CN112636316A - 一种尿素泵通讯电路和尿素泵 - Google Patents

一种尿素泵通讯电路和尿素泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种尿素泵通讯电路和尿素泵，尿素泵通讯电路包括控制单元、通讯输出单元、通讯输入单元以及上拉信号单元；通讯输出单元、通讯输入单元电连接于控制单元和通讯端口之间，控制单元用于通过通讯输出单元向通讯端口输出通讯信号，并通过通讯输入单元接收通讯端口的通讯信号；上拉信号单元与通讯输出单元、通讯输入单元电连接，用于将通讯输出单元传送至通讯端口的通讯信号上拉至高电平；其中，上拉信号单元包括自保护模块，自保护模块用于在通讯输出单元短接到地时进行保护。本申请实现了尿素泵通讯电路既具备短路保护功能，同时其中的上拉电路也具备自保护功能的技术效果。

Description

一种尿素泵通讯电路和尿素泵
技术领域
本发明实施例涉及尿素泵技术领域，尤其涉及一种尿素泵通讯电路和尿素泵。
背景技术
尿素泵通讯信号电路通常用于尿素泵和通讯端口之间的通讯，通常情况下，尿素泵通讯信号电路需要具有如下功能：(1)接受来自控制单元的命令，并需要具备上拉输出电路的功能；(2)需要具备信号输出功能，以向控制单元传递信号；(3)需要具备短接到电源和短接到地的保护功能。
现有的尿素泵通讯信号电路如图1所示，包括一个开关K1以及一个电阻R1，开关K1可能为三极管、MOS管或智能低边开关，其中，三极管或MOS管不具备短路保护功能，智能低边开关虽具备短路保护功能，但成本较贵，无成本优势；电阻R1作为上拉电路不具备自保护功能，且R1的阻值受到限制，如果阻值太小，则电阻R1发热严重，承受不了容易烧毁，如果阻值太大，则能够提供的电流太小，不能确保实现需要的上拉电平。
发明内容
本发明提供一种尿素泵通讯电路和尿素泵，解决了现有技术中的尿素泵通讯电路的不具备短路保护功能或具备短路保护功能但成本较高，以及通讯电路中的上拉电路不具备自保护功能的技术问题。
本发明实施例提供了一种尿素泵通讯电路，所述尿素泵通讯电路包括控制单元、通讯输出单元、通讯输入单元以及上拉信号单元；
所述通讯输出单元、所述通讯输入单元电连接于所述控制单元和通讯端口之间，所述控制单元用于通过所述通讯输出单元向所述通讯端口输出通讯信号，并通过所述通讯输入单元接收所述通讯端口的通讯信号；
所述上拉信号单元与所述通讯输出单元、所述通讯输入单元电连接，用于将所述通讯输出单元传送至所述通讯端口的通讯信号上拉至高电平；其中，所述上拉信号单元包括自保护模块，所述自保护模块用于在所述通讯输出单元短接到地时进行保护。
进一步地，所述上拉信号单元包括第一电阻、第一三极管以及短接保护模块；
所述第一电阻的第一端与第一电源电连接，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的发射极电连接；
所述第一三极管的集电极与所述短接保护模块的第一端电连接，所述第一三极管的基极与所述自保护模块的输出端电连接，所述短接保护模块的第二端与所述通讯端口电连接；
所述自保护模块的输入端与所述第一电源电连接，所述自保护模块的接地端接地。
进一步地，所述自保护模块包括第二电阻、第三电阻以及第一二极管；
所述第二电阻的第一端作为所述自保护模块的输入端与所述第一电源电连接，所述第二电阻的第二端与所述第一二极管的正极电连接，所述第一二极管的负极与所述第三电阻的第一端接地；
所述第三电阻的第一端作为所述自保护模块的输出端与所述第一三极管的基极电连接，所述第三电阻的第二端作为所述自保护模块的接地端接地。
进一步地，所述短接保护模块包括第二二极管；所述第二二极管的正极作为所述短接保护模块的第一端与所述第一三极管的集电极电连接，所述第二二极管的负极作为所述短接保护模块的第二端与所述通讯端口电连接。
进一步地，所述通讯输出单元包括偏置电路、限流电路以及信号输出电路；
所述信号输出电路的输出端与所述通讯端口电连接，所述信号输出电路的输入端通过所述限流电路与所述控制单元电连接，所述信号输出电路的接地端接地；
所述偏置电路的第一端与所述信号输出电路的输入端电连接，所述偏置电路的第二端接地。
进一步地，所述信号输出电路包括第二三极管和第四电阻；
所述第二三极管的集电极作为所述信号输出电路的输出端与所述通讯端口电连接，所述第二三极管的基极作为所述信号输出电路的输入端与所述限流电路电连接，所述第二三极管的发射极与所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端作为所述信号输出电路的接地端接地。
进一步地，所述偏置电路包括第五电阻和第三二极管；
所述第五电阻的第一端作为所述偏置电路的第一端与所述信号输出电路的输入端电连接，所述第五电阻的第二端与所述第三二极管的正极电连接，所述第三二极管的负极作为所述偏置电路的第二端接地。
进一步地，所述限流电路包括第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述信号输出电路的输入端电连接，所述第六电阻的第二端与所述控制单元的输出端电连接。
进一步地，所述通讯输入单元包括第七电阻和第八电阻；
所述第七电阻的第一端与所述通讯端口电连接，所述第七电阻的第二端与所述控制单元的输入端电连接；
所述第八电阻的第一端与所述第七电阻的第二端电连接，所述第八电阻的第二端接地。
本发明实施例还提供了一种尿素泵，所述尿素泵包括上述任一实施例所述的尿素泵通讯电路。
本发明公开了一种尿素泵通讯电路和尿素泵，尿素泵通讯电路包括控制单元、通讯输出单元、通讯输入单元以及上拉信号单元；通讯输出单元、通讯输入单元电连接于控制单元和通讯端口之间，控制单元用于通过通讯输出单元向通讯端口输出通讯信号，并通过通讯输入单元接收通讯端口的通讯信号；上拉信号单元与通讯输出单元、通讯输入单元电连接，用于将通讯输出单元传送至通讯端口的通讯信号上拉至高电平；其中，上拉信号单元包括自保护模块，自保护模块用于在通讯输出单元短接到地时进行保护。本申请解决了现有技术中的尿素泵通讯电路的不具备短路保护功能或具备短路保护功能但成本较高，以及通讯电路中的上拉电路不具备自保护功能的技术问题，实现了尿素泵通讯电路既具备短路保护功能，同时其中的上拉电路也具备自保护功能的技术效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的现有技术中尿素泵通讯电路的电路图；
图2是本发明实施例提供的一种尿素泵通讯电路的结构图；
图3是本发明实施例提供的一种尿素泵通讯电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。本发明下述各个实施例可以单独执行，各个实施例之间也可以相互结合执行，本发明实施例对此不作具体限制。
图2是本发明实施例提供的一种尿素泵通讯电路的结构图。
如图2所示，尿素泵通讯电路包括控制单元10、通讯输出单元20、通讯输入单元30以及上拉信号单元40。
通讯输出单元20、通讯输入单元30电连接于控制单元10和通讯端口50之间，控制单元10用于通过通讯输出单元20向通讯端口50输出通讯信号，并通过通讯输入单元30接收通讯端口50的通讯信号；上拉信号单元40与通讯输出单元20、通讯输入单元30电连接，用于将通讯输出单元20传送至通讯端口50的通讯信号上拉至高电平；其中，上拉信号单元40包括自保护模块41，自保护模块41用于在通讯输出单元20短接到地时进行保护。
具体地，尿素泵通讯电路设置于尿素泵中，并通过通讯端口50同电子控制单元ECU电连接，控制单元10通过通信输出单元20将通讯信号从通讯端口50传送至ECU中，实现尿素泵与ECU之间的通讯连接。其中，通信输出单元20采用三极管、二极管、电阻等常规元器件组成，使得通信输出单元20不仅具有短路保护功能，还降低了成本。
在尿素泵通讯电路中，需要将通讯输出单元20传送至通讯端口50的通讯信号上拉至高电平，因此设置有上拉信号单元40，但是，如果出现接地故障，则瞬间流过上拉信号单元40的电流会很大，容易烧毁上拉信号单元40中的三极管，本申请通过在上拉信号单元40中设置有自保护模块41，能够在出现接地故障时承担大部分的压降，保护上拉信号单元40中的三极管不被烧毁，提高了尿素泵通讯输出电路的可靠性。
本申请通过使用常规元器件组成通讯输出单元，并在上拉信号单元中设置有自保护模块，解决了现有技术中的尿素泵通讯电路的不具备短路保护功能或具备短路保护功能但成本较高，以及通讯电路中的上拉电路不具备自保护功能的技术问题，实现了尿素泵通讯电路既具备短路保护功能，同时其中的上拉电路也具备自保护功能的技术效果。
图3是本发明实施例提供的一种尿素泵通讯电路的电路图。
可选地，如图3所示，上拉信号单元40包括第一电阻R1、第一三极管T1以及短接保护模块42；第一电阻R1的第一端与第一电源VDD电连接，第一电阻R1的第二端与第一三极管T1的发射极电连接；第一三极管T1的集电极与短接保护模块42的第一端电连接，第一三极管T1的基极与自保护模块41的输出端电连接，短接保护模块42的第二端与通讯端口50电连接；自保护模块41的输入端与第一电源VDD电连接，自保护模块41的接地端接地。
具体地，参见图3，当控制单元10向通讯输出单元20输出高电平时，上拉信号单元40中的第一三极管T1处于放大区，当控制单元10向通讯输出单元20输出低电平时，第一三极管T1处于饱和区，此时，通过通讯端口50向ECU输出的电平为I1*R1，其中，I1为流过第一电阻R1的电流。当出现接地故障时，瞬间流过第一三极管T1的电流会很大，使得第一三极管T1容易被烧毁管，此时，自保护模块41能够在出现接地故障时承担大部分的压降，从而保护第一三极管T1不被烧毁，提高了尿素泵通讯输出电路的可靠性。
可选地，如图3所示，自保护模块41包括第二电阻R2、第三电阻R3以及第一二极管D1；第二电阻R2的第一端作为自保护模块41的输入端与第一电源VDD电连接，第二电阻R2的第二端与第一二极管D1的正极电连接，第一二极管D1的负极与第三电阻R3的第一端接地；第三电阻R3的第一端作为自保护模块41的输出端与第一三极管T1的基极电连接，第三电阻R3的第二端作为自保护模块41的接地端接地。
具体地，自保护模块41中的第二电阻R2、第一二极管D1以及第三电阻R3为第一三极管T1的偏置电路，当输出短接到地时，第一三极管T1的发射极正偏，集电极反偏，第一三极管T1处于放大区，由于偏置电路第二电阻R2、第一二极管D1以及第三电阻R3的存在，限制了第一三极管T1的基极电流，从而实现限制集电极电流Ic的目的，达到保护第一三极管T1的最终目的。
可选地，如图3所示，短接保护模块42包括第二二极管D2；第二二极管D2的正极作为短接保护模块42的第一端与第一三极管T1的集电极电连接，第二二极管D2的负极作为短接保护模块42的第二端与通讯端口50电连接。
具体地，第二二极管D2为单向导通二极管，能够防止短接到电源。
可选地，如图3所示，通讯输出单元20包括偏置电路21、限流电路22以及信号输出电路23；信号输出电路23的输出端与通讯端口50电连接，信号输出电路23的输入端通过限流电路22与控制单元10电连接，信号输出电路23的接地端接地；偏置电路21的第一端与信号输出电路23的输入端电连接，偏置电路21的第二端接地。
具体地，控制单元10向通讯输出单元20发送一脉冲调制信号，脉冲调制信号通过通讯输出单元20中的信号输出电路23传送至通讯端口50，限流电路22以及偏置电路21用于限制流向信号输出电路23的电流，以在短接到电池时能够保护通讯输出单元20不被烧毁。
可选地，如图3所示，信号输出电路23包括第二三极管T2和第四电阻；
第二三极管T2的集电极作为信号输出电路23的输出端与通讯端口50电连接，第二三极管T2的基极作为信号输出电路23的输入端与限流电路22电连接，第二三极管T2的发射极与第四电阻R4的第一端电连接，第四电阻R4的第二端作为信号输出电路23的接地端接地。
可选地，如图3所示，偏置电路21包括第五电阻R5和第三二极管D3；第五电阻R5的第一端作为偏置电路21的第一端与信号输出电路23的输入端电连接，第五电阻R5的第二端与第三二极管D3的正极电连接，第三二极管D3的负极作为偏置电路21的第二端接地。
具体地，当控制单元10输出高电平时，第二三极管T2处于饱和区，输出电平为I2*R4，其中，I2为流过R4的电流，当控制单元10输出低电平时，第二三极管T2处于截止区，输出电压为上拉信号单元40的上拉电压。
可选地，如图3所示，限流电路22包括第六电阻R6，第六电阻R6的第一端与信号输出电路23的输入端电连接，第六电阻R6的第二端与控制单元10的输出端电连接。
具体地，当通讯输出单元20的输出端短接到电源时，即信号输出电路23的输出端短接到电压时，第二三极管T2的发射极正偏，集电极反偏，第二三极管T2处于放大区，由于限流电路22和偏置电路21的存在，导致第二三极管T2的基极电流Ib受到限制，从而限制了集电极电流Ic，达到保护第二三极管T2的最终目的。
可选地，如图3所示，通讯输入单元30包括第七电阻R7和第八电阻R8；第七电阻R7的第一端与通讯端口50电连接，第七电阻R7的第二端与控制单元10的输入端电连接；第八电阻R8的第一端与第七电阻R7的第二端电连接，第八电阻R8的第二端接地。
下面以一个具体的实施例来对本申请所提供的尿素泵通讯电路的工作原理进行说明。
如图3所示，当控制单元10向通讯输出单元20输出高电平时，第一三极管T1处于放大区，第二三极管T2处于饱和区，通讯输出单元20向通讯端口50输出的电平为I2*R4，其中，I2为流过R4的电流；当控制单元10输出低电平时，第一三极管T1处于饱和区，第二三极管T2处于截止区，通讯输出单元20向通讯端口50输出的电平为上拉信号单元40的上拉电压，即I1*R1，其中，I1为流过第一电阻R1的电流。
当通讯输出单元20的输出端短接到电源时，即信号输出电路23的输出端短接到电压时，第二三极管T2的发射极正偏，集电极反偏，第二三极管T2处于放大区，由于限流电路22和偏置电路21的存在，导致第二三极管T2的基极电流Ib受到限制，从而限制了集电极电流Ic，达到保护第二三极管T2的最终目的。
当出现接地故障时，瞬间流过第一三极管T1的电流会很大，使得第一三极管T1容易被烧毁管，此时，自保护模块41能够在出现接地故障时承担大部分的压降，从而保护第一三极管T1不被烧毁，提高了尿素泵通讯输出电路的可靠性。
本发明提供的尿素泵通讯电路的有益效果在于：引入了三极管的饱和区和放大区特性，通过合理配置，在工作和保护两个工作状态间切换，达到既可以执行正常功能又可以保护电路的目的，使得通讯电路既具备短路保护功能，同时其中的上拉电路也具备自保护功能，提升了通讯电路的可靠性，并且通讯电路通过常规元器件设计组成，降低了设计成本以及生产成本。
本发明实施例还提供了一种尿素泵，尿素泵包括上述任一实施例中的尿素泵通讯电路。
本发明实施例提供的尿素泵包括上述实施例中的尿素泵通讯电路，因此本发明实施例提供的尿素泵也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。
在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种尿素泵通讯电路，其特征在于，所述尿素泵通讯电路包括控制单元、通讯输出单元、通讯输入单元以及上拉信号单元；
所述通讯输出单元、所述通讯输入单元电连接于所述控制单元和通讯端口之间，所述控制单元用于通过所述通讯输出单元向所述通讯端口输出通讯信号，并通过所述通讯输入单元接收所述通讯端口的通讯信号；
所述上拉信号单元与所述通讯输出单元、所述通讯输入单元电连接，用于将所述通讯输出单元传送至所述通讯端口的通讯信号上拉至高电平；其中，所述上拉信号单元包括自保护模块，所述自保护模块用于在所述通讯输出单元短接到地时进行保护。
2.根据权利要求1所述的尿素泵通讯电路，其特征在于，所述上拉信号单元包括第一电阻、第一三极管以及短接保护模块；
所述第一电阻的第一端与第一电源电连接，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的发射极电连接；
所述第一三极管的集电极与所述短接保护模块的第一端电连接，所述第一三极管的基极与所述自保护模块的输出端电连接，所述短接保护模块的第二端与所述通讯端口电连接；
所述自保护模块的输入端与所述第一电源电连接，所述自保护模块的接地端接地。
3.根据权利要求2所述的尿素泵通讯电路，其特征在于，所述自保护模块包括第二电阻、第三电阻以及第一二极管；
所述第二电阻的第一端作为所述自保护模块的输入端与所述第一电源电连接，所述第二电阻的第二端与所述第一二极管的正极电连接，所述第一二极管的负极与所述第三电阻的第一端接地；
所述第三电阻的第一端作为所述自保护模块的输出端与所述第一三极管的基极电连接，所述第三电阻的第二端作为所述自保护模块的接地端接地。
4.根据权利要求2所述的尿素泵通讯电路，其特征在于，所述短接保护模块包括第二二极管；所述第二二极管的正极作为所述短接保护模块的第一端与所述第一三极管的集电极电连接，所述第二二极管的负极作为所述短接保护模块的第二端与所述通讯端口电连接。
5.根据权利要求1所述的尿素泵通讯电路，其特征在于，所述通讯输出单元包括偏置电路、限流电路以及信号输出电路；
所述信号输出电路的输出端与所述通讯端口电连接，所述信号输出电路的输入端通过所述限流电路与所述控制单元电连接，所述信号输出电路的接地端接地；
所述偏置电路的第一端与所述信号输出电路的输入端电连接，所述偏置电路的第二端接地。
6.根据权利要求5所述的尿素泵通讯电路，其特征在于，所述信号输出电路包括第二三极管和第四电阻；
所述第二三极管的集电极作为所述信号输出电路的输出端与所述通讯端口电连接，所述第二三极管的基极作为所述信号输出电路的输入端与所述限流电路电连接，所述第二三极管的发射极与所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端作为所述信号输出电路的接地端接地。
7.根据权利要求5所述的尿素泵通讯电路，其特征在于，所述偏置电路包括第五电阻和第三二极管；
所述第五电阻的第一端作为所述偏置电路的第一端与所述信号输出电路的输入端电连接，所述第五电阻的第二端与所述第三二极管的正极电连接，所述第三二极管的负极作为所述偏置电路的第二端接地。
8.根据权利要求5所述的尿素泵通讯电路，其特征在于，所述限流电路包括第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述信号输出电路的输入端电连接，所述第六电阻的第二端与所述控制单元的输出端电连接。
9.根据权利要求1所述的尿素泵通讯电路，其特征在于，所述通讯输入单元包括第七电阻和第八电阻；
所述第七电阻的第一端与所述通讯端口电连接，所述第七电阻的第二端与所述控制单元的输入端电连接；
所述第八电阻的第一端与所述第七电阻的第二端电连接，所述第八电阻的第二端接地。
10.一种尿素泵，其特征在于，所述尿素泵包括上述权利要求1至9中任一项所述的尿素泵通讯电路。
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