CN203101896U - 一种防失效驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种防失效驱动电路，属于电力电子技术领域，包括交流波形驱动单元、交流波形整流稳压单元和驱动三极管输出单元，其中交流波形驱动单元输入端与单片机的P_CTRL管脚相连，交流波形整流稳压单元输入端与交流波形驱动单元的输出端相连，其输出端连接负载控制端，驱动三极管单元的输入端与单片机的P_CTRL_OUT管脚相连，输出端连接负载的公共端。本实用新型所述的防失效驱动电路，其可靠性远远大于普通三极管驱动电路，而且，所述驱动电路的核心元器件仅由电阻、三极管、电容组成，元件数量少，电路实现简单可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种防失效驱动电路，属于电力电子技术领域。
背景技术
驱动电路是设置在负载和控制电路之间，用来对控制电路的信号进行放大的中间电路。驱动电路的基本任务是将控制电路传来的信号按照其控制目标的要求，转换为加在负载控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号。
目前，传统的驱动电路是使用一个三极管导通或者截止驱动负载的方式工作。这样长期使用当驱动电路所在系统的硬件电路失效时，如系统中单片机失效、三极管击穿、外界工作环境潮湿导致硬件回路短路等，会导致本不应该工作的负载被误启动，如果误启动的负载是大功率的加热负载，就有可能引起安全隐患。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种防失效驱动电路，本案由此产生。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、性能可靠，可防止负载被误启动的驱动电路。
为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是：
一种防失效驱动电路，包括交流波形驱动单元、交流波形整流稳压单元和驱动三极管输出单元，其中交流波形驱动单元输入端与单片机的P_CTRL管脚相连，交流波形整流稳压单元输入端与交流波形驱动单元的输出端相连，其输出端与负载控制端相连，驱动三极管单元的输入端与单片机的P_CTRL_OUT管脚相连，输出端连接负载的公共端。
所述交流波形驱动单元包括三极管，以及分别与三极管基极、发射极和集电极相连的若干个电阻，三极管的基极串联电阻后与单片机的P_CTRL管脚，当单片机输出一定频率的方波信号时，三极管根据设定频率导通或截止。
所述交流波形整流稳压单元包括整流二极管组、并联在整流二极管组上的滤波电容、串联在整流二极管组上的耦合电容、连接在整流二极管组和滤波电容上的若干个电阻，以及连接在滤波电容和负载控制端之间的三极管。因为耦合电容“通交隔直”的特性，而交流波形驱动单元的三极管输出的方波信号近似于交流波形，可以通过耦合电容，方波信号经二极管组整流、滤波电容滤波后，其输出信号可以稳定驱动三极管；如果交流波形驱动单元三极管一直输出低电平或者高电平时，则其输出的信号均无法驱动交流波形整流稳压单元三极管。
所述驱动三极管输出单元包括电阻和三极管，其中，三极管的集电极与负载的公共端相连，基极串联电阻后与单片机P_CTRL_OUT管脚相连。当单片机输出高电平时，三极管截止，输出低电平时，三极管导通。
上述防失效电路，只有当交流波形驱动单元输出一定频率的方波信号，交流波形整流稳压单元三极管导通，并且此时单片机P_CTRL_OUT也输出低电平时，整个驱动电路才能有效工作。当驱动电路所在系统发生如下几种情况时，驱动电路都能有效防止负载启动：
1、单片机失效：此时单片机芯片I/O口状态一般为持续高电平或者持续低电平，所以此种情况时无法驱动交流波形整流稳压单元的三极管；
2、交流波形驱动单元三极管发射极和集电极之间短路模拟失效：此时三极管会持续输出高电平，所以此种情况时也无法驱动交流波形整流稳压单元的三极管；
3、交流波形整流稳压单元三极管发射极和集电极之间短路模拟失效：因单片机P_CTRL_OUT控制的三极管在未工作时为截止状态，所以也无法驱动负载；
4、驱动三极管输出单元三极管发射极和集电极之间短路模拟失效：因单片机P_CTRL控制的三极管在未工作时为截止状态，所以也无法驱动负载。
与现有技术相比，本实用新型所述的防失效驱动电路，其可靠性远远大于普通三极管驱动电路，而且，所述驱动电路的核心元器件仅由电阻、三极管、电容组成，元件数量少，电路实现简单可靠。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的防失效驱动电路的电路框图；
图2为本实施例的防失效驱动电路的电路结构图。
具体实施方式
如图1所示，一种防失效驱动电路，包括交流波形驱动单元1、交流波形整流稳压单元2和驱动三极管输出单元3，其中交流波形驱动单元1输入端与单片机5的P_CTRL管脚相连，交流波形整流稳压单元2输入端与交流波形驱动单元1的输出端相连，其输出端连接负载4控制端，驱动三极管单元3的输入端与单片机5的P_CTRL_OUT管脚相连，输出端连接负载4的公共端，在本实施例中，所述负载4为模拟负载继电器。
如图2所示，所述交流波形驱动单元1包括三极管BG1，三极管BG1的基极串联电阻R1后与单片机5的P_CTRL管脚相连，电阻R2连接在三极管BG1基极和发射极之间；电阻R3串联在三极管BG1的集电极与交流波形整流稳压单元2的耦合电容C1之间。当单片机5输出一定频率的方波信号时，三极管BG1根据设定频率导通或截止。
所述交流波形整流稳压单元2包括由二极管D1和D2组成的整流二极管组、并联在整流二极管组上的滤波电容C2，在整流二极管组与电阻R3之间还串联有耦合电容C1，耦合电容C1和整流二极管组上并联有电阻R4，滤波电容C2上并联有电阻R5。因为耦合电容C1 “通交隔直”的特性，而交流波形驱动单元1的三极管BG1输出的方波信号近似于交流波形，可以通过电容C1，方波信号经二极管组整流、滤波电容C2滤波后，经过电阻R5，输入三极管BG2的基极，稳定驱动三极管BG2，三极管BG2的集电极与负载5的控制端相连，如果三极管BG1一直输出低电平或者高电平时，则其输出的信号均无法驱动交流波形整流稳压单元2三极管BG2。
所述驱动三极管输出单元3包括电阻R7和三极管BG3，其中，三极管BG3的集电极与负载5的公共端相连，基极串联电阻R7后与单片机1P_CTRL_OUT管脚相连。当单片机1输出高电平时，三极管BG3截止，输出低电平时，三极管BG3导通。
上述防失效驱动电路，只有当交流波形驱动单元1输出一定频率的方波信号，交流波形整流稳压单元2三极管BG2导通，并且此时单片机1P_CTRL_OUT也输出低电平时，整个驱动电路才能有效工作。当驱动电路所在系统发生如下几种情况时，驱动电路都能有效防止负载启动：
1、单片机1失效：此时单片机1芯片I/O口状态一般为持续高电平或者持续低电平，所以此种情况时无法驱动交流波形整流稳压单元2的三极管BG2；
2、交流波形驱动单元三极管BG1发射极和集电极之间短路模拟失效：此时三极管BG1会持续输出高电平，所以此种情况时也无法驱动交流波形整流稳压单元2的三极管BG2；
3、交流波形整理稳压单元三极管BG2发射极和集电极之间短路模拟失效|：因单片机1P_CTRL_OUT管脚控制的三极管BG3在未工作时为截止状态，所以也无法驱动负载4；
4、驱动三极管输出单元三极管BG3发射极和集电极之间短路模拟失效：因单片机1P_CTRL管脚控制的三极管BG1在未工作时为截止状态，所以也无法驱动负载4。
单片机1P_CTRL和P_CTRL_OUT输出的部分电平信号组合与上述驱动电路的工作状态关系如下表1所示：
表1
从上表中可以得出，只有P_CTRL输出方波信号，P_CTRL_OUT输出低电平时，驱动电路才会有效驱动负载4。
上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
Claims (4)
1.一种防失效驱动电路，其特征在于：包括交流波形驱动单元、交流波形整流稳压单元和驱动三极管输出单元，其中交流波形驱动单元输入端与单片机的P_CTRL管脚相连，交流波形整流稳压单元输入端与交流波形驱动单元的输出端相连，其输出端连接负载控制端，驱动三极管单元的输入端与单片机的P_CTRL_OUT管脚相连，输出端连接负载的公共端。
2.如权利要求1所述的一种防失效驱动电路，其特征在于：所述交流波形驱动单元包括三极管，以及分别与三极管基极、发射极和集电极上相连的若干个电阻，三极管的基极串联电阻后与单片机的P_CTRL管脚。
3.如权利要求1所述的一种防失效驱动电路，其特征在于：所述交流波形整流稳压单元包括整流二极管组、并联在整流二极管组上的滤波电容、串联在整流二极管组上的耦合电容、连接在整流二极管和滤波电容上的若干个电阻，以及连接在滤波电容和负载控制端之间的三极管。
4.如权利要求1所述的一种防失效驱动电路，其特征在于：所述驱动三极管输出单元包括电阻和三极管，其中，三极管的集电极与负载的公共端相连，基极串联电阻后与单片机P_CTRL_OUT管脚相连。
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109358294A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-02-19 | 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司 | 单体蓄电池开路在线监控系统 |
| CN110750066A (zh) * | 2019-11-03 | 2020-02-04 | 苏州时智电子科技有限公司 | 一种光栅新型交流驱动输出电路 |
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