CN206379717U - 一种采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路，所述高边驱动的电路采用MOSFET功率管，过流保护电路包括与高边驱动输出电流串联的电流检测电路，所述电流检测电路的输出电平连接电压比较器U1的输入端，U1的输出端通过开关管连接控制高边驱动电路的MOSFET功率管关闭和导通。所述电压比较器还通过光耦器件连接到单片机，所述单片机通过光耦器件连接到开关管，进而控制高边驱动电路的MOSFET功率管关闭和导通。本实用新型所提供的采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路，高边驱动输出电流大，输出过流时，自动保护响应速度快，不会对产品自生及车辆造成任何损伤，且成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及高边驱动保护，特别涉及一种采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路。
背景技术
在工程机械车辆应用中，很多客户需要用到高边驱动输出功能，这对车辆的布线带来便利——用户只需要将用电负载一端接到高边驱动输出端，另一端接到车辆自身的大铁即可。但目前市场上高边驱动的方案输出电流（3安培以下）及输出电压（40伏以下）都比较小，有的没有驱动输出过流保护功能，无法满足特定的需求，且绝大多数都是采用专业集成电路实现，成本不具有任何优势。
实用新型内容
本实用新型目的是：提供一种采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路。输出过流时，自动保护响应速度快，不会对产品自生及车辆造成任何损伤，且成本较低。
本实用新型的技术方案是：
一种采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路，所述高边驱动的电路采用MOSFET功率管Q2，过流保护电路包括与高边驱动输出电流串联的电流检测电路，所述电流检测电路的输出电平连接电压比较器U1的输入端，电压比较器的输出端通过开关管连接控制高边驱动电路的MOSFET功率管关闭和导通。
优选的，所述电压比较器还通过光耦器件U23-A连接到单片机，所述单片机通过光耦器件U23-A连接到开关管，进而控制高边驱动电路的MOSFET功率管Q2关闭和导通。
优选的，所述的MOSFET功率管Q2的源极连接高边驱动的高电压端，漏极通过串联的电阻R12输出驱动电流，栅极作为控制端通过电阻R4连接栅极驱动电源的正极VCP+，电阻R12构成电流检测电路。
优选的，所述电阻R12的输出电平连接电压比较器U1的反相输入端，U1的正相输入端输入参考电压。
优选的，所述开关管采用PNP三极管Q3，Q3的集电极接低电平，发射极连接Q2的栅极，基极分别通过电阻R5连接发射极、通过电容C5连接集电极，电压比较器U1的输出端通过二极管D1连接三极管Q3的基极。
优选的，所述栅极驱动电源包括由耦合电感L3-A、整流二极管D2、电阻R6及稳压管D4构成的串联回路，产生一个始终高于Q2功率MOSFET源极电压的VCP+电压。
本实用新型的优点是：
本实用新型所提供的采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路，高边驱动输出电流大，最高输出电流可达到18安培，工作电压可达到100伏，输出过流时，自动保护响应速度快，不会对产品自生及车辆造成任何损伤，且成本较低。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型所提供的采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路原理图。
具体实施方式
本实用新型已经成功应用某产品上，正常工作时，驱动能够可靠输出高达18安培的电流，在驱动发生过流时，电路可以在4微秒之内自动关闭驱动输出，实现产品自身及对车辆的保护功能。
本实用新型所揭示的采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路的原理图电路的连接关系，如图1所示。所述高边驱动的电路采用MOSFET功率管Q2，过流保护电路包括与高边驱动输出电流串联的电流检测电路，所述的MOSFET功率管Q2的源极连接高边驱动的高电压端，漏极通过串联的电阻R12输出驱动电流，栅极作为控制端通过电阻R4连接栅极驱动电源的正极VCP+，电阻R12构成电流检测电路，用来检测从J3-1输出的驱动电流。所述电阻R12的输出电平连接电压比较器U1的反相输入端，U1的正相输入端输入参考电压。电压比较器的输出端通过开关管连接控制高边驱动电路的MOSFET功率管关闭和导通。所述开关管采用PNP三极管Q3，Q3的集电极接低电平，发射极连接Q2的栅极，基极分别通过电阻R5连接发射极、通过电容C5连接集电极，电压比较器U1的输出端通过二极管D1连接三极管Q3的基极。当电流过大时，R12的压降变大，造成比较器U1输出为低电平，该低电平通过D1使三极管Q3导通，从而使MOSFET功率管Q2关闭，切断输出。
另外，所述电压比较器还通过光耦器件U23-A连接到单片机，所述单片机通过光耦器件U23-A连接到开关管，进而控制高边驱动电路的MOSFET功率管Q2关闭和导通。U1输出的低电平通过光耦U23-A使J1-1也输出低电平，该低电平可以连接到单片机，当单片机检测到该低电平后，通过J2-1控制U23-B光耦导通，从而通过单片机关闭Q2功率MOSFET管的输出功能，并通知客户检修。
类似通过检流电阻R12检测过流的方法也可通过差分放大器方法来实现电流检测，但极少有这种差分放大器的输入脚能够承受100伏的电压，即使有，价格也极其昂贵。
本实用新型的保护电路还巧妙的使用了耦合电感产生Q2功率MOSFET栅极驱动电压。所述栅极驱动电源包括由耦合电感L3-A、整流二极管D2、电阻R6及稳压管D4构成的串联回路，当产品上电后，通过耦合电感L3-A、二极管D2、电阻R6及稳压管D4产生一个始终高于Q2功率MOSFET源极的VCP+电压。没有专门设计一个电荷泵电路，电路简单可靠，且成本较低。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路，其特征在于：所述高边驱动的电路采用MOSFET功率管Q2，过流保护电路包括与高边驱动输出电流串联的电流检测电路，所述电流检测电路的输出电平连接电压比较器U1的输入端，电压比较器的输出端通过开关管连接控制高边驱动电路的MOSFET功率管关闭和导通。
2.根据权利要求1所述的采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路，其特征在于：所述电压比较器还通过光耦器件U23-A连接到单片机，所述单片机通过光耦器件U23-A连接到开关管，进而控制高边驱动电路的MOSFET功率管Q2关闭和导通。
3.权利要求2所述的采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路，其特征在于：所述的MOSFET功率管Q2的源极连接高边驱动的高电压端，漏极通过串联的电阻R12输出驱动电流，栅极作为控制端通过电阻R4连接栅极驱动电源的正极VCP+，电阻R12构成电流检测电路。
4.权利要求3所述的采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路，其特征在于：所述电阻R12的输出电平连接电压比较器U1的反相输入端，U1的正相输入端输入参考电压。
5.权利要求4所述的采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路，其特征在于：所述开关管采用PNP三极管Q3，Q3的集电极接低电平，发射极连接Q2的栅极，基极分别通过电阻R5连接发射极、通过电容C5连接集电极，电压比较器U1的输出端通过二极管D1连接三极管Q3的基极。
6.权利要求3所述的采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路，其特征在于：所述栅极驱动电源包括由耦合电感L3-A、整流二极管D2、电阻R6及稳压管D4构成的串联回路，产生一个始终高于Q2功率MOSFET源极电压的VCP+电压。
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| CN201720008996.XU CN206379717U (zh) | 2017-01-05 | 2017-01-05 | 一种采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106505528A (zh) * | 2017-01-05 | 2017-03-15 | 科蒂斯技术（苏州）有限公司 | 一种采用分立元件实现的高边驱动过流保护电路 |
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