CN105857015B - 一种输出驱动后除霜负载的电路 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是为了公开一种输出驱动后除霜负载的电路，通过分立元器件实现输出驱动后除霜负载的功能，无需再采用专门驱动后除霜负载的智能低边驱动芯片，大大降低了电路成本；同时采用电压采样模块用于诊断故障状态，还采用反馈电路在短路到地时将场效应管截止使其不导通用于实现短路到地的保护。

Description

一种输出驱动后除霜负载的电路
技术领域
本发明涉及电子电路领域，具体涉及一种输出驱动后除霜负载的电路。
背景技术
汽车空调是一种汽车空气调节装置，用于把汽车车厢内的温度、湿度、空气清洁度及空气流动调整和控制在最佳状态，为乘员提供舒适的乘坐环境，减少旅途疲劳；为驾驶员提供了良好的工作调节，对确保安全行车起到重要装置的通风装置；一般包括制冷装置、取暖装置和通风换气装置，这种联合装置充分利用了汽车内部有效的空间，结构简单，便于才做，是国际上流行的现代化汽车空调系统。
而汽车空调内也会配置除霜系统，除霜系统分为前除霜负载和后除霜负载，而后除霜负载一般采用电热丝加热来达到除霜的目的；但是如今驱动后除霜负载的电路都需要采用专门的智能高边驱动芯片，成本过高，而且无法做到在电路短路到地时对电路进行保护，以防止电路损坏。
发明内容
本发明提供一种只需使用分离元件，无需采用专门智能芯片，降低成本的用于输出驱动后除霜负载的电路。
本发明通过以下技术方案实现：一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：包括控制电路、反馈电路、电压采样模块、端口保护模块、场效应管、限流电阻，所述控制电路连接场效应管的栅极，所述场效应管的源极连接限流电阻的一端，所述场效应管的漏极与反馈电路、电压采样模块和端口保护模块连接，所述反馈电路还连接到控制电路和电压采样模块，所述电压采样模块还与端口保护模块连接；所述场效应管为P沟道增强型MOS场效应晶体管；还包括负载、MCU电压采样端口、VCC电源和MCU输出端口，所述端口保护模块连接到负载，所述电压采样模块连接到MCU电压采样端口，所述限流电阻的另一端连接到VCC电源，所述控制电路和反馈电路连接到MCU输出端口；还包括VDD电源和第二十电阻，所述第二十电阻的一端连接到端口保护模块，所述第二十电阻的另一端连接VDD电源；所述电压采样模块包括第二十一电阻和第四电容，所述第二十一电阻的一端连接所述第四电容的一端，所述第四电容的一端还连接到MCU电压采样端口，所述第四电容的另一端接地，所述第二十一电阻的另一端连接到场效应管的漏极和负载；所述控制电路包括第十七电阻、第十电阻、第十八电阻和第一三极管，所述第一三极管的基极连接到第十电阻的一端，所述第十电阻的另一端与反馈电路连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极连接到第十八电阻的一端，所述第十八电阻的另一端连接到场效应管的栅极，所述第十七电阻的一端也连接到场效应管的栅极，所述第十七电阻的另一端还连接到限流电阻的另一端；所述端口保护模块包括第二二极管、第三电容、第十九电阻，所述第三电容的一端连接到负载，所述第三电容的一端还连接到第二二极管的负极，所述第二二极管的负极还与第十九电阻的一端连接，所述第十九电阻的另一端、第二二极管的正极和第三电容的另一端接地；所述反馈电路包括第二三极管、第三三极管、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第二电容、第一二极管，所述第三三极管的集电极连接到控制电路，所述第三三极管的基极连接第二电容的一端，所述第二电容的一端还连接到第十二电阻的一端，所述第十二电阻的一端还连接到第十一电阻的一端，所述第十二电阻的另一端、第二电容的另一端和第三三极管的发射极都接地，所述第十一电阻的另一端连接到第二三极管的集电极，所述第二三极管的基极连接到第十三电阻的一端，所述第十三电阻的另一端连接到第二三极管的发射极，所述第二三极管的发射极还连接到MCU输出端口，所述第十三电阻的一端还与第十四电阻的一端连接，所述第十四电阻的另一端与第十五电阻的一端连接，所述第十五电阻的另一端还与第二三极管的发射极连接，所述第十五电阻的一端还与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极连接到场效应管的漏极；所述第二二极管用于防止反向电动势击穿场效应管；所述第二三极管的型号为BC807-40，所述第三三极管的型号为BC847CW；所述第一三极管的型号为BC847CW。
本发明通过分立元器件实现输出驱动后除霜负载的功能，无需再采用专门驱动后除霜负载的智能低边驱动芯片，大大降低了电路成本；同时采用电压采样模块用于诊断故障状态，还采用反馈电路在短路到地时将场效应管截止使其不导通用于实现短路到地的保护。
本发明的有益之处在于：1）采用分立元器件实现输出驱动后除霜负载功能，无需再采用专门的智能芯片，降低了电路成本；2）采用反馈电路实现短路到地的保护；3）设置端口保护模块用于防止反向电动势击穿场效应管和ESD静电。
附图说明
图1为本发明的模块电路图。
图2为本发明的电路图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本发明作进一步描述。
见图1至图2，一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：包括控制电路、反馈电路、电压采样模块、端口保护模块、场效应管M1、限流电阻R7，所述控制电路连接场效应管M1的栅极，所述场效应管M1的源极连接限流电阻R7的一端，所述场效应管M1的漏极与反馈电路、电压采样模块和端口保护模块连接，所述反馈电路还连接到控制电路和电压采样模块，所述电压采样模块还与端口保护模块连接；所述场效应管M1为P沟道增强型MOS场效应晶体管；还包括负载、MCU电压采样端口、VCC电源和MCU输出端口，所述端口保护模块连接到负载，所述电压采样模块连接到MCU电压采样端口，所述限流电阻R7的另一端连接到VCC电源，所述控制电路和反馈电路连接到MCU输出端口；还包括VDD电源和第二十电阻R20，所述第二十电阻R20的一端连接到端口保护模块，所述第二十电阻R20的另一端连接VDD电源；所述电压采样模块包括第二十一电阻R21和第四电容C4，所述第二十一电阻R21的一端连接所述第四电容C4的一端，所述第四电容C4的一端还连接到MCU电压采样端口，所述第四电容C4的另一端接地，所述第二十一电阻R21的另一端连接到场效应管M1的漏极和负载；所述控制电路包括第十七电阻R17、第十电阻R10、第十八电阻R18和第一三极管Q1，所述第一三极管Q1的基极连接到第十电阻R10的一端，所述第十电阻R10的另一端与反馈电路连接，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的集电极连接到第十八电阻R18的一端，所述第十八电阻R18的另一端连接到场效应管M1的栅极，所述第十七电阻R17的一端也连接到场效应管M1的栅极，所述第十七电阻R17的另一端还连接到限流电阻R7的另一端；所述端口保护模块包括第二二极管D2、第三电容C3、第十九电阻R19，所述第三电容C3的一端连接到负载，所述第三电容C3的一端还连接到第二二极管D2的负极，所述第二二极管D2的负极还与第十九电阻R19的一端连接，所述第十九电阻R19的另一端、第二二极管D2的正极和第三电容C3的另一端接地；所述反馈电路包括第二三极管Q2、第三三极管Q3、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第二电容C2、第一二极管D1，所述第三三极管Q3的集电极连接到控制电路，所述第三三极管Q3的基极连接第二电容C2的一端，所述第二电容C2的一端还连接到第十二电阻R12的一端，所述第十二电阻R12的一端还连接到第十一电阻R11的一端，所述第十二电阻R12的另一端、第二电容C2的另一端和第三三极管Q3的发射极都接地，所述第十一电阻R11的另一端连接到第二三极管Q2的集电极，所述第二三极管Q2的基极连接到第十三电阻R13的一端，所述第十三电阻R13的另一端连接到第二三极管Q2的发射极，所述第二三极管Q2的发射极还连接到MCU输出端口，所述第十三电阻R13的一端还与第十四电阻R14的一端连接，所述第十四电阻R14的另一端与第十五电阻R15的一端连接，所述第十五电阻R15的另一端还与第二三极管Q2的发射极连接，所述第十五电阻R15的一端还与第一二极管D1的正极连接，所述第一二极管D1的负极连接到场效应管M1的漏极；所述第二二极管D2用于防止反向电动势击穿场效应管M1；所述第二三极管Q2的型号为BC807-40，所述第三三极管Q3的型号为BC847CW；所述第一三极管Q1的型号为BC847CW。
本实施方式中，本发明输出驱动后除霜负载，负载电流达到700mA，采用分立元器件实现功能，无需采用成本高的用于后除霜负载的智能高边驱动芯片，而且可以在输出关闭时做开路和短路到电源的诊断，而在输出打开时做短路到地的诊断并能对其进行保护。
本实施方式中，场效应管M1处于截止状态的情况下，负载开路或者短路到电源，MCU可以检测到场效应管M1的漏极端为高电平；场效应管M1处于导通状态的情况下，负载短路到地， MCU可以检测到场效应管M1的漏极端为低电平；因此MCU可以识别故障状态。
本实施方式中，所述VDD电源为12V电源，与VDD电源连接的第二十电阻R20为上拉电阻，用于将不确定信号钳位在高电平同时能起到限流作用；所述VCC为12V电源经过一个反向二极管降压的电源为11.3V电源。
本实施方式中，MCU输出端口输出高电平，使得第一三极管Q1导通让Vgs小于等于-2V，导致场效应管M1导通，使得负载能被驱动；MCU输出端口输出低电平，使得第一三极管Q1截止让Vgs大于-2V，导致场效应管M1截止，使得负载不被驱动。
本实施方式中，负载短路到地，场效应管M1处于导通状态，则电压采样模块采样到场效应管M1的漏极端电压为0V，反馈电路检测到经过第一二极管D1降压后电压为0.7V，0.7V的电压驱动了第二二极管Q2使得第二二极管Q2导通，导致第二二极管Q2的集电极输出高电平，这样就能使得第三三极管Q3导通导致了第一三极管Q1截止，第一三极管Q1截止的截止使得场效应管M1也截止不导通，实现了短路到地的保护；然后MCU输出端口就会输出500mS的低电平再输出500mS的高电平一直到短路到地的故障被移除为止，保证了本发明在短路到地的状况下不会使得场效应管M1被击穿损坏，保护了电路。
本实施方式中，所述限流电阻R7用于限制支路电流大小，防止电流过大而损坏元器件。
本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：包括控制电路、反馈电路、电压采样模块、端口保护模块、场效应管（M1）、限流电阻（R7），所述控制电路连接场效应管（M1）的栅极，所述场效应管（M1）的源极连接限流电阻（R7）的一端，所述场效应管（M1）的漏极与反馈电路、电压采样模块和端口保护模块连接，所述反馈电路还连接到控制电路和电压采样模块，所述电压采样模块还与端口保护模块连接；所述场效应管（M1）为P沟道增强型MOS场效应晶体管，所述控制电路包括第十七电阻（R17）、第十电阻（R10）、第十八电阻（R18）和第一三极管（Q1），所述第一三极管（Q1）的基极连接到第十电阻（R10）的一端，所述第十电阻（R10）的另一端与反馈电路连接，所述第一三极管（Q1）的发射极接地，所述第一三极管（Q1）的集电极连接到第十八电阻（R18）的一端，所述第十八电阻（R18）的另一端连接到场效应管（M1）的栅极，所述第十七电阻（R17）的一端也连接到场效应管（M1）的栅极，所述第十七电阻（R17）的另一端还连接到限流电阻（R7）的另一端。
2.根据权利要求1所述的一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：还包括负载、MCU电压采样端口、VCC电源和MCU输出端口，所述端口保护模块连接到负载，所述电压采样模块连接到MCU电压采样端口，所述限流电阻（R7）的另一端连接到VCC电源，所述控制电路和反馈电路连接到MCU输出端口。
3.根据权利要求1所述的一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：还包括VDD电源和第二十电阻（R20），所述第二十电阻（R20）的一端连接到端口保护模块，所述第二十电阻（R20）的另一端连接VDD电源。
4.根据权利要求2所述的一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：所述电压采样模块包括第二十一电阻（R21）和第四电容（C4），所述第二十一电阻（R21）的一端连接所述第四电容（C4）的一端，所述第四电容（C4）的一端还连接到MCU电压采样端口，所述第四电容（C4）的另一端接地，所述第二十一电阻（R21）的另一端连接到场效应管（M1）的漏极和负载。
5.根据权利要求2所述的一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：所述端口保护模块包括第二二极管（D2）、第三电容（C3）、第十九电阻（R19），所述第三电容（C3）的一端连接到负载，所述第三电容（C3）的一端还连接到第二二极管（D2）的负极，所述第二二极管（D2）的负极还与第十九电阻（R19）的一端连接，所述第十九电阻（R19）的另一端、第二二极管（D2）的正极和第三电容（C3）的另一端接地。
6.根据权利要求2所述的一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：所述反馈电路包括第二三极管（Q2）、第三三极管（Q3）、第十一电阻（R11）、第十二电阻（R12）、第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第十五电阻（R15）、第二电容（C2）、第一二极管（D1），所述第三三极管（Q3）的集电极连接到控制电路，所述第三三极管（Q3）的基极连接第二电容（C2）的一端，所述第二电容（C2）的一端还连接到第十二电阻（R12）的一端，所述第十二电阻（R12）的一端还连接到第十一电阻（R11）的一端，所述第十二电阻（R12）的另一端、第二电容（C2）的另一端和第三三极管（Q3）的发射极都接地，所述第十一电阻（R11）的另一端连接到第二三极管（Q2）的集电极，所述第二三极管（Q2）的基极连接到第十三电阻（R13）的一端，所述第十三电阻（R13）的另一端连接到第二三极管（Q2）的发射极，所述第二三极管（Q2）的发射极还连接到MCU输出端口，所述第十三电阻（R13）的一端还与第十四电阻（R14）的一端连接，所述第十四电阻（R14）的另一端与第十五电阻（R15）的一端连接，所述第十五电阻（R15）的另一端还与第二三极管（Q2）的发射极连接，所述第十五电阻（R15）的一端还与第一二极管（D1）的正极连接，所述第一二极管（D1）的负极连接到场效应管（M1）的漏极。
7.根据权利要求5所述的一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：所述第二二极管（D2）用于防止反向电动势击穿场效应管（M1）。
8.根据权利要求6所述的一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：所述第二三极管（Q2）的型号为BC807-40，所述第三三极管（Q3）的型号为BC847CW。
9.根据权利要求1所述的一种输出驱动后除霜负载的电路，其特征在于：所述第一三极管（Q1）的型号为BC847CW。
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