CN204334538U - 一种小电流高端驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种小电流高端驱动电路，通过控制电路模块接收处理器发送的控制信号，并控制其自身包含的第一三极管的开闭，限流电路模块根据负载的电流控制限流电路模块中的第三三极管的开闭，驱动电路模块的控制端与限流电路模块的输出端相连，当第三三极管关闭时，通过控制信号控制驱动电路模块中的第二三极管的开闭，并驱动负载。本实用新型通过第一三极管、第二三极管、第三三极管及第一电阻实现驱动负载和故障检测，避免了使用智能高边驱动芯片的高边驱动电路带来的成本高的问题，进一步降低了整车的生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及驱动领域，尤其是涉及一种小电流高端驱动电路。
背景技术
目前，普遍使用的小电流高端驱动电路采用智能高边驱动芯片，自身带有过流、过温保护、短路诊断等。
但是智能高边驱动芯片成本较高。随着汽车市场的竞争日益加剧，对整车及零部件的成本要求日益苛刻，那么，采用智能高边驱动芯片和电阻、电容等外围电路组成的高端驱动电路，尤其是负载电流较小时，已不能满足现阶段对高端驱动电路的要求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种小电流高端驱动电路，以解决现有技术中采用智能高边驱动芯片组成的高端驱动电路成本较高的问题。其具体方案如下：
一种小电流高端驱动电路，与处理器及负载相连，包括：控制电路模块，限流电路模块，驱动电路模块及电源，其中：
所述限流电路模块包括：第三三极管及第一电阻，所述第三三极管的输入端通过所述第一电阻与所述第三三极管的控制端相连，所述第三三极管的控制端与所述驱动电路模块的输入端相连，所述第三三极管的输出端分别与所述驱动电路模块的控制端以及所述控制电路模块的输出端相连，所述控制电路模块的控制端与所述处理器的输出端相连，所述驱动电路模块的输出端与负载相连，所述电源通过所述第一电阻与所述驱动电路模块的输入端相连，并反接保护；
所述控制电路模块接收所述处理器发送的控制信号，根据所述控制信号 控制所述小电流高端驱动电路的开闭；所述限流电路模块根据负载电流控制第三三极管的开闭；所述驱动电路模块根据所述处理器发送的控制信号实现开闭，并输出电压信号以驱动所述负载。
进一步的，所述控制电路模块包括：第一三极管，所述驱动电路模块包括：第二三极管，
所述第一三极管的控制端与所述处理器的输出端相连，所述第一三极管的输出端分别与所述第二三极管的控制端、第三三极管的输出端以及电源连接，所述第一三极管的输入端接地；所述第二三极管的输入端通过所述第一电阻与所述电源相连，且所述第二三极管的输入端与所述第三三极管的控制端相连接，所述第二三极管的输出端与所述负载相连接。
进一步的，所述控制电路模块还包括：第二电阻，第三电阻，其中，
所述处理器通过所述第二电阻与所述第一三极管的控制端相连，所述处理器通过所述第三电阻与所述第一三极管的发射极相连。
进一步的，所述驱动电路模块还包括：第四电阻，第五电阻，其中，
所述第四电阻的一端与第一三极管的输入端相连，另一端通过所述第五电阻与所述电源相连接；同时，所述第四电阻的另一端与所述第二三极管的控制端及第三三极管的输出端相连接。
进一步的，还包括：诊断电路模块，所述诊断电路模块包括：第六电阻，第七电阻，
所述第六电阻的一端与所述第二三极管的输出端相连，另一端通过所述第七电阻与所述处理器的输入端相连；
所述诊断电路模块对所述驱动电路模块的输出端电压进行诊断分压，并输出诊断信号至所述处理器。
进一步的，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管，所述第三三极管为PNP型三极管。
上述小电流高端驱动电路带来的有益效果是：在本实用新型中，通过控制电路模块接收处理器发送的控制信号，并控制其自身包含的第一三极管的 开闭，限流电路模块根据负载的电流控制限流电路模块中的第三三极管的开闭，驱动电路模块的控制端与限流电路模块的输出端相连，当第三三极管关闭时，通过控制信号控制驱动电路模块中的第二三极管的开闭，并驱动负载。本实用新型通过第一三极管、第二三极管、第三三极管及第一电阻实现驱动负载和故障检测，避免了使用智能高边驱动芯片的高边驱动电路带来的成本高的问题，进一步降低了整车的生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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。
图1为本实用新型公开的一种小电流高端驱动电路的结构示意图；
图2为本实用新型公开的一种控制电路的电路结构示意图；
图3为本实用新型公开的一种限流电路的电路结构示意图；
图4为本实用新型公开的一种驱动电路的电路结构示意图；
图5为本实用新型公开的一种诊断电路的电路结构示意图；
图6为本实用新型公开的一种小电流高端驱动电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型公开的一种小电流高端驱动电路，与处理器及负载相连，其结构示意图如图1所示，包括：
控制电路模块11，限流电路模块12，驱动电路模块13，电源14。
控制电路模块11与处理器相连，接收处理器发送的控制信号，控制电路11中包括第一三极管，控制电路模块11根据接收到的控制信号控制第一三极管的开闭。
限流电路模块12与控制电路模块的输出端相连，包括第三三极管及第一电阻，驱动电路模块13包括第二三极管。
第三三极管的输入端通过第一电阻与第三三极管的控制端相连，第三三极管的控制端与第二三极管的输入端相连，第三三极管的输出端分别与第二三极管的控制端及第一三极管的输出端相连，第二三极管的输出端与负载相连；限流电路模块12根据与高端驱动电路的输出端相连的负载的电流，即第一电阻的负载电流控制第二三极管的开闭，驱动电路模块13包括第二三极管。
具体的，限流电路模块12的电路图如图2所示，包括：
第三三极管Q3，第一电阻R1。
其中，第三三极管Q3的基极与驱动电路模块13的输入端相连，第三三极管Q3的集电极与驱动电路模块13的控制端相连，第三三极管Q3的发射极通过第一电阻R1与第三三极管Q3的基极相连，第三三极管Q3的发射极通过第一电阻R1与驱动电路模块13的输入端相连。
其中，第三三极管Q3为PNP型三极管，用于过流保护，能够实现电流超限时关闭的作用，当第三三极管Q3开启时，其集电极与发射极两端的电压，一般为0.3V，基极和发射极两端的电压，一般为0.7V；第一电阻R1用于设置高端驱动电路的电流阈值，正常工作时，第一电阻R1为电流限值设定电阻，其两端的电压小于第三三极管Q3基极和发射极两端的电压。其中，第一电阻R1一般选用几欧姆大小。
驱动电路模块13的驱动控制端与限流电路模块12的输出端相连，驱动电路模块13的输入端与限流电路模块12的控制端相连，驱动电路模块13包括第二三极管，驱动电路模块13根据控制电路模块11输出的控制信号控制 第二三极管的开闭。驱动电路模块13的输出端为高端驱动电路的输出端，与负载相连，输出电压信号至负载，对其进行驱动。
电源14通过第一电阻与驱动电路模块的输入端相连，且电源14为反接保护后的电源。
本实施例公开的小电流高端驱动电路，通过控制电路模块接收处理器发送的控制信号，并控制其自身包含的第一三极管的开闭，限流电路模块根据负载的电流控制限流电路模块中的第三三极管的开闭，驱动电路模块的控制端与限流电路模块的输出端相连，当第三三极管关闭时，通过控制信号控制驱动电路模块中的第二三极管的开闭，并驱动负载，诊断电路模块对驱动电路模块的输出端电压通过分压进行诊断，并输出诊断信号至处理器，使处理器根据诊断信号的电平实现驱动输出打开时短路到地和驱动输出关断时短路到电源的故障检测。本实用新型通过第一三极管、第二三极管及第三三极管实现驱动负载和故障检测，避免了使用智能高边驱动芯片的高边驱动电路带来的成本高的问题，进一步降低了整车的生产成本。
进一步的，本实施例公开的小电流高端驱动电路，还可以包括：诊断电路模块15，
诊断电路模块15的输入端与驱动电路模块13的输出端相连，诊断电路模块15对驱动电路模块13的输出端电压进行诊断分压，并输出诊断信号至处理器，使处理器通过诊断信号实现驱动输出打开时短路到地和驱动输出关断时短路到电源的故障检测，并确保高端驱动电路在驱动输出打开时短路到地情况下不被损坏。
本实施例公开了一种控制电路模块，其电路结构示意图如图3所示，包括：
第二电阻R2，第三电阻R3，第一三极管Q1。
处理器通过第二电阻R2与第一三极管Q1的基极相连，处理器通过第三电阻R3与第一三极管Q1的发射极相连，同时接地，第一三极管Q1的集电极与驱动电路模块相连。
其中，第一三极管Q1为NPN型三极管，用于电平之间的转换；第二电阻R2为限流电阻，用于限定第一三极管Q1的基极的电流；第三电阻R3为下拉电阻，用于实现处理器输出的控制信号VM1不为高电平时，第一三极管Q1关闭。
本实施例公开的控制电路模块，应用于高端驱动电路中，采用第二电阻、第三电阻以及第一三极管共同组成，避免了采用智能高端驱动芯片，减少了电路的成本。进而降低了整车的生产成本。
本实施例公开了一种驱动电路模块，其电路结构示意图如图4所示，包括：
第四电阻R4，第五电阻R5，第二三极管Q2。
第二三极管Q2的基极与限流电路模块12的输出端相连，同时通过第五电阻R5与限流电路模块12的输入端相连，第二三极管Q2的基极通过第四电阻R4与控制电路模块11的输出端相连，第二三极管Q2的发射极与限流电路模块12的控制端相连，第二三极管Q2的集电极与负载相连。
本实施例公开的驱动电路模块13，还可以包括：反接保护后的电源VB_PR，该反接保护后的电源VB_PR通过第五电阻R5与驱动电路模块13的控制端相连，同时，通过第一电阻R1与驱动电路模块13的输入端相连，即第五电阻R5一端与第二三极管Q2的基极相连，另一端与反接保护后的电源VB_PR相连，由于第五电阻R5的一端与第二三极管Q2的基极相连，另一端与限流电路模块12的输入端相连，即反接保护后的电源VB_PR不仅通过第一电阻R1与驱动电路模块13的输入端相连，还同时与限流电路模块12的输入端相连。
其中，第二三极管Q2为PNP型三极管，用于与负载相连，驱动负载，第二三极管Q2的集电极即为高端驱动电路的输出端；第四电阻为限流电阻，用于限定第二三极管Q2的基极的电流；第五电阻R5为上拉电阻，用于实现处理器输出的控制信号VM1不为高电平时，第三三极管Q3关闭。
本实施例公开的驱动电路模块，应用于高端驱动电路，通过第五电阻R5及第二三极管Q2实现对负载的驱动控制，采用普通的三极管，避免了采用智能高端驱动芯片，减少了电路的成本。进而降低了整车的生产成本。
本实施例公开了一种诊断电路模块，其电路结构示意图如图5所示，包括：
第六电阻R6，第七电阻R7。
第六电阻R6的一端与驱动电路模块13的输出端相连，另一端与第七电阻R7串联的同时，与处理器相连，输出诊断信号，第七电阻R7的另一端接地。
其中，第六电阻R6与第七电阻R7为分压电阻，用于对输出至负载的输出电压VOUT进行诊断分压，将第六电阻R6与第七电阻R7之间的诊断信号VM2发送至处理器，使处理器根据诊断信号进行故障检测，包括驱动输出打开时短路到地和驱动输出关断时短路到电源的故障检测，并根据检测结果判断是否关闭关断驱动以确保高端驱动电路在驱动输出打开时短路到地情况下不被损坏。
本实施例公开的诊断电路模块，应用于高端驱动电路，通过第六电阻R6与第七电阻R7实现对输出至负载的电压的诊断分压。
综合上述实施例，可以知道，本实用新型公开的高端驱动电路的最优选电路图如图6所示，包括：
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，第六电阻R6，第七电阻R7，第一三极管Q1，第二三极管Q2，第三三极管Q3。
当正常工作时，处理器输出的控制信号VM1为高电平，此时，第一三极管Q1打开，第二三极管Q2打开，VOUT正常驱动负载；当负载电流大于电流阈值时，第一电阻R1两端的电压高于第三三极管Q3的基极和发射极两端的电压，导致第三三极管Q3打开，进而导致第二三极管Q2的基极电压增大至VB_PR-VQ3ce，第二三极管Q2的发射极电压减小到VB_PR-VQ3be，此时，第二三极管Q2将关闭。直至负载电流减小到使第一电阻R1两端的电压小于第三三极管Q3基极和发射极两端的电压时，第二三极管Q2重新打开。
当VOUT正常驱动负载时，VM2为高电平，当VOUT短接到地时，VM2变为低电平，处理器检测到VM2由高电平变为低电平，将控制输出信号VM1为低电平，关闭第一三极管Q1，进而关闭第二三极管Q2，保护高端驱动电路不被损坏。
为了避免VOUT正常驱动负载时，发生硬短路损坏第二三极管Q2，处理器将周期性检测VM2的电平，并且在检测出故障后规定时间内关闭高端驱动电路。
当VOUT关断时，VM2为低电平，当VOUT短接到电源时，VM2变为高电平，处理器通过检测VM2的电平，实现高端驱动电路关断时短接到电源的诊断。
本实用新型公开的高端驱动电路，采用通用三极管与电阻的结合，避免了采用智能高端驱动芯片，降低了电路的成本。进而降低了整车的生产成本；另外，本实用新型公开的高端驱动电路还实现了过流保护和一定条件下输出短接到电源及短接到地的诊断，确保了高端驱动电路在输出短接到地情况下，高端驱动电路组成元件不被损坏的目的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种小电流高端驱动电路，与处理器及负载相连，其特征在于，包括：控制电路模块，限流电路模块，驱动电路模块及电源，其中：
所述限流电路模块包括：第三三极管及第一电阻，所述第三三极管的输入端通过所述第一电阻与所述第三三极管的控制端相连，所述第三三极管的控制端与所述驱动电路模块的输入端相连，所述第三三极管的输出端分别与所述驱动电路模块的控制端以及所述控制电路模块的输出端相连，所述控制电路模块的控制端与所述处理器的输出端相连，所述驱动电路模块的输出端与负载相连，所述电源通过所述第一电阻与所述驱动电路模块的输入端相连，并反接保护；
所述控制电路模块接收所述处理器发送的控制信号，根据所述控制信号控制所述小电流高端驱动电路的开闭；所述限流电路模块根据负载电流控制第三三极管的开闭；所述驱动电路模块根据所述处理器发送的控制信号实现开闭，并输出电压信号以驱动所述负载。
2.根据权利要求1所述的小电流高端驱动电路，其特征在于，所述控制电路模块包括：第一三极管，所述驱动电路模块包括：第二三极管，
所述第一三极管的控制端与所述处理器的输出端相连，所述第一三极管的输出端分别与所述第二三极管的控制端、第三三极管的输出端以及电源连接，所述第一三极管的输入端接地；所述第二三极管的输入端通过所述第一电阻与所述电源相连，且所述第二三极管的输入端与所述第三三极管的控制端相连接，所述第二三极管的输出端与所述负载相连接。
3.根据权利要求2所述的小电流高端驱动电路，其特征在于，所述控制电路模块还包括：第二电阻，第三电阻，其中，
所述处理器通过所述第二电阻与所述第一三极管的控制端相连，所述处理器通过所述第三电阻与所述第一三极管的发射极相连。
4.根据权利要求2所述的小电流高端驱动电路，其特征在于，所述驱动电路模块还包括：第四电阻，第五电阻，其中，
所述第四电阻的一端与第一三极管的输入端相连，另一端通过所述第五电阻与所述电源相连接；同时，所述第四电阻的另一端与所述第二三极管的控制端及第三三极管的输出端相连接。
5.根据权利要求2所述的小电流高端驱动电路，其特征在于，还包括：诊断电路模块，所述诊断电路模块包括：第六电阻，第七电阻，
所述第六电阻的一端与所述第二三极管的输出端相连，另一端通过所述第七电阻与所述处理器的输入端相连；
所述诊断电路模块对所述驱动电路模块的输出端电压进行诊断分压，并输出诊断信号至所述处理器。
6.根据权利要求2-5中任意一项所述的小电流高端驱动电路，其特征在于，所述第一三极管为NPN型三极管，所述第二三极管为PNP型三极管，所述第三三极管为PNP型三极管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420869107.5U CN204334538U (zh) | 2014-12-31 | 2014-12-31 | 一种小电流高端驱动电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201420869107.5U CN204334538U (zh) | 2014-12-31 | 2014-12-31 | 一种小电流高端驱动电路 |
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| CN204334538U true CN204334538U (zh) | 2015-05-13 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110601512A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-20 | 广西新发展交通集团有限公司 | 一种分立式高边驱动电路系统 |
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2014
- 2014-12-31 CN CN201420869107.5U patent/CN204334538U/zh active Active
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