CN103337842A - 一种车用模拟输出电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车用模拟输出电路，包括一个运算放大器及其电压串联负反馈支路，该运算放大器的正相输入端接待放大的模拟信号，所述运算放大器的输出端连接有过流保护电路，所述过流保护电路包括一个过流检测电阻（R4）和一个放大电路，所述过流检测电阻（R4）串接在所述运算放大器的输出端，且该过流检测电阻（R4）驱动连接所述放大电路，该放大电路的输出端连接在所述电压串联负反馈支路上。避免了生产过程中没有完善的信号保护，线束误接可能造成的电控模块损坏，从而影响行车安全的问题。

Description

一种车用模拟输出电路
技术领域
本发明涉及一种车用模拟输出电路。
背景技术
新能源车上发动机不是由加速踏板直接控制，而需要通过整车控制器发出模拟信号控制发动机油门开度、发电机发电电流和电动机输出扭矩，从而实现整车功率分配。汽车工作环境复杂，对信号可靠性要求较高，一般要求信号具有对电源或地短接保护功能，如果没有完善的保护，在生产过程中由于线束误接会造成电控模块损坏，运行过程中的损坏可能影响行车安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种车用模拟输出电路，用以解决新能源客车生产过程中没有完善的信号保护，线束误接可能造成的电控模块损坏，从而影响行车安全的问题。
为实现上述目的，本发明的方案是：一种车用模拟输出电路，包括一个运算放大器及其电压串联负反馈支路，该运算放大器的正相输入端用于连接待放大的模拟信号，所述运算放大器的输出端连接有过流保护电路，所述过流保护电路包括一个过流检测电阻（R4）和一个放大电路，所述过流检测电阻（R4）串接在所述运算放大器的输出端，且该过流检测电阻（R4）驱动连接所述放大电路，该放大电路的输出端连接在所述电压串联负反馈支路上。
所述放大电路为一个两级耦合放大电路。
该车用模拟输出电路还设有一个电源短接保护二极管（D3）,所述电源短接保护二极管（D3）串接在运算放大器的输出端。
所述运算放大器的输出端还设有一个瞬态抑制二极管（D4），所述瞬态抑制二级管(D4)连接在车用模拟输出电路的输出端与地之间。
所述运算放大器的反相输入端还设有一个输入保护电路，该输入保护电路由两个串联的输入保护二极管(D1、D2)和一个限流电阻（R5）组成，所述限流电阻（R5）串接在所述电压串联负反馈支路中。
所述两级耦合放大电路为一个直接耦合放大电路，由两个三极管（Q1、Q2）直接耦合组成。
本发明达到的有益效果：本发明通过设置电压串联负反馈支路，在其运算放大器的输出端设置过流检测电阻和两级耦合放大电路，过流检测电阻检测电流，并通过两级耦合放大电路拉高反相输入端的电压，从而减小输出电压，实现过流保护和对地短接保护；
本发明在运算放大器的输出端还设有一个防电源短接保护二极管，通过电源短接保护二极管的单向导通作用，实现对电源短接保护功能；
本发明在反向输入端设置输入保护电路，使反相端电压经电阻限流和二极管嵌位保证在安全范围内。
附图说明
图1是本发明车用模拟输出电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
本发明的车用模拟输出电路包括一个运算放大器及其电压串联负反馈支路，该运算放大器的正相输入端接待放大的模拟信号，所述运算放大器的输出端连接有过流保护电路，所述过流保护电路包括一个过流检测电阻（R4）和一个放大电路，所述过流检测电阻（R4）串接在所述运算放大器的输出端，且该过流检测电阻（R4）驱动连接所述放大电路，该放大电路的输出端连接在所述电压串联负反馈支路上。
如图1所示，AIN为待放大的模拟信号，AOUT为放大后的车用模拟输出信号，VCC、GND为分别电源和地；U1为运算放大器，D1、D2、D3为普通二极管，D4为瞬态抑制二极管，Q1、Q2为三极管，R1、R2、R3、R4、R5为电阻。
本实施例的放大电路为一个两级直接耦合放大电路，该两级直接耦合放大电路包括三极管Q1、Q2和电阻R3、R2，电阻R3为第一级放大中三极管Q1的基极电阻，电阻R2既作为Q1的集电极电阻，又作为第二级放大中三极管Q2的基极电阻，该放大电路的输出端连接在电压负反馈支路上，通过该放大电路可以拉高运算放大器反向输入端的电压，减小输出端的输出电压。
过流保护电路包括两级直接耦合放大电路和过流检测电阻R4，电阻R4驱动连接该放大电路，通过R4检测输出电流，由两级直接耦合放大电路的放大作用，拉高反向输入端的电压，从而减小输出端的电压，实现过流保护和对地短接保护。
运算放大器的输出端还设有一个电源短接保护二极管D3，D3串接在过流检测电阻R4和瞬态抑制二极管D4之间，通过电源短接保护二极管D3的单向导通作用，可以实现对电源短接保护的功能。
本实施例还设有一个瞬态抑制二极管D4，过流检测电阻R4和瞬态抑制二极管D4依次串联组成一个限幅电路，限制运算放大器的输出电流和输出电压的幅值，进一步实现对运算放大器的输出保护。
本实施例还设有一个输入保护电路，该输入保护电路包括输入保护二极管D1、D2和限流电阻R5，输入保护二极管D1、D2串联，限流电阻R5连接在电压串联负反馈支路中，该输入保护电路使运算放大器U1的反相端电压经限流电阻R5限流和输入保护二极管D1、D2嵌位，保证在安全范围内。
本发明车用模拟输出电路的工作原理如下：（1）待放大的模拟信号AIN经运算放大器U1放大后，在运算放大器U1的输出端串联一个过流检测电阻R4和一个由Q1和Q2组成的两级耦合放大电路，当输出过流时，R4上压降大于0.6V，该电压经电阻R3驱动三极管Q1和Q2，Q2导通使U1的反馈电压升高，从而使反相输入端电压升高，削弱U1的输入电压，减小运算放大器U1的输出端电压，直至电路中电流恢复正常；（2）当车用模拟电路的输出端对电源短路时，车用模拟输出电路输出端的电压升高为电源电压，由于电源短接保护二极管D3的单向导通作用，使运算放大器单向输出电流，防止电源与运放输出电压冲突，实现对电源端接保护的功能；（3）运算放大器的反相输入端电压经R5限流和输入保护二极管D1、D2嵌位，保证在安全范围内；（4）对地短接是过流保护的一种特殊情况，当车用模拟电路的输出端对地短接时，过流保护电路起作用，可以防止运放损坏。

Claims (6)

1.一种车用模拟输出电路，包括一个运算放大器及其电压串联负反馈支路，该运算放大器的正相输入端用于连接待放大的模拟信号，其特征在于，所述运算放大器的输出端连接有过流保护电路，所述过流保护电路包括一个过流检测电阻（R4）和一个放大电路，所述过流检测电阻（R4）串接在所述运算放大器的输出端，且该过流检测电阻（R4）驱动连接所述放大电路，该放大电路的输出端连接在所述电压串联负反馈支路上。
2.根据权利要求1所述的车用模拟输出电路，其特征在于，所述放大电路为一个两级耦合放大电路。
3.根据权利要求1所述的车用模拟输出电路，其特征在于，该车用模拟输出电路还设有一个防电源短接保护二极管（D3）,所述电源短接保护二极管（D3）串接在运算放大器的输出端。
4.根据权利要求1所述的车用模拟输出电路，其特征在于，所述运算放大器的输出端还设有一个瞬态抑制二极管（D4），所述瞬态抑制二级管(D4)连接在车用模拟输出电路的输出端与地之间。
5.根据权利要求1所述的车用模拟输出电路，其特征在于，所述运算放大器的反相输入端还设有一个输入保护电路，该输入保护电路由两个串联的输入保护二极管(D1、D2)和一个限流电阻（R5）组成，所述限流电阻（R5）串接在所述电压串联负反馈支路中。
6.根据权利要求2所述的车用模拟输出电路，其特征在于，所述两级耦合放大电路为一个直接耦合放大电路，由两个三极管（Q1、Q2）直接耦合组成。
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