CN108334146A - 一种断线检测的恒流驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种断线检测的恒流驱动电路，包含负载L1、取样电阻R8、取样电阻R9、取样电阻R10、续流二极管D2、开关管N2、隔离芯片U2、隔离芯片Q2、隔离芯片Q3和控制芯片U1。本发明的断线检测的恒流驱动电路结构简单、驱动电流控制方便、断线检测方便、成本低、控制灵活、故障率低，克服了现有恒流驱动电路设计复杂、驱动电流控制困难、无法检测断线以及成本高的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种恒流驱动电路，特别是一种断线检测的恒流驱动电路。
背景技术
随着社会的发展和工业控制的进步，工业自动化控制已经普及并大量应用在各行各业，但是这些控制输出控制部分仍然以普通的开关为主，对于要求不高的场合可以满足使用要求，但是对于精确要求高的控制场合，显然无法胜任。目前，恒流驱动电路主要依靠专用芯片及隔离电路和保护电路构成，电路设计复杂，成本高。同时现有的恒流驱动电路的驱动电流控制比较困难，需要实现预设的电流曲线进行输出比较困难，电流滞后时间长。
并且在一些重要场合，控制回路是否存在断线是一个重要指标，否则关键时刻出现拒动会造成严重后果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种断线检测的恒流驱动电路，其结构简单、断线检测准确、驱动电流控制方便且成本较低。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：包含负载L1、取样电阻R8、取样电阻R9、取样电阻R10、续流二极管D2、开关管N2、隔离芯片U2、隔离芯片Q2、隔离芯片Q3和控制芯片U1，负载L1的一端与负载电源VCC1和续流二极管D2的阴极连接，负载L1的另一端与取样电阻R8、取样电阻R9和取样电阻R10的一端连接，取样电阻R9的另一端与隔离芯片Q2的A脚连接，取样电阻R8另一端与续流二极管D2的阳极、隔离芯片Q2的K脚和开关管N2的漏极连接，取样电阻R10的另一端与电阻R11的一端、隔离芯片Q3的A脚连接,电阻R11的另一端与隔离芯片Q3的K脚接GND脚，隔离芯片Q2、Q3的C脚与电阻R12、R13的一端和控制芯片U1的INPUT端连接，电阻R12另一端与电源VCC3连接，电阻R13另一端和隔离芯片Q2的E脚接地，隔离芯片Q3的E脚与控制芯片U1的OUTPUT2连接，控制芯片U1的OUTPUT1脚与隔离芯片U2的K脚连接，隔离芯片U2的A脚与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与电源VCC3连接，隔离芯片U2的VCC脚与电源VCC2连接，隔离芯片U2的OUT脚与开关管N2的栅极连接，隔离芯片U2的GND脚和开关管N2的源极接GND。
进一步地，所述隔离芯片U2与开关管N2之间设置有第一保护电路。
进一步地，所述第一保护电路包含电阻R6、电阻R7和稳压二极管D1，电阻R6一端与隔离芯片U2的OUT脚连接，电阻R6另一端与电阻R7一端、稳压二极管D1阴极和开关管N2的栅极连接，隔离芯片U2的GND脚、电阻R7另一端、稳压二极管D1阳极和开关管N2的源极接地。
进一步地，所述隔离芯片U2与控制芯片U1之间设置有第二保护电路。
进一步地，所述第二保护电路包含隔离芯片Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1和晶体管N1，隔离芯片Q1的A脚与控制芯片U1的OUTPUT2脚连接，隔离芯片Q1的K脚与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与隔离芯片Q1的E脚接地，隔离芯片的C脚与电阻R2一端、电容C1一端连接，电容C1的另一端与电阻R3、R4的一端连接，电阻R4另一端与晶体管N1基极连接，晶体管N1的集电极与电阻R5一端、隔离芯片U2的A脚连接，晶体管N1的发射极接地，电阻R2、R3、R5另一端与电源VCC3连接。
进一步地，所述负载电源VCC1为直流电源或经整流输出的交流电源。
进一步地，所述隔离芯片U2包含达林顿驱动电路。
进一步地，所述控制芯片U1为嵌入式计算机芯片。
进一步地，所述开关管N1为IGBT功率管或MOS管。
进一步地，所述隔离芯片Q1、Q2、Q3为EL817芯片；所述隔离芯片U2为TLP350芯片。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单、驱动电流控制方便、断线检测方便、成本低、控制灵活、故障率低，克服了现有恒流驱动电路设计复杂、驱动电流控制困难、无法检测断线以及成本高的缺陷。
附图说明
图1是本发明的一种断线检测的恒流驱动电路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
如图1所示，本发明的一种断线检测的恒流驱动电路，包含负载L1、取样电阻R8、取样电阻R9、取样电阻R10、续流二极管D2、开关管N2、隔离芯片U2、隔离芯片Q2、隔离芯片Q3和控制芯片U1，负载L1的一端与负载电源VCC1和续流二极管D2的阴极连接，负载L1的另一端与取样电阻R8、取样电阻R9和取样电阻R10的一端连接，取样电阻R9的另一端与隔离芯片Q2的A脚连接，取样电阻R8另一端与续流二极管D2的阳极、隔离芯片Q2的K脚和开关管N2的漏极连接，取样电阻R10的另一端与电阻R11的一端、隔离芯片Q3的A脚连接,电阻R11的另一端与隔离芯片Q3的K脚接GND脚，隔离芯片Q2、Q3的C脚与电阻R12、R13的一端和控制芯片U1的INPUT端连接，电阻R12另一端与电源VCC3连接，电阻R13另一端和隔离芯片Q2的E脚接地，隔离芯片Q3的E脚与控制芯片U1的OUTPUT2连接，控制芯片U1的OUTPUT1脚与隔离芯片U2的K脚连接，隔离芯片U2的A脚与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与电源VCC3连接，隔离芯片U2的VCC脚与电源VCC2连接，隔离芯片U2的OUT脚与开关管N2的栅极连接，隔离芯片U2的GND脚和开关管N2的源极接GND。
隔离芯片U2与开关管N2之间设置有第一保护电路。第一保护电路包含电阻R6、电阻R7和稳压二极管D1，电阻R6一端与隔离芯片U2的OUT脚连接，电阻R6另一端与电阻R7一端、稳压二极管D1阴极和开关管N2的栅极连接，隔离芯片U2的GND脚、电阻R7另一端、稳压二极管D1阳极和开关管N2的源极接地。
隔离芯片U2与控制芯片U1之间设置有第二保护电路。第二保护电路包含隔离芯片Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1和晶体管N1，隔离芯片Q1的A脚与控制芯片U1的OUTPUT2脚连接，隔离芯片Q1的K脚与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与隔离芯片Q1的E脚接地，隔离芯片的C脚与电阻R2一端、电容C1一端连接，电容C1的另一端与电阻R3、R4的一端连接，电阻R4另一端与晶体管N1基极连接，晶体管N1的集电极与电阻R5一端、隔离芯片U2的A脚连接，晶体管N1的发射极接地，电阻R2、R3、R5另一端与电源VCC3连接。
负载电源VCC1为直流电源或经整流输出的交流电源。隔离芯片U2包含达林顿驱动电路。控制芯片U1为嵌入式计算机芯片。开关管N1为IGBT功率管或MOS管。隔离芯片Q1、Q2、Q3为EL817芯片；所述隔离芯片U2为TLP350芯片。
本发明的工作原理：在不控制期间，所述控制芯片U1的OUTPUT2脚输出低电平，电源VCC1经所述负载L1、所述取样电阻R10、R11到GND，所述负载L1不断线时，所述隔离芯片Q3的输入端有电压，使所述隔离芯片Q3导通，所述控制芯片U1通过INPUT脚的高低电平判断回路是否断线。在控制期间，所述控制芯片U1的OUTPUT2脚输出高电平，关断所述隔离芯片Q3，不影响所述隔离芯片Q2的工作。
所述控制芯片U1的OUTPUT2脚输出高电平,使所述隔离芯片Q1导通输出低电平，所述电容C1通过所述隔离芯片Q1接地，使所述晶体管N1基极电位变低而截止，所述电源VCC3经电阻R5给所述隔离芯片U2的A脚提供高电平。随着电阻R3对电容C1的充电，所述电容C1上电位逐步抬高，最终使所述晶体管N1导通，所述隔离芯片U2的A脚通过N1接地，使所述控制芯片U1的OUTPUT1脚PWM控制电平失效。从而避免因器件损坏而长时间给负载L1通电，导致负载L1损坏的情况发生。
控制期间所述开关管N2受所述控制芯片U1的OUTPUT1脚PWM波控制而工作于导通和截止两种状态。所述开关管N2导通时，VCC1通过所述负载L1、所述取样电阻R8和所述开关管N2到GND构成回路，在所述取样电阻R8上产生的电压经所述取样电路中的电阻R9限流后，连接到所述隔离芯片Q2的输入端，所述隔离芯片Q2的输出端经电阻R12、R13分压后输出INPUT电压信号给所述控制芯片U1，所述控制芯片U1将INPUT模拟量转换成数字量后经计算滤波比较后产生新的PWM调制波，输出OUT1、OUT2到所述隔离芯片U2的输入端，所述隔离芯片U2将信号整形，放大后经所述保护电路R6、R7、D1后输出到所述开关管N2的门极。
当所述开关管N1截止关断时，由于感性负载的特性，其电流不能突变，所以当所述开关管N1关断后，流经负载L1的电流经所述取样电阻R8，和所述续流元件D2后回到所述负载L1。随着回路电流的减少，所述取样电阻R8上产生的电压也减少，最终使控制芯片U1的INPUT电压信号变小，所述控制芯片U1将INPUT模拟量转换成数字量后经计算滤波比较后再产生新的PWM调制波使开关管N2导通工作。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：包含负载L1、取样电阻R8、取样电阻R9、取样电阻R10、续流二极管D2、开关管N2、隔离芯片U2、隔离芯片Q2、隔离芯片Q3和控制芯片U1，负载L1的一端与负载电源VCC1和续流二极管D2的阴极连接，负载L1的另一端与取样电阻R8、取样电阻R9和取样电阻R10的一端连接，取样电阻R9的另一端与隔离芯片Q2的A脚连接，取样电阻R8另一端与续流二极管D2的阳极、隔离芯片Q2的K脚和开关管N2的漏极连接，取样电阻R10的另一端与电阻R11的一端、隔离芯片Q3的A脚连接,电阻R11的另一端与隔离芯片Q3的K脚接GND脚，隔离芯片Q2、Q3的C脚与电阻R12、R13的一端和控制芯片U1的INPUT端连接，电阻R12另一端与电源VCC3连接，电阻R13另一端和隔离芯片Q2的E脚接地，隔离芯片Q3的E脚与控制芯片U1的OUTPUT2连接，控制芯片U1的OUTPUT1脚与隔离芯片U2的K脚连接，隔离芯片U2的A脚与电阻R5一端连接，电阻R5另一端与电源VCC3连接，隔离芯片U2的VCC脚与电源VCC2连接，隔离芯片U2的OUT脚与开关管N2的栅极连接，隔离芯片U2的GND脚和开关管N2的源极接GND。
2.按照权利要求1所述的一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：所述隔离芯片U2与开关管N2之间设置有第一保护电路。
3.按照权利要求2所述的一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：所述第一保护电路包含电阻R6、电阻R7和稳压二极管D1，电阻R6一端与隔离芯片U2的OUT脚连接，电阻R6另一端与电阻R7一端、稳压二极管D1阴极和开关管N2的栅极连接，隔离芯片U2的GND脚、电阻R7另一端、稳压二极管D1阳极和开关管N2的源极接地。
4.按照权利要求1所述的一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：所述隔离芯片U2与控制芯片U1之间设置有第二保护电路。
5.按照权利要求4所述的一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：所述第二保护电路包含隔离芯片Q1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1和晶体管N1，隔离芯片Q1的A脚与控制芯片U1的OUTPUT2脚连接，隔离芯片Q1的K脚与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与隔离芯片Q1的E脚接地，隔离芯片的C脚与电阻R2一端、电容C1一端连接，电容C1的另一端与电阻R3、R4的一端连接，电阻R4另一端与晶体管N1基极连接，晶体管N1的集电极与电阻R5一端、隔离芯片U2的A脚连接，晶体管N1的发射极接地，电阻R2、R3、R5另一端与电源VCC3连接。
6.按照权利要求1所述的一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：所述负载电源VCC1为直流电源或经整流输出的交流电源。
7.按照权利要求1所述的一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：所述隔离芯片U2包含达林顿驱动电路。
8.按照权利要求1所述的一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：所述控制芯片U1为嵌入式计算机芯片。
9.按照权利要求1所述的一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：所述开关管N1为IGBT功率管或MOS管。
10.按照权利要求1所述的一种断线检测的恒流驱动电路，其特征在于：所述隔离芯片Q1、Q2、Q3为EL817芯片；所述隔离芯片U2为TLP350芯片。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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