CN111289882A - 推挽输出pwm的开路检测电路、方法及车辆 - Google Patents

推挽输出pwm的开路检测电路、方法及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种推挽输出PWM的开路检测电路、方法及车辆，包括PMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、NMOS管Q4、电阻R1至电阻R3、电容C1、控制电路、采集电路和诊断电路；诊断电路分别与控制电路和采集电路连接；控制电路分别与PMOS管Q1的栅极、NMOS管Q2的栅极、PMOS管Q3的栅极和NMOS管Q4的栅极连接；PMOS管Q1的源极经电阻R1与PMOS管Q3的源极连接；PMOS管Q3的漏极和NMOS管Q4的漏极的连接点还依次经电阻R3和电容C1后接地；且电阻R3与电容C1的连接点与采集电路连接。本发明解决了现有利用推挽输出PWM无法实现开路诊断的问题。

Description

推挽输出PWM的开路检测电路、方法及车辆
技术领域
本发明属于新能源汽车整车控制系统的智能整车域控制器的技术领域，具体涉及一种推挽输出PWM的开路检测电路、方法及车辆。
背景技术
随着新能源汽车电气系统的复杂程度越来越高，PWM作为交互信号的应用场景越来越多，但是，利用推挽输出PWM信号时，由于电流很小无法进行开路诊断，导致PWM输出电路对输出对象连接状态未知，因而在整车运用上存在一定的安全隐患。
因此，有必要开发一种实现推挽输出PWM的开路检测电路、方法及车辆。
发明内容
本发明的目的是提供一种推挽输出PWM的开路检测电路、方法及车辆，以解决现有利用推挽输出PWM无法实现开路诊断的问题。
第一方面，本发明所述的推挽输出PWM的开路检测电路，包括PMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、NMOS管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、控制电路、采集电路和诊断电路；
所述诊断电路分别与控制电路和采集电路电连接；所述控制电路分别与PMOS管Q1的栅极、NMOS管Q2的栅极、PMOS管Q3的栅极、NMOS管Q4的栅极电连接；所述PMOS管Q1的源极经电阻R1与PMOS管Q3的源极电连接，且PMOS管Q1的源极与电阻R1的连接点为电源正接入端；所述PMOS管Q1的漏极和NMOS管Q2的漏极的连接点与PMOS管Q3的漏极和NMOS管Q4的漏极的连接点连接，且PMOS管Q1的漏极和NMOS管Q2的漏极的连接点为PWM输出端；所述PMOS管Q3的漏极和NMOS管Q4的漏极的连接点还依次经电阻R3和电容C1后接地；且电阻R3与电容C1的连接点与采集电路电连接；所述NMOS管Q2的源极接地；所述NMOS管Q4的源极经电阻R2后接地；
所述控制电路用于控制PMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、NMOS管Q4的闭合和断开；所述PMOS管Q1和NMOS管Q2通过轮流闭合及断开实现一定频率和占空比的PWM信号输出；所述电阻R1和电阻R2为限流保护和分压电阻；所述电阻R3和电容C1组成电压采集滤波电路；所述采集电路将采集的电压量化为具体数值并发送给诊断电路进行判断；所述诊断电路根据采集电路所采集的电压值判断输出对象的连接状态。
第二方面，本发明所述的一种推挽输出PWM的开路检测方法，采用如本发明所述的推挽输出PWM的开路检测电路，其检查方法包括以下步骤：
步骤1、将推挽输出PWM的开路检测电路的电源正接入端与电源的正极连接；
步骤2、控制电路控制NMOS管Q4闭合，PMOS管Q1、NMOS管Q2和PMOS管Q3均断开，采集电路将采集的电压值U1发送给诊断电路；若电压值U1大于0V，则诊断电路判断负载端采集端口接的是上拉电阻，且负载未开路； 若电压值U1等于0V，则诊断电路不判断，并进入步骤3；
步骤3、控制电路控制PMOS管Q1闭合，NMOS管Q2、PMOS管Q3和NMOS管Q4均断开，采集电路将采集的电压值U2发送给诊断电路；控制电路控制PMOS管Q3闭合，PMOS管Q1、NMOS管Q2和NMOS管Q4均断开，采集电路将采集的电压值U3发送给诊断电路；诊断电路比较电压值U2和电压值U3的大小，若U2＞U3，则诊断电路判断负载端采集端口接的是下拉电阻，负载未开路；当U2=U3时，则诊断电路判断负载开路；
步骤4、当诊断电路诊断为开路时，将发送禁能命令给控制电路，控制电路将使PMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3和NMOS管Q4均保持断开状态，此时无PWM输出。
第三方面，一种车辆，采用如本发明所述的推挽输出PWM的开路检测电路。
本发明具有以下优点：它解决了现有利用推挽输出PWM无法实现开路诊断的问题，且结构较简单。
附图说明
图1为本发明的原理框图（含电源和负载端采集端口）；
图中：1、控制电路，2、诊断电路，3、采集电路,4、负载端采集端口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例中，一种推挽输出PWM的开路检测电路，包括PMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、NMOS管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、控制电路1、采集电路3和诊断电路2；以上各部分的电连接关系如下：
所述诊断电路2分别与控制电路1和采集电路3电连接。所述控制电路1分别与PMOS管Q1的栅极、NMOS管Q2的栅极、PMOS管Q3的栅极、NMOS管Q4的栅极电连接；所述PMOS管Q1的源极经电阻R1与PMOS管Q3的源极电连接，且PMOS管Q1的源极与电阻R1的连接点为电源正接入端。所述PMOS管Q1的漏极和NMOS管Q2的漏极的连接点与PMOS管Q3的漏极和NMOS管Q4的漏极的连接点连接，且PMOS管Q1的漏极和NMOS管Q2的漏极的连接点为PWM输出端。所述PMOS管Q3的漏极和NMOS管Q4的漏极的连接点还依次经电阻R3和电容C1后接地；且电阻R3与电容C1的连接点与采集电路3电连接；所述NMOS管Q2的源极接地。所述NMOS管Q4的源极经电阻R2后接地。
本实施例中，所述控制电路1用于控制PMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、NMOS管Q4的闭合和断开；所述PMOS管Q1和NMOS管Q2通过轮流闭合及断开实现一定频率和占空比的PWM信号输出；所述电阻R1和电阻R2为限流保护和分压电阻；所述电阻R3和电容C1组成电压采集滤波电路；所述采集电路3将采集的电压量化为具体数值并发送给诊断电路2进行判断；所述诊断电路2根据采集电路3所采集的电压值判断输出对象的连接状态。
负载端采集端口4要么是接上拉电阻，要么是接下拉电阻，所以该推挽输出PWM的开路检测电路需要先确定是上拉电阻，还是下拉电阻。
本实施例中，一种推挽输出PWM的开路检测方法，采用如本实施例中所述的推挽输出PWM的开路检测电路，其检查方法包括以下步骤：
步骤1、将推挽输出PWM的开路检测电路的电源正接入端与电源的正极连接；本实施例中，电源采用12V的铅酸电池，为整个电路供电。
步骤2、控制电路1控制NMOS管Q4闭合，PMOS管Q1、NMOS管Q2和PMOS管Q3均断开，采集电路3将采集的电压值U1发送给诊断电路2；若电压值U1大于0V，则诊断电路2判断负载端采集端口4接的是上拉电阻，且负载未开路； 若电压值U1等于0V，则诊断电路2不判断，并进入步骤3。
步骤3、控制电路1控制PMOS管Q1闭合，NMOS管Q2、PMOS管Q3和NMOS管Q4均断开，采集电路3将采集的电压值U2发送给诊断电路2；控制电路1控制PMOS管Q3闭合，PMOS管Q1、NMOS管Q2和NMOS管Q4均断开，采集电路3将采集的电压值U3发送给诊断电路2；诊断电路2比较电压值U2和电压值U3的大小，若U2＞U3，则诊断电路2判断负载端采集端口4接的是下拉电阻，负载未开路；当U2=U3时，则诊断电路2判断负载开路。
步骤4、当诊断电路2诊断为开路时，将发送禁能命令给控制电路1，控制电路1将使PMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3和NMOS管Q4均保持断开状态，此时无PWM输出。
本实施例中，一种车辆，采用如本实施例中所述的推挽输出PWM的开路检测电路。

Claims (3)

1.一种推挽输出PWM的开路检测电路，其特征在于：包括PMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、NMOS管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、控制电路（1）、采集电路（3）和诊断电路（2）；
所述诊断电路（2）分别与控制电路（1）和采集电路（3）电连接；所述控制电路（1）分别与PMOS管Q1的栅极、NMOS管Q2的栅极、PMOS管Q3的栅极、NMOS管Q4的栅极电连接；所述PMOS管Q1的源极经电阻R1与PMOS管Q3的源极电连接，且PMOS管Q1的源极与电阻R1的连接点为电源正接入端；所述PMOS管Q1的漏极和NMOS管Q2的漏极的连接点与PMOS管Q3的漏极和NMOS管Q4的漏极的连接点连接，且PMOS管Q1的漏极和NMOS管Q2的漏极的连接点为PWM输出端；所述PMOS管Q3的漏极和NMOS管Q4的漏极的连接点还依次经电阻R3和电容C1后接地；且电阻R3与电容C1的连接点与采集电路（3）电连接；所述NMOS管Q2的源极接地；所述NMOS管Q4的源极经电阻R2后接地；
所述控制电路（1）用于控制PMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3、NMOS管Q4的闭合和断开；所述PMOS管Q1和NMOS管Q2通过轮流闭合及断开实现一定频率和占空比的PWM信号输出；所述电阻R1和电阻R2为限流保护和分压电阻；所述电阻R3和电容C1组成电压采集滤波电路；所述采集电路（3）将采集的电压量化为具体数值并发送给诊断电路（2）进行判断；所述诊断电路（2）根据采集电路（3）所采集的电压值判断输出对象的连接状态。
2.一种推挽输出PWM的开路检测方法，其特征在于：采用如权利要求1所述的推挽输出PWM的开路检测电路，其检查方法包括以下步骤：
步骤1、将推挽输出PWM的开路检测电路的电源正接入端与电源的正极连接；
步骤2、控制电路（1）控制NMOS管Q4闭合，PMOS管Q1、NMOS管Q2和PMOS管Q3均断开，采集电路（3）将采集的电压值U1发送给诊断电路（2）；若电压值U1大于0V，则诊断电路（2）判断负载端采集端口（4）接的是上拉电阻，且负载未开路； 若电压值U1等于0V，则诊断电路（2）不判断，并进入步骤3；
步骤3、控制电路（1）控制PMOS管Q1闭合，NMOS管Q2、PMOS管Q3和NMOS管Q4均断开，采集电路（3）将采集的电压值U2发送给诊断电路（2）；控制电路（1）控制PMOS管Q3闭合，PMOS管Q1、NMOS管Q2和NMOS管Q4均断开，采集电路（3）将采集的电压值U3发送给诊断电路（2）；诊断电路（2）比较电压值U2和电压值U3的大小，若U2＞U3，则诊断电路（2）判断负载端采集端口（4）接的是下拉电阻，负载未开路；当U2=U3时，则诊断电路（2）判断负载开路；
步骤4、当诊断电路（2）诊断为开路时，将发送禁能命令给控制电路（1），控制电路（1）将使PMOS管Q1、NMOS管Q2、PMOS管Q3和NMOS管Q4均保持断开状态，此时无PWM输出。
3.一种车辆，其特征在于：采用如权利要求1所述的推挽输出PWM的开路检测电路。
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