具体实施方式

本发明实施例提供了一种脉宽时长监测电路、加热装置和脉宽时长监测方法，用于解决现有技术中当因某些特殊原因造成控制器输出PWM信号时失控时，如当控制器的程序出现死循环（或逻辑电路受到干扰），使得输出的PWM信号一直处于高电平，则陶瓷芯片会一直处于加热之中，此时就会造成对陶瓷芯片的过加热，造成对芯片的烧坏，从而造成整支传感器的损坏，给行驶中的车辆造成了故障，安全隐患非常大的技术问题。

本发明提供的技术方案总体思路如下：

所述脉宽时长监测电路包括延时电路，所述延时电路与所述加热装置的控制器连接，其中所述控制器用于输出PWM控制信号，所述PWM控制信号包括高电平和低电平，所述延时电路用于监测所述控制器输出PWM控制信号中高电平持续的时长；开关电路，所述开关电路与所述延时电路连接，所述开关电路用于在所述高电平持续的时长没超出所述延时电路的预设的时长时，开关电路截止；当PWM信号的高电平持续时长超出延时电路的预设时长时，开关电路导通；加热电压电路，所述加热电压电路的第一端与所述延时电路和所述开关电路并联连接，所述加热电压电路的第二端与所述加热装置的加热电路连接，所述加热电压电路还连接有一电源电压端，当所述开关电路呈截止状态时，所述加热电压电路导通，当所述开关电路呈导通状态时，所述加热电压电路呈截止状态。达到当PWM信号的高电平持续的时长超过延时电路预定的时长时，实现自动切断加热电路的加热电压，从而保护陶瓷芯片不会出现烧毁的现象，当PWM信号恢复到正常之后，开关电路释放PWM信号的输出，又可以正常对陶瓷芯片进行供电加热了，PWM信号短时失控后，又正常的保护和恢复问题，从而解决了现有技术中当因某些特殊原因造成控制器输出PWM信号时失控时， 如当控制器的程序出现死循环（或逻辑电路受到干扰）时的PWM信号长时间失控，使得输出的PWM信号一直处于高电平，则陶瓷芯片会一直处于加热之中，此时就会造成对陶瓷芯片的过加热，造成对芯片的烧坏，从而造成整支传感器的损坏，给行驶中的车辆造成了故障，安全隐患非常大的技术问题。

应理解，本发明实施例中，所述PWM控制信号（Pulse width modulation），一般指脉冲宽度调制，脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，根据相应载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变，这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。脉冲宽度调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。

应理解，本发明实施例中，所述NPN三极管，是指由两块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成的三极管，也称为晶体三极管，，三极管是电子电路中最重要的器件，它最主要的功能是电流放大和开关作用，它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量，三极管顾名思义具有三个电极，二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极(用字母B表示——B取自英文Base，基本的、基础的)，其他的两个电极分别称为集电极(用字母C表示——C取自英文Collector，收集)和发射极(用字母E表示—— E取自英文Emitter，发射)，基区和发射区之间的结成为发射结，基区和集电区之间的结成为集电结。

应理解，本发明实施例中，所述控制器，是一种微型计算机系统，如单片机，其主要采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明实施例的一种脉宽时长监测电路的模块示意图，请参考图1，本发明实施例提供的一种脉宽时长监测电路，用于一加热装置200中，所述脉宽时长监测电路包括：延时电路110、开关电路120、加热电压电路130。

所述延时电路110与所述加热装置200的控制器210连接，其中所述控制器210用于输出PWM控制信号，所述PWM控制信号包括高电平和低电平，所述延时电路110用于监测所述控制器210输出PWM控制信号中高电平持续的时长，其中延时电路110是指在数字电路设计中，有时需要把一个信号延迟一段时间再和另一个信号作用而使用的电路，其主要包括有精确长延时电路、rc延时电路、 555长延时电路、单稳延时电路和晶体管延时电路等，其中精确长延时电路主要是由CD4060组成定时器的时基电路，由电路产生的定时时基脉冲，通过内部分频器分频后输出时基信号，再通过外设的分频电路分频，取得所需要的定时控制时间；而RC电路一般使用串联的电阻和电容，通过电阻给电容充电实现延时的效果。

进一步的，请参阅图2，所述延时电路110包括由电阻R001及电容C001组成的RC串联电路，其中所述电容C001为极性电容，所述电阻R001串联与所述电容C001正极的一端，所述RC串联电路中电阻R001所在的一端与所述加热装置的控制器连接，所述RC串联电路的中电容C001所在的一端接地，通过采用电阻R001及电容C001构成的RC串联电路，可以通过改变电阻R001和电容C001的参数值来调整延时时长，适用于所有的PWM控制信号的加热的方式的保护，同时通过采用RC延时电路，其具有实时快速有效，成本低的优点。

进一步的，所述延时电路110还包括由电阻R002、电容C001、二极管D001组成的放电回路，其中所述电阻R002与所述电容C001并联连接，所述电容C001的正极与所述二极管D001的正极连接，其中二极管D001是为了使电容C001可以快速放电，当PWM信号处于低电平时，电容C001上的充电电压为Vpr1，通过此放电回路进行放电，Vpr1又接近于地电平。

所述开关电路120与所述延时电路110连接，所述开关电路120用于在所述高电平持续的时长没超出所述延时电路110的预设的时长时，开关电路120截止；当PWM信号的高电平持续时长超出延时电路110的预设时长时，开关电路120导通，其中所述开关电路120可以采用数字开关电路和模拟开关电路，数字开关电路主要由晶体管或MOS管组成，这种开关电路广泛应用于开关电源、电机驱动、LED驱动和继电器驱动等应用场合；模拟开关电路：由于模拟信号的抗干扰能力不如数字信号，诸如晶体管的基极电流会对模拟信号产生较大的干扰作用，因此常常使用MOS管而不是晶体管，这种模拟开关电路广泛应用于高频天线开关、传感器模拟开关、音视频模拟开关等模拟信号的开关应用场合。

进一步的，请参阅图2，所述开关电路120包括NPN三极管Q001和NPN三极管Q002，所述NPN三极管Q001的基极与所述延时电路连接，所述NPN三极管Q001的发射极与所述NPN三极管Q002的基极连接，所述NPN三极管Q001的集电极与一供电电压端连接，所述NPN三极管Q002的发射极接地，所述NPN三极管Q002的集电极与所述加热装置的控制器连接，所述NPN三极管Q001的集电极通过电阻R003与所述供电电压端连接，所述NPN三极管Q002的集电极通过电阻R004与所述加热装置的控制器连接，其中当PWM信号处于高电平时，IO1端的电压通过电阻R001对电容C001进行充电，图2中Vpr1处的电压逐渐上升，当Vpr1电压低于三极管Q001和三极管Q002的导通电压时，三极管Q001和三极管Q002均关断，当Vpr1电压高于三极管Q001和三极管Q002的导通电压时，三极管Q001和三极管Q002均导通。

加热电压电路130，所述加热电压电路130的第一端与所述延时电路110和所述开关电路120并联连接，所述加热电压电路130的第二端与所述加热装置的加热电路连接，所述加热电压电路130还连接有一电源电压端，当所述开关电路120呈截止状态时，所述加热电压电路130导通，当所述开关电路120呈导通状态时，所述加热电压电路130呈截止状态，其中所述开关电路120控制着所述加热电压电路130的供电状态，进而控制了控制器200的加热电路220的状态。

进一步的，请参阅图2，所述加热电压电路130包括NPN三极管Q003和NPN三极管Q004，其中所述NPN三极管Q003与所述加热装置的控制器连接，所述NPN三极管Q002的发射极接地，所述NPN三极管Q004的集电极与所述电源电压端连接，所述NPN三极管Q004并联于所述NPN三极管Q003与所述电源电压端之间，其中所述NPN三极管Q004的基极连接于所述电源电压端所在的一端，所述NPN三极管Q004的集电极连接于所述NPN三极管Q003集电极所在的一端，所述NPN三极管Q004的发射极与所述加热装置的加热电路连接，所述NPN三极管Q003通过串联的电阻R005和电阻R006与所述电源电压端连接，其中所述NPN三极管Q004并联于所述电阻R005，所述NPN三极管Q003的基极与发射极之间并联有一电阻R007，IO1端口接收来自控制器210的PWM信号的输入，IO2端口为为加热电路供电的输出端口，Vbat为加热电压电路130的供电电源，当PWM信号处于高电平时，IO1端的电压通过电阻R001对电容C001进行充电，Vpr1处的电压逐渐上升，当Vpr1的电压低于三极管Q001和三极管Q002的导通电压时，三极管Q001和三极管Q002均关断，此时Vpr2的电压高于三极管Q003的导通电压，三极管Q003导通，三极管Q004导通，从而Vbat通过三极管Q004向IO2供电，加热电路220对被加热物进行加热；

当Vpr1电压高于三极管Q001和三极管Q002的导通电压时，三极管Q001和三极管Q002均导通，此时三极管Q002将Vpr2的电压拉到地电平，于是三极管Q003截止，三极管Q004截止，Vbat停止通过三极管Q004向IO2的供电，加热电路220停止对被加热物加热。

实施例二

本发明实施例的一种加热装置200，包括控制器210、加热电路220以及实施例一中的脉宽时长监测电路，前述实施例一中的各种变化方式和具体实施例同样适用于本实施例的一种加热装置，通过前述对一种脉宽时长监测电路的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种加热装置的实施方法，为了说明书的简洁，所以此处不在详述。

实施例三

图3为本发明实施例的一种脉宽时长监测方法的流程图，所述方法包括：

步骤S110，通过所述延时电路110接收来自所述加热装置200的控制器210输出的PWM信号，其中所述PWM信号包括高电平和低电平；

步骤S120，通过所述延时电路110预设有一时间阈值，检测所述PWM信号的高电平持续时间是否超出所述时间阈值；

步骤S130，通过所述开关电路120在所述PWM信号的高电平持续的时长没超出所述延时电路110的预设的时长时或所述PWM信号为低电平状态时，开关电路120截止；当PWM信号的高电平持续时长超出延时电路110的预设时长时，开关电路120导通；

步骤S140，通过所述加热电压电路130供电给所述加热装置200的加热电220路，其中当所述加热电压电路130在所述开关电路120处于导通状态时，所述加热电压电路130停止给所述加热装置200的加热电路220供电，当所述加热电压电路130在所述开关电路120处于截止状态时，所述加热电压电路130开始给所述加热装置200的加热电路220供电。

具体而言，在实际使用时，当控制器210输出的PWM信号的高电平持续的时长没超出所述延时电路110的预设的时长时或所述PWM信号为低电平状态时，开关电路120截止，所述加热电压电路130开始给所述加热装置200的加热电路220供电，当PWM信号的高电平持续时长超出延时电路110的预设时长时，开关电路120导通，通过开关电路120导通使加热电压电路130进入截止状态，从而停止给加热装置200的加热电路220供电，即当PWM信号的高电平的时长度超过参数设定的时长时，自动切断对陶瓷芯片上的加热电压，从而保护陶瓷芯片不会出现烧毁的现象，当控制器210输出的PWM信号正常，即输出高电平的时间在小于预设的时间阈值时或者输出低电平时，所述开关电路120处于截止状态，所述加热电压电路130在所述开关电路120处于截止状态时，所述加热电压电路130开始给所述加热装置的加热电路130供电。

综上所述，本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

在本发明实施例提供的一种脉宽时长监测电路、加热装置和脉宽时长监测方法，所述脉宽时长监测电路包括延时电路110、开关电路120和加热电压电路130，当在使用时，把延时电路110与加热装置200的控制器210连接，把加热电压电路130与加热装置200的加热电路220连接，当加热装置200的控制器210输出的PWM信号的高电平持续的时间超过延时电路的预定的时长时，开关电路120导通，从而关断加热电压电路130停止给加热电路220供电，当PWM信号正常时，即PWM信号高电平的持续时间小于延时电路110预设的时长或PWN信号为低电平时，开关电路120截止，从而加热电压电路130导通并开始给加热电路220供电，当PWM信号的高电平的时长度超过预定的时长时，实现自动切断加热电路220的加热电压，从而保护陶瓷芯片不会出现烧毁的现象，当PWM信号恢复到正常之后，开关电路120释放PWM信号的输出，又可以正常对陶瓷芯片进行供电加热了，PWM信号短时失控后，又正常的保护和恢复问题，从而解决了现有技术中当因某些特殊原因造成控制器210输出PWM信号时失控时， 如当控制器210的程序出现死循环（或逻辑电路受到干扰）时的PWM信号长时间失控，使得输出的PWM信号一直处于高电平，则陶瓷芯片会一直处于加热之中，此时就会造成对陶瓷芯片的过加热，造成对芯片的烧坏，从而造成整支传感器的损坏，给行驶中的车辆造成了故障，安全隐患非常大的技术问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。