CN203617680U - 驱动电路及其保护电路 - Google Patents
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Abstract
一种驱动电路，包括电源输入端、用于通过所述电源输入端为负载提供工作电能且在故障时输出触发信号的驱动单元、用于响应所述触发信号持续输出控制信号的保护电路、用于根据所述控制信号控制所述负载和所述驱动单元工作和停止的控制单元，所述电源输入端、所述驱动单元、所述控制单元和所述保护电路依次连接，所述驱动单元还与所述保护电路连接。保护电路包括用于将输入的触发信号转化为直流信号输出的整流单元和用于响应所述直流信号并持续输出控制信号的锁定单元。驱动电路利用保护电路来响应驱动单元发生故障时输出的触发信号，持续输出用于关闭驱动单元工作的控制信号，避免驱动单元元器件故障带来进一步危害，使得驱动电路安全性能更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种驱动电路，特别是涉及一种驱动电路及其保护电路。
背景技术
随着科学技术的进步，生活中接触到的电子产品也越来越多，极大的丰富和方便了人们的生活，然而，随着电子产品中元器件的老化以及人为操作不当等原因造成的故障，容易导致电子产品中其他元器件的发热损坏，甚至引起火灾，潜藏着较大的安全隐患。
负载工作通常需要一个驱动电路，然而，驱动电路的某个元器件损坏或短路后，若不停止驱动电路工作，容易导致其他未损坏元器件以及负载的损坏。传统解决方法是给容易损坏的元器件串联或并联一个同样的元器件，当其中一个元器件出现故障时，另外一个元器件还可以正常工作，但仍然存在两个元器件均损坏或短路的风险，不能有效的起到保护作用，安全性能不高。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种安全性能更高的驱动电路及其保护电路。
一种驱动电路，包括电源输入端、用于通过所述电源输入端为负载提供工作电能且在故障时输出触发信号的驱动单元、用于响应所述触发信号持续输出控制信号的保护电路、用于根据所述控制信号控制所述负载和所述驱动单元工作和停止的控制单元，所述电源输入端、所述驱动单元、所述控制单元和所述保护电路依次连接，所述驱动单元还与所述保护电路连接。
其中一个实施例中，所述保护电路包括：用于将输入的所述触发信号转化为直流信号输出的整流单元和用于响应所述直流信号并持续输出所述控制信号的锁定单元，所述锁定单元包括：第一三极管、第二三极管、三端可调分流基准源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述整流单元通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地；所述第一三极管的集电极分别与所述第二三极管的基极和所述三端可调分流基准源的基准端连接；所述第二三极管的集电极接地，发射极与所述控制单元连接；所述三端可调分流基准源的基准端和阴极通过所述第四电阻连接，所述三端可调分流基准源的基准端和阳极通过所述第五电阻连接，所述三端可调分流基准源的阴极通过所述第一电阻与所述外接电源连接；所述第三电阻的一端通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接，还通过所述第二电阻与所述三端可调分流基准源的阴极连接，所述第三电阻另一端接地。
其中一个实施例中，所述锁定单元还包括第七电阻，所述第二三极管的基极通过所述第七电阻与所述三端可调分流基准源的基准端连接。
其中一个实施例中，所述锁定单元还包括第二电容，所述第二电容的两端分别与所述第二三极管的发射极和集电极连接。
其中一个实施例中，所述整流单元包括第一二极管和第一电容，所述第一二极管的正极与所述驱动单元连接，负极通过所述第一电容接地，所述第一二极管的负极还通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接。
其中一个实施例中，所述驱动单元包括：MOS管、第三电容、第八电阻、电感和第二二极管，所述电感的两端分别与所述电源输入端和所述第二二极管的正极连接；所述第二二极管的负极与所述负载连接，还通过所述第三电容接地；所述MOS管的栅极与所述控制单元连接，所述MOS管的源极与所述保护电路连接，还通过所述第八电阻接地；所述MOS管的漏极与所述第二二极管的正极连接。
其中一个实施例中，还包括用于接收外部开关信号并输出给所述控制单元的开关单元。
一种保护电路，包括：用于将输入的触发信号转化为直流信号输出的整流单元和用于响应所述直流信号并持续输出控制信号的锁定单元，所述锁定单元包括：第一三极管、第二三极管、三端可调分流基准源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述整流单元通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地；所述第一三极管的集电极分别与所述第二三极管的基极和所述三端可调分流基准源的基准端连接；所述第二三极管的集电极接地；所述三端可调分流基准源的基准端和阴极通过所述第四电阻连接，所述三端可调分流基准源的基准端和阳极通过所述第五电阻连接，所述三端可调分流基准源的阴极通过所述第一电阻与外接电源连接；所述第三电阻的一端通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接，还通过所述第二电阻与所述三端可调分流基准源的阴极连接，所述第三电阻另一端接地。
其中一个实施例中，所述锁定单元还包括第七电阻，所述第二三极管的基极通过所述第七电阻与所述三端可调分流基准源的基准端连接。
其中一个实施例中，所述锁定单元还包括第二电容，所述第二电容的两端分别与所述第二三极管的发射极和集电极连接。
上述驱动电路利用保护电路来响应驱动单元发生故障时输出的触发信号，持续输出用于关闭驱动单元工作的控制信号，避免了驱动单元元器件故障或短路带来的进一步危害，使得驱动电路的安全性能更高。
附图说明
图1为本实用新型一较佳实施例的驱动电路的功能模块图。
图2为图1所示的驱动电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，其为本实用新型一较佳实施例的驱动电路20的功能模块图，该驱动电路20包括：电源输入端11、用于通过电源输入端11为负载13提供工作电能且在故障时输出触发信号的驱动单元12、用于响应所述触发信号持续输出控制信号的保护电路10、用于根据所述控制信号控制负载13和驱动单元12工作和停止的控制单元14。
电源输入端11、驱动单元12、控制单元14和保护电路10依次连接，驱动单元12还与保护电路10连接。
本实施例中，驱动电路20还包括用于接收外部开关信号并输出给控制单元14的开关单元15。
控制单元14还用于响应所述开关信号停止负载13和驱动单元12的工作。
如图2所示，其为图1所示的驱动电路20的电路原理图，本实施例中，保护电路10包括整流单元101和锁定单元102。
整流单元101包括第一二极管D1和第一电容C1，所述锁定单元102包括：第一三极管Q1、第二三极管Q2、三端可调分流基准源IC、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，。本实施例中，第一三极管Q1优选为NPN的三极管，第二三极管Q2优选为PNP型的三极管。
第一二极管D1的正极与驱动单元12连接，负极通过第一电容C1接地，第一二极管D1的负极还通过第六电阻R6与第一三极管Q1的基极连接。第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极分别与第二三极管Q2的基极和三端可调分流基准源IC的基准端连接；第二三极管Q2的集电极接地，发射极与控制单元14连接。
三端可调分流基准源IC的基准端和阴极通过第四电阻R4连接，三端可调分流基准源IC的基准端和阳极通过第五电阻R5连接，三端可调分流基准源IC的阴极通过第一电阻R1与外接电源连接，外接电源为锁定单元102提供一电压VCC；第三电阻R3的一端通过第六电阻R6与第一三极管Q1的基极连接，还通过第二电阻R2与三端可调分流基准源IC的阴极连接，第三电阻R3另一端接地。
本实施例中，锁定单元102还包括第七电阻R7和第二电容C2。第二三极管Q2的基极通过第七电阻R7与三端可调分流基准源IC的基准端连接，第二电容C2的两端分别与第二三极管Q2的发射极和集电极连接。第七电阻R7和第二电容C2用于降低锁定单元102受到的干扰，提高输出所述控制信号的稳定性。
本实施例中，驱动单元12为一种开关直流升压电路，包括：MOS管Q3、第三电容C3、第八电阻R8、电感L1和第二二极管D2，本实施例中，MOS管Q3优选为N沟道增强型MOS管。
电感L1的两端分别与电源输入端11和第二二极管D2的正极连接；第二二极管D2的负极用于与负载13连接，第二二极管D2的负极还与第三电容C3正极连接，第三电容C3负极接地；MOS管Q3的栅极与控制单元14连接，MOS管Q3的源极与第一二极管D1的正极连接，还通过第八电阻R8接地；MOS管Q3的漏极与第二二极管D2的正极连接。
上述驱动电路20的工作原理如下：
初始状态下，MOS管Q3源极的电压较小，无法使第一二极管D1导通，第一二极管D1的负极输出为低电平，由于第一二极管D1的负极通过第六电阻R6与第一三极管Q1基极连接，使得第一三极管Q1基极电压为低电平。由于NPN型第一三极管Q1的发射极接地，其基极和发射极之间的电压小于导通电压，第一三极管Q1处于截止状态，此时，第一三极管Q1的集电极为高电平，由于第一三极管Q1的集电极与第二三极管Q2的基极连接，第二三极管Q2基极也为高电平，PNP型第二三极管Q2的集电极接地，第二三极管Q2处于截止状态。
此时，三端可调分流基准源IC的基准端通过第七电阻R7与第一三极管Q1的基极连接，其基准端的电压高于三端可调分流基准源IC的导通电压，该三端可调分流基准源IC处于导通状态，此时，第二三极管Q2发射极输出给控制单元14高电平信号，控制单元14响应该高电平信号控制负载13工作，并输出PWM信号给MOS管Q3的栅极，该PWM信号不断控制MOS管Q3交替的通和断，进而相应的控制电感L1交替的充电和放电，为负载13提供高于电源输入端11外接电源输出电压的工作需要的电能。
当电感L1或第二二极管D2因为故障而发生短路时。瞬间流过MOS管Q3的电压为高电压尖峰脉冲，该尖峰脉冲通过MOS管Q3的源极流向第一二极管D1的正极，第一二极管D1和第一电容C1对该尖峰脉冲整流滤波后输出波形平滑的直流信号给第一三极管Q1的基极，使得第一三极管Q1基极为高电平。由于NPN型第一三极管Q1的发射极接地，其基极和发射极之间的电压大于导通电压，第一三极管Q1导通；第一三极管Q1导通后，其集电极为低电平，拉低了第二三极管Q2基极的电压，进而使第二三极管Q2导通。此时，第二三极管Q2发射极输出给控制单元14的控制信号为低电平，控制单元14响应该低电平信号停止PWM信号的输出，MOS管Q3截止，驱动单元12停止工作，进而断开负载13与电源输入端11之间的供电连接。
由于第一三极管Q1的集电极与三端可调分流基准源IC的基准端连接，使得IC的基准端的电压为低电平，三端可调分流基准源IC处于截止状态，此时外接电源通过第一电阻R1、第二电阻R2、第六电阻R6保持第一三级管Q1基极为高电平，使得第一三极管Q1保持导通状态，第二三极管Q2也保持导通状态，进而使得第二三极管Q2发射极保持在低电平状态，使得控制单元14控制驱动单元12持续停止工作。
另外，当开关单元15接收到低电平的开关信号时，控制单元14也相应地控制负载13和驱动单元12停止工作。本实施例中，开关单元15为人为控制负载13和驱动单元12停止工作的信号输入端。
上述驱动电路20利用保护电路10来响应驱动单元12发生故障时输出的触发信号，持续输出用于关闭驱动单元12工作的控制信号，避免了驱动单元12元器件故障或短路带来的进一步危害，使得驱动电路20的安全性能更高。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种驱动电路，其特征在于，包括电源输入端、用于通过所述电源输入端为负载提供工作电能且在故障时输出触发信号的驱动单元、用于响应所述触发信号持续输出控制信号的保护电路、用于根据所述控制信号控制所述负载和所述驱动单元工作和停止的控制单元，
所述电源输入端、所述驱动单元、所述控制单元和所述保护电路依次连接，所述驱动单元还与所述保护电路连接。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述保护电路包括：用于将输入的所述触发信号转化为直流信号输出的整流单元和用于响应所述直流信号并持续输出所述控制信号的锁定单元，
所述锁定单元包括：第一三极管、第二三极管、三端可调分流基准源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述整流单元通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地；所述第一三极管的集电极分别与所述第二三极管的基极和所述三端可调分流基准源的基准端连接；所述第二三极管的集电极接地，发射极与所述控制单元连接；
所述三端可调分流基准源的基准端和阴极通过所述第四电阻连接，所述三端可调分流基准源的基准端和阳极通过所述第五电阻连接，所述三端可调分流基准源的阴极通过所述第一电阻与外接电源连接；所述第三电阻的一端通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接，还通过所述第二电阻与所述三端可调分流基准源IC的阴极连接，所述第三电阻另一端接地。
3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述锁定单元还包括第七电阻，所述第二三极管的基极通过所述第七电阻与所述三端可调分流基准源的基准端连接。
4.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述锁定单元还包括第二电容，所述第二电容的两端分别与所述第二三极管的发射极和集电极连接。
5.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述整流单元包括第一二极管和第一电容，所述第一二极管的正极与所述驱动单元连接，负极通过所述第一电容接地，所述第一二极管的负极还通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接。
6.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动单元包括：MOS管、第三电容、第八电阻、电感和第二二极管，
所述电感的两端分别与所述电源输入端和所述第二二极管的正极连接；所述第二二极管的负极与所述负载连接，还通过所述第三电容接地；所述MOS管的栅极与所述控制单元连接，所述MOS管的源极与所述保护电路连接，还通过所述第八电阻接地；所述MOS管的漏极与所述第二二极管的正极连接。
7.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包括用于接收外部开关信号并输出给所述控制单元的开关单元。
8.一种保护电路，其特征在于，包括：用于将输入的触发信号转化为直流信号输出的整流单元和用于响应所述直流信号并持续输出控制信号的锁定单元，
所述锁定单元包括：第一三极管、第二三极管、三端可调分流基准源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述整流单元通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的发射极接地；所述第一三极管的集电极分别与所述第二三极管的基极和所述三端可调分流基准源的基准端连接；所述第二三极管的集电极接地；
所述三端可调分流基准源的基准端和阴极通过所述第四电阻连接，所述三端可调分流基准源的基准端和阳极通过所述第五电阻连接，所述三端可调分流基准源的阴极通过所述第一电阻与外接电源连接；所述第三电阻的一端通过所述第六电阻与所述第一三极管的基极连接，还通过所述第二电阻与所述三端可调分流基准源的阴极连接，所述第三电阻另一端接地。
9.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，所述锁定单元还包括第七电阻，所述第二三极管的基极通过所述第七电阻与所述三端可调分流基准源的基准端连接。
10.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，所述锁定单元还包括第二电容，所述第二电容的两端分别与所述第二三极管的发射极和集电极连接。
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