以極高的速度把兩端間的阻抗值由高阻抗變?yōu)榈妥杩梗找粋€大電流，從而把兩段的電壓鉗位在一個預(yù)定的數(shù)值上，保護后面的電子元器件不因瞬間的高電壓沖擊而損壞。CVX80A470M是壓敏電阻，用于保護后續(xù)電路，當有高電壓或瞬時脈沖時，用來吸收高壓或瞬時脈沖，穩(wěn)定電源的輸入。Cl為0.1uF的電容，用來吸收差模高頻干擾。LI是大容量陶瓷電容器和鐵氧體磁珠等組成的高性能EMI濾波器，此類濾波器能夠有效抑制從低頻到高頻很寬頻帶范圍中的EMI噪聲。C2為0.1uF的電容，進一步吸收差模高頻干擾。C3為50V，100uF的電解電容，其能平滑電源輸出紋波，吸收低頻干擾。通過這一系列的EMI處理，SCR控制系統(tǒng)滿足汽車在電子打火或電源跌落強烈干擾下正常工作。
[0042]系統(tǒng)需要24V到5V的電壓轉(zhuǎn)換，采用TEL4271-2，其是高性能汽車穩(wěn)壓LDO電源，正常工作電壓為42V，瞬時最大輸入電壓為65V，輸出電流為650mA，靜態(tài)電流極低，并帶有硬件看門狗功能，很好的滿足系統(tǒng)需求。在其輸入前，用Fl自恢復(fù)二級管保護整個MCU模塊的安全性，這里采用60V耐壓，0.6A的自恢復(fù)二級管，當系統(tǒng)主電源電流大于0.6A時，F(xiàn)l工作，主電源斷開，保護系統(tǒng)硬件安全，當主電源電流小于0.6A，F(xiàn)l相當于導(dǎo)體，電源穩(wěn)定通過F1。
[0043]為了滿足系統(tǒng)低功耗設(shè)計功能，在系統(tǒng)進入低功耗時，除了 MCU和相關(guān)喚醒源工作以外，其它所有外圍電路都處于掉電狀態(tài)，這樣更能節(jié)約能源，本設(shè)計外圍用到了 24V和5V電源，因此，設(shè)計了電路管理這兩部分供電電路，其中，24V電路管理由MOSEFT管TP061K和2N7002來完成，當2N7002的G極為低時，VT2截止，VTl的S極和D極都為24V，VTl也截止，當2N7002的G極為高時，VT2導(dǎo)通，VTl的S極為24V，D極為低，這樣VTl導(dǎo)通，24VP能輸出+24V電壓。外圍5V電源采用MOSEFT管RRT0202P2來實現(xiàn)，當VT3的G極為低時，VT3導(dǎo)通，外圍5V電源輸出有效，當VT3的G極為高時，VT3截止，外圍5V電源截止。
[0044]為了保證系統(tǒng)的高可靠性，設(shè)計有硬件看門狗功能，當MCU由于干擾或軟件BUG蕩機時，MCU軟件就不能在給定的時間內(nèi)給TLE4271喂狗，TLE4271輸出復(fù)位信號，復(fù)位MCU，使MCU重新工作，從而保證系統(tǒng)的正常工作。為了滿足系統(tǒng)低功耗功能，當MCU進入低功耗以后，硬件看門狗就不能起作用。本設(shè)計采用74HC1來實現(xiàn)硬件看門狗和低功耗共存功能，當MCU從低功耗喚醒后，清除DIS_D0G為低，這樣，TLE4271輸出的RESET狀態(tài)就輸出在74HC1的輸出端，當不給TLE4271喂狗時，TLE4271輸出復(fù)位信號，復(fù)位MCU，當系統(tǒng)進入低功耗掉電模式以后，74HC1的DIS_D0G為高，這樣，不管TLE4271輸出的RESET狀態(tài)怎么樣，74HC1的輸出端始終為高，這樣就不能復(fù)位MCU。
[0045]上游溫度信號處理模塊103及下游溫度信號處理模塊104是對上下游溫度信號采集處理電路，兩路信號輸出都是電阻信號，為了實現(xiàn)信息采集，需要把這些傳感器輸入信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，再通過MCU的A/D1轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)傳感器信號的采集。為了保證系統(tǒng)的采集精度，避免SCR系統(tǒng)其它電源不穩(wěn)定給A/D1轉(zhuǎn)換帶來的精度影響，SCR控制器設(shè)計采用A/D1轉(zhuǎn)換電源和參考電源相互獨立并和主電源分開，以減少他們之間的互相干擾，設(shè)計了參考電壓電路和A/D1轉(zhuǎn)換5V用的電路，其電路圖如圖4:參考電壓是A/D1采集精度的主要影響因數(shù)之一，這里采用NCV1009D，NCV1009D是高精度參考電壓源，其紋波能達到5mV，輸出為2.5V，電路外圍所需器件少，溫度范圍寬，性價比高，系統(tǒng)5V電源通過R12后，由NCV1009D輸出2.5V輸出給MCU的A/D1作為參考電源。其中C8、C9、ClO為濾波電容。A/Dl轉(zhuǎn)換模塊所用5V電源采用TL431B來實現(xiàn)，TL431B是大電流、穩(wěn)定性好的參考電源，其最大電流能到100mA，經(jīng)過EMI處理后的24V輸入到TL431B的輸入端，通過R14和R15的匹配，輸出為5V電壓，提供給A/D1轉(zhuǎn)換模塊做獨立的電源使用。
[0046]上下游溫度傳感器都是電阻信號，其輸出特性是不同的溫度對應(yīng)不同的電阻值，這里采用IK的上拉電阻把電阻信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，如R22、R26。溫度傳感器一端接R22和R26下端，另一端和A/D1轉(zhuǎn)換地相連接。溫度傳感器是電阻信號，對電壓波動很敏感，這里輸入電壓采用TL431B獨立于其它電源的電壓，其穩(wěn)定性好，減少對系統(tǒng)的影響，同時溫度傳感器受采集電路負載變化影響也很大，這里采用MC33127運算放大器作為隔離輸入和輸出，運算放大器工作在跟隨器模式，其把傳感器的輸出電壓1:1的傳輸給MCU的A/D1轉(zhuǎn)換輸入端，其輸入是高阻態(tài)，故不影響傳感器電阻轉(zhuǎn)換電壓電路，溫度傳感器通過IK電阻上拉后，變成電壓信號，通過MC33127同相端輸入，放大器輸出端輸出，其中C16、C19電容起抑制放大器自激作用，R25和R29是限流電阻，其限制放大器輸出的電流，C18、C20起對輸出傳感器電壓信號濾波作用，通過濾波的傳感器電壓信號由MCU模塊101的A/D1的第I和第2通道采集，其電路圖如圖5。
[0047]尿素罐溫度信號處理模塊105及尿素罐液位信號處理模塊106是對尿素罐溫度和液位采集和處理電路，這兩路信號輸出都是電阻信號，為了實現(xiàn)信息采集，需要把這些傳感器輸入信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，再通過MCU的A/D1轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)傳感器信號的采集。其所用電源采用和上下游溫度傳感器所用TL431B來實現(xiàn)，電壓基準也用上下游溫度傳感器所用NCV1009D來實現(xiàn)。
[0048]尿素罐溫度和液位傳感器采集電路和上下游溫度采集電路原理基本一樣，其主要差別在尿素罐溫度和液位傳感器電阻信號輸出最大和最小值差別比較大，通過一個上拉電阻，其調(diào)整后的輸出電壓很難滿足0-2.5V的電壓信號和電壓信號輸出的變化率之間的均衡，電壓信號必須在0-2.5V之間，但如果變化率太小，再采集過程中，誤差就太大。在本設(shè)計中，采用2個電阻串連，取串聯(lián)電阻中間的電壓信號，滿足電阻信號轉(zhuǎn)移成電壓0-2.5V的電壓信號同時，變化率也滿足采集要求，電路圖如圖6。
[0049]尿素罐溫度傳感器是電阻信號，其輸出特性是不同的溫度對應(yīng)不同的電阻值，其溫度變化時，所對應(yīng)的電阻值變化大，這里采用R31和R32組成電阻網(wǎng)絡(luò)來把其電阻信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，尿素罐溫度傳感器一端接A/D1轉(zhuǎn)換模塊用的獨立的5V電源，另一端接R31電阻一端，其輸出電壓信號通過R31和R32中間輸出，這里采用MC33127運算放大器作為隔離輸入和輸出，運算放大器工作在跟隨器模式，其把傳感器的輸出電壓1:1的傳輸給MCU的A/D1轉(zhuǎn)換輸入端，其輸入是高阻態(tài)，故不影響傳感器電阻轉(zhuǎn)換電壓電路，通過MC33127同相端輸入，放大器輸出端輸出，其中R35是限流電阻，C21電容起抑制放大器自激作用，C22起對輸出傳感器電壓信號濾波作用，放大器輸出電壓信號由MCU模塊101的A/D1的第3通道采集。
[0050]尿素罐液位傳感器是電阻信號，其輸出特性是不同的溫度對應(yīng)不同的電阻值，其液位變化時，所對應(yīng)的電阻值變化大，這里采用R36和R37組成電阻網(wǎng)絡(luò)來把其電阻信號轉(zhuǎn)化成電壓信號，尿素罐液位傳感器一端接A/D1轉(zhuǎn)換模塊用的獨立的5V電源，另一端接R36電阻一端，其輸出電壓信號通過R36和R37中間輸出，這里采用MC33127運算放大器作為隔離輸入和輸出，運算放大器工作在跟隨器模式，其把傳感器的輸出電壓1:1的傳輸給MCU的A/D1轉(zhuǎn)換輸入端，其輸入是高阻態(tài)，故不影響傳感器電阻轉(zhuǎn)換電壓電路，通過MC33127同相端輸入，放大器輸出端輸出，其中R40是限流電阻，C25電容起抑制放大器自激作用，C24起對輸出傳感器電壓信號濾波作用，放大器輸出電壓信號由MCU模塊101的A/D的第4通道米集。
[0051]功率驅(qū)動模塊107是SCR控制器加熱化冰功能，當尿素罐溫度低于零下13°時，尿素罐、尿素溶液供給系統(tǒng)和尿素溶液回流系統(tǒng)就可能結(jié)冰，控制器設(shè)計電磁閥控制發(fā)動機冷卻水加熱尿素罐功能，尿素供給管路系統(tǒng)和回流管路系統(tǒng)采用電阻絲加熱，尿素罐采用發(fā)動機冷卻水加熱，當結(jié)冰時，打開尿素罐發(fā)動機冷卻水控制電磁閥，發(fā)動機冷卻水就流入尿素罐，加熱尿素溶液，同時打開電阻絲加熱控制電路給供給管路系統(tǒng)和回流管路加熱，實現(xiàn)尿素化冰功能，當尿素罐不結(jié)冰或加熱到5°時，關(guān)閉發(fā)動機冷卻水控制閥，不給尿素罐加熱，同時關(guān)閉供給管路系統(tǒng)和回流管路