U3A的3脚分别接电阻R14、电阻R13、电容C10的一端，电阻R14和电容C10的另一端接地，电阻R13的另一端接电源VCC，运算放大器U3A的4脚分别接电容C15的一端及电源VCC，电容C15的另一端及运算放大器U3A的11脚接地。

压力降低运算放大电路具体连接为：运算放大器U3B的6脚分别接电阻R21、电阻R23、电容C8的一端，电阻R21的另一端接传感器电路传感器Q2的6脚，运算放大器U3B的7脚分别接电阻R19的一端及电阻R23和电容C8的另一端，电阻R19的另一端通过电容C11接地。

接地电路具体连接为：运算放大器U3D的12脚接地，13脚与14脚相接。

电流保护电路具体连接为：运算放大器U3C的8脚分别接电阻R2、电阻R15的一端，电阻R15的另一端通过电容C14接地，电阻R2的另一端分别接电阻R1的一端和运算放大器U3C的9脚，电阻R1的另一端接地，运算放大器U3C的10接电源电路连接器端口J3的5脚。

报警输出电路具体连接为：二极管D3的负极分别接电阻R4的一端及电源电路连接器端口J3的2脚，二极管D3的正极接地。

单片机电路具体连接为：单片机U5的1脚分别接电容C7、电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电源VCC，电容C7的另一端接单片机U5的4脚及地，单片机U5的3脚接电源VCC，5脚接电源电路电阻R25和电阻R5的连接端，6脚通过开关K1接地，7脚通过开关K2接地，8脚接报警输出电路电阻R4的另一端，10脚接电流保护电路电阻R15和电容C14的连接端，11脚接温度检测电路电阻R16和电阻R17的连接端，12脚接压力降低运算放大电路运算放大器U3B的5脚，13脚接压力升高运算放大电路电阻R20和电容C12的连接端，14脚接压力降低运算放大电路电阻R19和电容C11的连接端，15脚接电源电路电阻R10和电阻R12的连接端，16脚分别接电阻R9、电阻R18和电容C13的一端，电阻R9的另一端接12VDC+，电阻R18和电容C13的另一端接地。

单片机U5的型号为MC9S08SC4，传感器Q2的型号为S101，U3A、运算放大器U3B、运算放大器U3C、运算放大器U3D为型号LM124四运放集成运算放大器，稳压块U2的型号为78L05，二极管D3 为 3.3V稳压管，瞬变抑制二极管D1的型号为SMCJ24CA ，瞬变抑制二极管D5的型号为SMCJ28CA，二极管D2的型号为S1G，二极管D4、 D6的型号均为SK54B ， MOS管Q3的型号为NTD4904N 。

一种电动汽车刹车助力真空泵控制器电路的控制方法，控制方法如下：

工作时，连接器端口J3的1脚接12VDC-，3脚接12VDC+，4脚、5脚连接真空泵，通电后，12VDC+流过二极管D2进入稳压模块U2，稳压模块U2的1脚输出为5V的高电平VCC，其中二极管D2的作用防止电源插反对电路造成损坏，压敏电阻RL1为电压保护器件，当电压高于17V时，瞬间导通接地，避免对电路造成损坏，瞬变抑制二极管D1能瞬间吸收12V电源端的浪涌保护电路，电容用来滤波，高电平VCC同时给传感器Q2、运算放大器U3、单片机U5上电，传感器Q2上电后，将空气气压的压力信号转换为电信号，通过2脚输出电压信号signal+，signal+进入运算放大器U3A的2脚，经过放大后，通过1脚输送给单片机U5，其中运算放大器U3A将微弱的电压信号放大，放大倍数为R20/R 24=20000/820=24.4，以便能更精确的采集信号，传感器Q2的6脚输出电压信号signal-，signal-进入运算放大器U3B的6脚，经过放大后通过运算放大器U3B 的7脚输送给单片机U5，当单片机U5收到电压信号后，通过模拟数字转换功能将电压信号转换为数字信号，单片机U5对接收到的数字信号进行判定，当传感器Q2检测到的气压值低于设定的真空泵启动点时，单片机U5的5脚输出4.8V电压，MOS管Q3的2脚与3脚导通接地，真空泵开始工作，直到传感器检测到的气压值到达设定的真空泵停止点时，单片机U5的5脚输出0V电压，真空泵停止工作，如此循环往复，通过控制真空泵的启停来达到控制真空罐内负气压的范围值，即-45Kpa～-80Kpa，用真空罐内的负气压的拉力来起到刹车助力的作用。

我们在使用真空泵控制器之前，需要将控制器的启动点和停止点进行人为设定，具体操作方法是，将真空泵控制器接通电源，当真空度到达标定停止点，气压值-80KPa，由压力数显表测得，按下开关K1键，使U5的6脚接地，单片机U5的6脚由高电平跳变成低电平，单片机U5检测到低电平信号后，这时单片机U5通过模拟数字转换功能采集记录下经过运算放大器U3A放大的ADS+模拟电压信号，将其转换成数字信号后，进行存储，此时完成了真空泵控制器停止点的标定工作。

同理，当真空度到启动点，气压值-45KPa，由压力数显表测得，按下K2键，使单片机U5的7脚接地，单片机U5的7管脚由高电平跳变成低电平，单片机U5检测到低电平信号后，这时单片机U5通过模拟数字转换功能采集记录下经过运算放大器U3B放大的ADS-压力信号，并进行存储，此时完成了真空泵控制器启动点的标定工作。

当真空泵工作异常后如不停机、不启动，单片机U5的8脚alarm out输出5V高电平，经过二极管D3的负极输出3.3V报警电压，单片机U5的1脚为复位键，每次单片机U5上电，单片机U5进行一次复位，因为时序电路内部的很多基本单元刚上电的时候状态不确定，也就是寄存器的值是随机数，进而造成由这些寄存器配置的硬件功能也都是不确定的状态，复位就是把这些不确定的状态全部设置为预定的值，单片机U5的2脚为单片机烧录接口，单片机U5的8脚为报警输出，单片机U5的10脚为电流保护功能，二极管D4和二极管D6都是用来抵消真空泵停止时产生的反向电动势，以免对真空泵造成损坏, 单片机U5吸收反向电动势的瞬间浪涌，运算放大器U3C的10脚将真空泵的工作电流从插座J3的5脚DJG点采样，通过其8脚放大后传给单片机U5，当电流高于设定值时，制单片机U5的5脚停止输出4.8V电压，真空泵停止工作，做到过流保护，单片机U5的11脚检测温度，热敏电阻 R17 随温度变化而阻值改变，这样单片机U5的11脚的电压值就会放生变化，单片机U5通过11脚电压的变化，来实现温度的采集工作，由于传感器Q2对温度比较敏感，在同一气压压力值下，不同温度时传感器Q2输出的电压值会有微小的变化，这就造成了真空泵控制器标定的起动点和停止点的改变，比如在-45KPa气压下，25℃时传感器Q2的输出电压为2.0V，75℃时传感器Q2输出为2.3V，这样就造成了真空泵启动点和停止点随温度变化而改变，单片机U5检测到的温度与传感器Q2工作的温度曲线结合，判定在哪种温度下选择哪条温度曲线，这样温度的变化就不会造成真空泵启动点和停止点的改变，做到温度补偿，单片机U5的12脚检测运算放大器U3A的3脚的基准电压Vref,基准电压为Vcc的一半，确认运算放大器U3A正常工作，单片机U5的15脚 AD DJJC检测真空泵的工作状态，当真空泵停止工作时单片机U5的15脚电压为2V，当真空泵工作时，电压为0，U5的16脚检测12V电源电压，当电压高于2 V时，真空泵停止工作，以免烧坏真空泵，做到过压保护。

Claims (1)

1.一种采用电动汽车刹车助力真空泵控制器电路的控制方法，其特征在于：所述真空泵控制器电路包括真空泵、真空泵控制器、真空罐，真空泵控制器连接真空泵，真空泵连接真空罐，真空泵控制器嵌入真空罐内；

所述真空泵控制器电路还包括单片机、电源电路、压力升高运算放大电路、压力降低运算放大电路、接地电路、传感器电路、报警输出电路、温度检测电路、电流保护电路；

所述单片机分别与压力升高运算放大电路、压力降低运算放大电路、接地电路、传感器电路、报警输出电路、温度检测电路、电流保护电路和真空泵连接，压力升高运算放大电路和压力降低运算放大电路分别向单片机提供放大信号，报警输出电路向单片机提供报警信号，温度检测电路向单片机提供当前温度信号，电流保护电路向单片机提供过电流信号，单片机控制真空泵启动，传感器电路分别与压力升高运算放大电路和压力降低运算放大电路连接，提供气压电信号，接地电路分别与压力升高运算放大电路和压力降低运算放大电路连接，确保两个运算放大电路正常工作，所述电源电路分别向压力升高运算放大电路、压力降低运算放大电路、接地电路、传感器电路、单片机、温度检测电路和真空泵提供电源；

所述电源电路具体连接为：电容C2与电阻R12并联，电容C2的一端接地，电容C2的另一端通过电阻R10分别接连接器端口J3的5脚、瞬变抑制二极管D5、二极管D4和二极管D6的正极及MOS管Q3的2脚漏极，MOS管Q3的3脚源极接地，MOS管Q3的1脚栅极依次通过电阻R25、电阻R5接地，二极管D5、二极管D4和二极管D6的负极分别接连接器端口J3的4脚和3脚、压敏电阻RL1、电阻R6、电容C3、电容C1的一端及瞬变抑制二极管D1的负极、二极管D2的正极、12VDC+，二极管D2的负极分别连接电解电容ET1的正极、稳压模块U2的3脚，稳压模块U2的1脚分别接电容C5、电容C6的一端及电源VCC，压敏电阻RL1、电阻R6、电容C3、电容C1、电容C5、电容C6的另一端及电解电容ET1的负极、稳压模块U2的2脚分别接地；

所述传感器电路具体连接为：传感器Q2的4脚和5脚接地，传感器Q2的8脚接电源VCC；

所述压力升高运算放大电路具体连接为：运算放大器U3A的1脚分别接电阻R20、电阻R24、电容C9的一端，电阻R20的另一端通过电容C12接地，电阻R24、电容C9的另一端分别接运算放大器U3A的2脚和电阻R22的一端，电阻R22的另一端接传感器电路传感器Q2的2脚，运算放大器U3A的3脚分别接电阻R14、电阻R13、电容C10的一端，电阻R14和电容C10的另一端接地，电阻R13的另一端接电源VCC，运算放大器U3A的4脚分别接电容C15的一端及电源VCC，电容C15的另一端及运算放大器U3A的11脚接地；所述压力降低运算放大电路具体连接为：运算放大器U3B的6脚分别接电阻R21、电阻R23、电容C8的一端，电阻R21的另一端接传感器电路传感器Q2的6脚，运算放大器U3B的7脚分别接电阻R19的一端及电阻R23和电容C8的另一端，电阻R19的另一端通过电容C11接地；

所述接地电路具体连接为：运算放大器U3D的12脚接地，运算放大器U3D的13脚与14脚相接；

所述电流保护电路具体连接为：运算放大器U3C的8脚分别接电阻R2、电阻R15的一端，电阻R15的另一端通过电容C14接地，电阻R2的另一端分别接电阻R1的一端和运算放大器U3C的9脚，电阻R1的另一端接地，运算放大器U3C的10接电源电路连接器端口J3的5脚；

所述报警输出电路具体连接为：二极管D3的负极分别接电阻R4的一端及电源电路连接器端口J3的2脚，二极管D3的正极接地；

所述单片机电路具体连接为：单片机U5的1脚分别接电容C7、电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电源VCC，电容C7的另一端接单片机U5的4脚及地，单片机U5的3脚接电源VCC，单片机U5的5脚接电源电路电阻R25和电阻R5的连接端，单片机U5的6脚通过开关K1接地，单片机U5的7脚通过开关K2接地，单片机U5的8脚接报警输出电路电阻R4的另一端，单片机U5的10脚接电流保护电路电阻R15和电容C14的连接端，单片机U5的11脚接温度检测电路电阻R16和电阻R17的连接端，单片机U5的12脚接压力降低运算放大电路运算放大器U3B的5脚，单片机U5的13脚接压力升高运算放大电路电阻R20和电容C12的连接端，单片机U5的14脚接压力降低运算放大电路电阻R19和电容C11的连接端，单片机U5的15脚接电源电路电阻R10和电阻R12的连接端，单片机U5的16脚分别接电阻R9、电阻R18和电容C13的一端，电阻R9的另一端接12VDC+，电阻R18和电容C13的另一端接地；

所述单片机U5的型号为MC9S08SC4，传感器Q2的型号为S101，运算放大器U3A、运算放大器U3B、运算放大器U3C、运算放大器U3D为型号LM124四运放集成运算放大器，稳压块U2的型号为78L05，二极管D3为3.3V稳压管，瞬变抑制二极管D1的型号为SMCJ24CA，瞬变抑制二极管D5的型号为SMCJ28CA，二极管D2的型号为S1G，二极管D4、D6的型号均为SK54B，MOS管Q3的型号为NTD4904N；

控制方法如下：工作时，连接器端口J3的1脚接12VDC-，连接器端口J3的3脚接12VDC+，连接器端口J3的4脚、连接器端口J3的5脚连接真空泵，通电后，12VDC+流过二极管D2进入稳压模块U2，稳压模块U2的1脚输出为5V的高电平VCC，其中二极管D2的作用防止电源插反对电路造成损坏，压敏电阻RL1为电压保护器件，当电压高于17V时，瞬间导通接地，避免对电路造成损坏，瞬变抑制二极管D1能瞬间吸收12V电源端的浪涌保护电路，电容用来滤波，高电平VCC同时给传感器Q2、运算放大器U3、单片机U5上电，传感器Q2上电后，将空气气压的压力信号转换为电信号，通过传感器Q2的2脚输出电压信号signal+，signal+进入运算放大器U3A的2脚，经过放大后，通过运算放大器U3A的1脚输送给单片机U5，其中运算放大器U3A将微弱的电压信号放大，放大倍数为R20/R 24=20000/820=24.4，以便能更精确的采集信号，传感器Q2的6脚输出电压信号signal-，signal-进入运算放大器U3B的6脚，经过放大后通过运算放大器U3B的7脚输送给单片机U5，当单片机U5收到电压信号后，通过模拟数字转换功能将电压信号转换为数字信号，单片机U5对接收到的数字信号进行判定，当传感器Q2检测到的气压值低于设定的真空泵启动点时，单片机U5的5脚输出4.8V电压，MOS管Q3的2脚与MOS管Q3的3脚导通接地，真空泵开始工作，直到传感器检测到的气压值到达设定的真空泵停止点时，单片机U5的5脚输出0V电压，真空泵停止工作，如此循环往复，通过控制真空泵的启停来达到控制真空罐内负气压的范围值，即-45Kpa～-80Kpa，用真空罐内的负气压的拉力来起到刹车助力的作用；

使用真空泵控制器之前，需要将控制器的启动点和停止点进行人为设定，具体操作方法是，将真空泵控制器接通电源，当真空度到达标定停止点，气压值-80KPa，由压力数显表测得，按下开关K1键，使U5的6脚接地，单片机U5的6脚由高电平跳变成低电平，单片机U5检测到低电平信号后，这时单片机U5通过模拟数字转换功能采集记录下经过运算放大器U3A放大的ADS+模拟电压信号，将其转换成数字信号后，进行存储，此时完成了真空泵控制器停止点的标定工作；

同理，当真空度到启动点，气压值-45KPa，由压力数显表测得，按下K2键，使单片机U5的7脚接地，单片机U5的7脚由高电平跳变成低电平，单片机U5检测到低电平信号后，这时单片机U5通过模拟数字转换功能采集记录下经过运算放大器U3B放大的ADS-压力信号，并进行存储，此时完成了真空泵控制器启动点的标定工作；

当真空泵不停机或不启动工作异常后，单片机U5的8脚alarm out输出5V高电平，经过二极管D3的负极输出3.3V报警电压，单片机U5的1脚为复位键，每次单片机U5上电，单片机U5进行一次复位，因为时序电路内部的基本单元刚上电的时候状态不确定，也就是寄存器的值是随机数，进而造成由这些寄存器配置的硬件功能也都是不确定的状态，复位就是把这些不确定的状态全部设置为预定的值，单片机U5的2脚为单片机烧录接口，单片机U5的8脚为报警输出，单片机U5的10脚为电流保护功能，二极管D4和二极管D6都是用来抵消真空泵停止时产生的反向电动势，以免对真空泵造成损坏，单片机U5吸收反向电动势的瞬间浪涌，运算放大器U3C的10脚将真空泵的工作电流从插座J3的5脚DJG点采样，通过运算放大器U3C的8脚放大后传给单片机U5，当电流高于设定值时，单片机U5的5脚停止输出4.8V电压，真空泵停止工作，做到过流保护，单片机U5的11脚检测温度，热敏电阻R17随温度变化而阻值改变，这样单片机U5的11脚的电压值就会放生变化，单片机U5通过11脚电压的变化，来实现温度的采集工作，由于传感器Q2对温度比较敏感，在同一气压压力值下，不同温度时传感器Q2输出的电压值会有微小的变化，这就造成了真空泵控制器标定的起动点和停止点的改变，在-45KPa气压下，25℃时传感器Q2的输出电压为2.0V，75℃时传感器Q2输出为2.3V，这样就造成了真空泵启动点和停止点随温度变化而改变，单片机U5检测到的温度与传感器Q2工作的温度曲线结合，判定在哪种温度下选择哪条温度曲线，这样温度的变化就不会造成真空泵启动点和停止点的改变，做到温度补偿，单片机U5的12脚检测运算放大器U3A的3脚的基准电压Vref，基准电压为Vcc的一半，确认运算放大器U3A正常工作，单片机U5的15脚ADDJJC检测真空泵的工作状态，当真空泵停止工作时单片机U5的15脚电压为2V，当真空泵工作时，电压为0，U5的16脚检测12V电源电压，当电压高于2V时，真空泵停止工作，以免烧坏真空泵，做到过压保护。