CN111130515B - 一种多输入保护电路、输入控制电路以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多输入保护电路、输入控制电路以及电子设备，其中，该多输入保护电路包括：第一输入端；第二输入端；信号处理电路，连接第一输入端和第二输入端，用于对第一输入端输入的信号和第二输入端输入的信号进行逻辑与处理，以得到驱动信号并输出至外部驱动电路；其中，保持第一输入端或第二输入端中的一个输入端输入至信号处理电路的信号为高电平信号，并采用另一个输入端作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。通过上述方式，能够避免输入错误的信号导致电路故障，提高了电路的安全性和灵活性。

Description

一种多输入保护电路、输入控制电路以及电子设备

技术领域

本申请涉及功率器件技术领域，特别是涉及一种多输入保护电路、输入控制电路以及电子设备。

背景技术

功率半导体器件是电力电子技术的基础，是电力电子设备的构成核心。器件在实际应用中，存在着各种各样的工作条件，例如电源电压不足，输入电压信号错误等。这些都对驱动电路提出了相应的设计要求，以确保器件系统可靠安全地运行。其中输入信号错误是一种常见的情况，因此有必要提出对输入信号有保护功能的电路结构。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种多输入保护电路、输入控制电路以及电子设备，能够避免输入错误的信号导致电路故障，提高了电路的安全性和灵活性。

本申请采用的一个技术方案是：提供一种多输入保护电路，该多输入保护电路包括：第一输入端；第二输入端；信号处理电路，连接第一输入端和第二输入端，用于对第一输入端输入的信号和第二输入端输入的信号进行逻辑与处理，以得到驱动信号并输出至外部驱动电路；其中，保持第一输入端或第二输入端中的一个输入端输入至信号处理电路的信号为高电平信号，并采用另一个输入端作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。

其中，第一输入端连接电源，并将第二输入端作为控制信号接收端以接收输入的控制信号；或第二输入端接地，并将第一输入端作为控制信号接收端以接收输入的控制信号；其中，信号处理电路还用于对第二输入端输入的信号进行反转后，再和第一输入端输入的信号进行逻辑与处理，以得到驱动信号并输出至外部驱动电路。

其中，信号处理电路包括与门电路和反相器；第一输入端连接与门电路的一输入端，第二输入端连接反相器的输入端，反相器的输出端连接与门电路的另一输入端，与门电路的输出端连接外部驱动电路。

其中，信号处理电路还包括：偏置基准电路，用于提供偏置基准信号；第一滤波电路，第一滤波电路的输入端连接偏置基准电路和第一输入端，第一滤波电路的输出端连接与门电路的一输入端，用于对第一输入端输入的信号进行滤波处理；第二滤波电路，第二滤波电路的输入端连接偏置基准电路和第二输入端，第二滤波电路的输出端连接与门电路的另一输入端，用于对第二输入端输入的信号进行滤波处理。

其中，信号处理电路还包括：第一触发器，第一触发器的输入端连接第一输入端，第一触发器的输出端连接与门电路一输入端；第二触发器，第二触发器的输入端连接第二输入端，第二触发器的输出端连接与门电路另一输入端。

其中，信号处理电路还包括：第一延迟电路，第一延迟电路的输入端连接第一输入端，第一延迟电路的输出端连接与门电路一输入端；第二延迟电路，第二延迟电路的输入端连接第二输入端，第二延迟电路的输出端连接与门电路另一输入端。

其中，多输入保护电路还包括：第一电阻，第一电阻的一端连接第一输入端，第一电阻的另一端接地；第二电阻，第二电阻的一端连接第二输入端，第二电阻的另一端连接电源。

其中，多输入保护电路还包括：第三电阻，第三电阻的一端连接第一输入端，第三电阻的另一端连接与门电路的一输入端；第四电阻，第四电阻的一端连接第二输入端，第四电阻的另一端连接与门电路的另一输入端。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种功率器件的输入控制电路，该输入控制电路包括：多输入保护电路，用于接收输入的控制信号，并输出第一驱动信号；驱动电路，连接多输入保护电路，用于在第一驱动信号的控制下输出第二驱动信号，以驱动功率器件的开启和关断；其中，多输入保护电路是上述的多输入保护电路。

本申请采用的另一个技术方案是：提供一种电子设备，该电子设备包括：功率器件；多输入保护电路，用于接收输入的控制信号，并输出第一驱动信号；驱动电路，连接多输入保护电路和功率器件，用于在驱动信号的控制下输出第二驱动信号，以驱动功率器件的开启和关断；其中，多输入保护电路是如上述的多输入保护电路。

本申请提供的多输入保护电路包括：第一输入端；第二输入端；信号处理电路，连接第一输入端和第二输入端，用于对第一输入端输入的信号和第二输入端输入的信号进行逻辑与处理，以得到驱动信号并输出至外部驱动电路；其中，保持第一输入端或第二输入端中的一个输入端输入至信号处理电路的信号为高电平信号，并采用另一个输入端作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。通过上述方式，通过将未作为控制信号输入的一个端通过连接电源或接地的方式保持其高电平输出，使得在进行逻辑与处理时，另一端输入的控制信号能够有效，避免了现有技术中未输入控制信号的端悬空导致其他信号错误输入的问题，提高了电路的安全性和灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的电子设备一实施例的结构示意图；

图2是本申请提供的多输入保护电路第一实施例的结构示意图；

图3是本申请提供的多输入保护电路第二实施例的结构示意图；

图4是本申请提供的多输入保护电路第三实施例的结构示意图；

图5是本申请提供的多输入保护电路第四实施例的结构示意图；

图6是本申请提供的多输入保护电路第五实施例的结构示意图；

图7是本申请提供的多输入保护电路第六实施例的结构示意图；

图8是本申请提供的多输入保护电路第七实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1是本申请提供的电子设备一实施例的结构示意图，该电子设备10包括多输入保护电路11、驱动电路12和功率器件13。

其中，多输入保护电路11用于接收输入的控制信号，并输出第一驱动信号；驱动电路12连接多输入保护电路11和功率器件13，用于在第一驱动信号的控制下输出第二驱动信号，以驱动功率器件13的开启和关断。

可选地，该功率器件13可以是GaN(氮化镓)基功率器件、SiC(碳化硅)基功率器件等，这里不作限制。

可以理解地，一般的驱动电路12若包括多个输入端，会对多个输入端输入的信号进行“逻辑与”处理。例如，第一输入端输入信号“1”，第二输入端悬空(为信号“1”)，则通过“逻辑与”处理后，输出信号“1”；再比如，第一输入端输入信号“0”，第二输入端悬空(为信号“1”)，则通过“逻辑与”处理后，输出信号“0”。上述两种例子就是将第二输入端悬空，而由第一输入端输入的信号作为控制信号。但是，在这种方式中，悬空的第二输入端可能会受到影响而输入错误的信号，导致输出错误。

下面实施例中提供的多输入保护电路11则用于解决上述问题。

参阅图2，图2是本申请提供的多输入保护电路第一实施例的结构示意图，该多输入保护电路11包括第一输入端21、第二输入端22和信号处理电路30。

其中，信号处理电路30连接第一输入端21和第二输入端22，用于对第一输入端21输入的信号和第二输入端22输入的信号进行逻辑与处理，以得到第一驱动信号并输出至外部驱动电路(图未示)。

其中，保持第一输入端21或第二输入端22中的一个输入端输入至信号处理电路30的信号为高电平信号，并采用另一个输入端作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。

可以理解地，由于信号处理电路30需要对第一输入端21和第二输入端22输入的两路信号进行逻辑与处理，若将其中的一个输入端作为控制信号的输入端，为了保证其输入有效，需要将另一路信号保持为“1”。例如，若将第一输入端21作为控制信号输入端，则保持第二输入端22输入至信号处理电路30的电平为“1”。

其中，在一实施例中，可以将第二输入端22连接电源，以保持其高电平输入，在另一实施例中，也可以将第二输入端22接地，并通过一反相器连接到信号处理电路30。

区别于现有技术，本实施例提供的多输入保护电路包括：第一输入端；第二输入端；信号处理电路，连接第一输入端和第二输入端，用于对第一输入端输入的信号和第二输入端输入的信号进行逻辑与处理，以得到驱动信号并输出至外部驱动电路；其中，保持第一输入端或第二输入端中的一个输入端输入至信号处理电路的信号为高电平信号，并采用另一个输入端作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。通过上述方式，通过将未作为控制信号输入的一个端通过连接电源或接地的方式保持其高电平输出，使得在进行逻辑与处理时，另一端输入的控制信号能够有效，避免了现有技术中未输入控制信号的端悬空导致其他信号错误输入的问题，提高了电路的安全性和灵活性。

参阅图3，图3是本申请提供的多输入保护电路第二实施例的结构示意图，该多输入保护电路11包括第一输入端21、第二输入端22和信号处理电路30。

其中，信号处理电路30包括与门电路和反相器N；第一输入端21连接与门电路的一输入端，第二输入端22连接反相器N的输入端，反相器N的输出端连接与门电路的另一输入端，与门电路的输出端连接外部驱动电路。

可选地，在一实施例中，该多输入保护电路11还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。第一电阻R1的一端连接第一输入端21，第一电阻R1的另一端接地；第二电阻R2的一端连接第二输入端22，第二电阻R2的另一端连接电源。第三电阻R3的一端连接第一输入端21，第三电阻R3的另一端连接与门电路的一输入端；第四电阻R4的一端连接第二输入端22，第四电阻R4的另一端连接与门电路的另一输入端。其中，第三电阻R3和第四电阻R4用于限流保护。

其中，第二输入端22接地，并将第一输入端21作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。

在电路工作中，由于第二输入端22接地，并通过反相器N反转后输入信号“1”至与门电路；进一步第一输入端21作为控制信号输入端，若第一输入端21输入信号“1”，则两个信号“1”进行逻辑与处理后输出信号“1”，若第一输入端21输入信号“0”，则信号“0”和信号“1”经过逻辑与处理后输出信号“0”。

参阅图4，图4是本申请提供的多输入保护电路第三实施例的结构示意图，该多输入保护电路11包括第一输入端21、第二输入端22和信号处理电路30。

其中，信号处理电路30包括与门电路和反相器N；第一输入端21连接与门电路的一输入端，第二输入端22连接反相器N的输入端，反相器N的输出端连接与门电路的另一输入端，与门电路的输出端连接外部驱动电路。

可选地，在一实施例中，该多输入保护电路11还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。第一电阻R1的一端连接第一输入端21，第一电阻R1的另一端接地；第二电阻R2的一端连接第二输入端22，第二电阻R2的另一端连接电源。第三电阻R3的一端连接第一输入端21，第三电阻R3的另一端连接与门电路的一输入端；第四电阻R4的一端连接第二输入端22，第四电阻R4的另一端连接与门电路的另一输入端。其中，第三电阻R3和第四电阻R4用于限流保护。

其中，第一输入端21连接电源，并将第二输入端22作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。

在电路工作中，由于第一输入端21连接电源，则输入信号“1”至与门电路；进一步第二输入端22作为控制信号输入端，若第二输入端22输入信号“1”，则经过反相器N后输入信号“0”至与门电路，信号“0”和信号“1”经过逻辑与处理后输出信号“0”；若第二输入端22输入信号“0”，则经过反相器N后输入信号“1”至与门电路，两个信号“1”进行逻辑与处理后输出信号“1”。

参阅图5，图5是本申请提供的多输入保护电路第四实施例的结构示意图，该多输入保护电路11包括第一输入端21、第二输入端22和信号处理电路30。

其中，信号处理电路30包括与门电路和反相器N；第一输入端21连接与门电路的一输入端，第二输入端22连接反相器N的输入端，反相器N的输出端连接与门电路的另一输入端，与门电路的输出端连接外部驱动电路。

可选地，在一实施例中，信号处理电路30还包括第一滤波电路31、第二滤波电路32和偏置基准电路33。其中，偏置基准电路33用于提供偏置基准信号；第一滤波电路31的输入端连接偏置基准电路33和第一输入端21，第一滤波电路31的输出端连接与门电路的一输入端，用于对第一输入端21输入的信号进行滤波处理；第二滤波电路32的输入端连接偏置基准电路33和第二输入端22，第二滤波电路32的输出端连接与门电路的另一输入端，用于对第二输入端22输入的信号进行滤波处理。

可选地，在另一实施例中，信号处理电路30还包括第一触发器41和第二触发器42。其中，第一触发器41的输入端连接第一输入端21，第一触发器41的输出端连接与门电路一输入端；第二触发器42的输入端连接第二输入端22，第二触发器42的输出端连接与门电路另一输入端。

其中，第一触发器41和第二触发器42用于根据输入的时钟信号对输出的控制信号进行触发控制。

可选地，在另一实施例中，信号处理电路30还包括第一延迟电路51和第二延迟电路52。其中，第一延迟电路51的输入端连接第一输入端21，第一延迟电路51的输出端连接与门电路一输入端；第二延迟电路52的输入端连接第二输入端22，第二延迟电路52的输出端连接与门电路另一输入端。

其中，第一延迟电路51和第二延迟电路52用于对输出的控制信号进行延迟处理，例如，延迟电路可以包括多个串联的反相器。

在本实施例中，第二输入端22接地，并将第一输入端21作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。其工作原理与上述图3的实施例类似，这里不再赘述。

参阅图6，图6是本申请提供的多输入保护电路第五实施例的结构示意图，该多输入保护电路11包括第一输入端21、第二输入端22和信号处理电路30。

其中，信号处理电路30包括与门电路和反相器N；第一输入端21连接与门电路的一输入端，第二输入端22连接反相器N的输入端，反相器N的输出端连接与门电路的另一输入端，与门电路的输出端连接外部驱动电路。

可选地，在一实施例中，信号处理电路30还包括第一滤波电路31、第二滤波电路32和偏置基准电路33。其中，偏置基准电路33用于提供偏置基准信号；第一滤波电路31的输入端连接偏置基准电路33和第一输入端21，第一滤波电路31的输出端连接与门电路的一输入端，用于对第一输入端21输入的信号进行滤波处理；第二滤波电路32的输入端连接偏置基准电路33和第二输入端22，第二滤波电路32的输出端连接与门电路的另一输入端，用于对第二输入端22输入的信号进行滤波处理。

可选地，在另一实施例中，信号处理电路30还包括第一触发器41和第二触发器42。其中，第一触发器41的输入端连接第一输入端21，第一触发器41的输出端连接与门电路一输入端；第二触发器42的输入端连接第二输入端22，第二触发器42的输出端连接与门电路另一输入端。

其中，第一触发器41和第二触发器42用于根据输入的时钟信号对输出的控制信号进行触发控制。

可选地，在另一实施例中，信号处理电路30还包括第一延迟电路51和第二延迟电路52。其中，第一延迟电路51的输入端连接第一输入端21，第一延迟电路51的输出端连接与门电路一输入端；第二延迟电路52的输入端连接第二输入端22，第二延迟电路52的输出端连接与门电路另一输入端。

其中，第一延迟电路51和第二延迟电路52用于对输出的控制信号进行延迟处理，例如，延迟电路可以包括多个串联的反相器。

在本实施例中，第一输入端21连接电源，并将第二输入端22作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。其工作原理与上述图4的实施例类似，这里不再赘述。

可以理解地，在上述图5和图6的实施例中，滤波电路、触发器、延迟电路可以仅包括其中的部分。例如，在只包括滤波电路的情况下，滤波电路的输出端会直接连接到与门电路。例如，在包括滤波电路和触发器的情况下，输入端、滤波电路、触发器、与门电路依次连接。例如，在包括滤波电路、触发器、延迟电路的情况下，输入端、滤波电路、触发器、延迟电路、与门电路依次连接。

参阅图7，图7是本申请提供的多输入保护电路第六实施例的结构示意图，该多输入保护电路11包括第一输入端21、第二输入端22和信号处理电路30。

其中，信号处理电路30包括与门电路和反相器N；第一输入端21连接与门电路的一输入端，第二输入端22连接反相器N的输入端，反相器N的输出端连接与门电路的另一输入端，与门电路的输出端连接外部驱动电路。

其中，信号处理电路30还包括安全电路70，连接与门电路的又一输入端，该安全电路70用于检测整个电路中的异常情况，并在检测到异常情况下输出信号“0”，以使与门电路输入的控制信号失效。其中，异常信号包括电路电流过大、短路、温度过高等情况。

在本实施例中，第二输入端22接地，并将第一输入端21作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。其工作原理与上述图3的实施例类似，这里不再赘述。

参阅图8，图8是本申请提供的多输入保护电路第七实施例的结构示意图，该多输入保护电路11包括第一输入端21、第二输入端22和信号处理电路30。

其中，信号处理电路30包括与门电路和反相器N；第一输入端21连接与门电路的一输入端，第二输入端22连接反相器N的输入端，反相器N的输出端连接与门电路的另一输入端，与门电路的输出端连接外部驱动电路。

其中，信号处理电路30还包括安全电路70，连接与门电路的又一输入端，该安全电路70用于检测整个电路中的异常情况，并在检测到异常情况下输出信号“0”，以使与门电路输入的控制信号失效。其中，异常信号包括电路电流过大、短路、温度过高等情况。

在本实施例中，第一输入端21连接电源，并将第二输入端22作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。其工作原理与上述图4的实施例类似，这里不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是根据本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多输入保护电路，其特征在于，所述多输入保护电路包括：

第一输入端；

第二输入端；

信号处理电路，连接所述第一输入端和所述第二输入端，用于对所述第一输入端输入的信号和所述第二输入端输入的信号进行逻辑与处理，以得到驱动信号并输出至外部驱动电路；

其中，保持所述第一输入端或所述第二输入端中的一个输入端输入至所述信号处理电路的信号为高电平信号，并采用另一个输入端作为控制信号接收端以接收输入的控制信号。

2.根据权利要求1所述的多输入保护电路，其特征在于，

所述第一输入端连接电源，并将所述第二输入端作为控制信号接收端以接收输入的控制信号；或

所述第二输入端接地，并将所述第一输入端作为控制信号接收端以接收输入的控制信号；

其中，所述信号处理电路还用于对所述第二输入端输入的信号进行反转后，再和所述第一输入端输入的信号进行逻辑与处理，以得到驱动信号并输出至外部驱动电路。

3.根据权利要求2所述的多输入保护电路，其特征在于，

所述信号处理电路包括与门电路和反相器；

所述第一输入端连接所述与门电路的一输入端，所述第二输入端连接所述反相器的输入端，所述反相器的输出端连接所述与门电路的另一输入端，所述与门电路的输出端连接所述外部驱动电路。

4.根据权利要求3所述的多输入保护电路，其特征在于，

所述信号处理电路还包括：

偏置基准电路，用于提供偏置基准信号；

第一滤波电路，所述第一滤波电路的输入端连接所述偏置基准电路和所述第一输入端，所述第一滤波电路的输出端连接所述与门电路的一输入端，用于对所述第一输入端输入的信号进行滤波处理；

第二滤波电路，所述第二滤波电路的输入端连接所述偏置基准电路和所述第二输入端，所述第二滤波电路的输出端连接所述与门电路的另一输入端，用于对所述第二输入端输入的信号进行滤波处理。

5.根据权利要求3所述的多输入保护电路，其特征在于，

所述信号处理电路还包括：

第一触发器，所述第一触发器的输入端连接所述第一输入端，所述第一触发器的输出端连接所述与门电路一输入端；

第二触发器，所述第二触发器的输入端连接所述第二输入端，所述第二触发器的输出端连接所述与门电路另一输入端。

6.根据权利要求3所述的多输入保护电路，其特征在于，

所述信号处理电路还包括：

第一延迟电路，所述第一延迟电路的输入端连接所述第一输入端，所述第一延迟电路的输出端连接所述与门电路一输入端；

第二延迟电路，所述第二延迟电路的输入端连接所述第二输入端，所述第二延迟电路的输出端连接所述与门电路另一输入端。

7.根据权利要求3所述的多输入保护电路，其特征在于，

所述多输入保护电路还包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述第一输入端，所述第一电阻的另一端接地；

第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述第二输入端，所述第二电阻的另一端连接电源。

8.根据权利要求3所述的多输入保护电路，其特征在于，

所述多输入保护电路还包括：

第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述第一输入端，所述第三电阻的另一端连接所述与门电路的一输入端；

第四电阻，所述第四电阻的一端连接所述第二输入端，所述第四电阻的另一端连接所述与门电路的另一输入端。

9.一种功率器件的输入控制电路，其特征在于，所述输入控制电路包括：

多输入保护电路，用于接收输入的控制信号，并输出第一驱动信号；

驱动电路，连接所述多输入保护电路，用于在所述驱动信号的控制下输出第二驱动信号，以驱动功率器件的开启和关断；

其中，所述多输入保护电路是如权利要求1-8任一项所述的多输入保护电路。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

功率器件；

多输入保护电路，用于接收输入的控制信号，并输出第一驱动信号；

驱动电路，连接所述多输入保护电路和所述功率器件，用于在所述第一驱动信号的控制下输出第二驱动信号，以驱动所述功率器件的开启和关断；

其中，所述多输入保护电路是如权利要求1-8任一项所述的多输入保护电路。

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