CN209805667U - 自带功率输出端口状态检测的驱动电路及低端和/或高端驱动控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了自带功率输出端口状态检测的驱动电路及低端和/或高端驱动控制电路，其中驱动电路包括系统电源，系统电源连接功率开关的漏极，功率开关的门极连接控制装置的输出端，还包括辅助电源，辅助电源的输入电压小于系统电源的输入电压，辅助电源连接第一电阻的一端,第一电阻的另一端接所述功率开关的源极及第二电阻的一端，第二电阻的另一端通过第三电阻接地，第二电阻和第三电阻的连接点处连接ADC电压采集装置，ADC电压采集装置连接所述控制装置。本方案通过给控制设备的功率输出端口增加状态检测电路，可以实现‘事前’检测，并判明故障原因，方便故障排除，预防严重事故的发生。

Description

自带功率输出端口状态检测的驱动电路及低端和/或高端驱 动控制电路

技术领域

本实用新型涉及电气设备驱动领域，尤其是自带功率输出端口状态检测的驱动电路及低端和/或高端驱动控制电路。

背景技术

现有的高端驱动和低端驱动控制电路，如附图1、附图2所示，通常包括电源、负载及控制设备，控制设备通过控制装置控制功率开关的通断从而控制负载的通电状态。

但是由于各种原因，控制系统在工作过程中可能会出现各种故障现象，如用电器烧坏对地短路或对电源短路、用电器烧断、硬件故障等。在常规的控制系统中，这些故障在出现之后才能被发现、排查和处理，专业要求高，费时费力，而且某些类型的故障还会带来严重后果，造成不可挽回的损失。

常规控制系统也可以通过电流检测来达到部分故障侦测的目的，这种方法属‘事后’检测，而且不能准确判断故障产生的原因。

造成这种被动局面的原因是控制系统没有自我检测和预防的能力。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种自带功率输出端口状态检测的驱动电路及低端和/或高端驱动控制电路。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

自带功率输出端口状态检测的驱动电路，包括系统电源，所述系统电源连接功率开关的漏极，所述功率开关的门极连接控制装置的输出端，还包括辅助电源，所述辅助电源的输入电压小于系统电源的输入电压，所述辅助电源连接第一电阻的一端,所述第一电阻的另一端接所述功率开关的源极及第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端通过第三电阻接地，所述第二电阻和第三电阻的连接点处连接ADC电压采集装置，所述ADC电压采集装置连接所述控制装置。

优选的，所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路中，所述辅助电源的电压在5-10V。

优选的，所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路中，所述辅助电源VT的电压通过与系统电源连接的电源转换器得到。

优选的，所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路中，所述电源转换器包括一端与系统电源连接的可调电阻,所述可调电阻的另一端接输出端及第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极接地,所述系统电源及接地端之间还并联有RC滤波电路。

优选的，所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路中，所述辅助电源端和第一电阻之间连接有第二二极管，所述二极管的阳极接所述辅助电源端，所述第二二极管的阴极接第一电阻。

优选的，所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路中，所述控制装置包括CPU,所述CPU集成有所述ADC电压采集装置且所述CPU连接输出控制单元，所述输出控制单元连接所述功率开关的门极，并控制其开关

低端和/或高端驱动控制电路，包括至少一负载，还包括上述任一的自带功率输出端口状态检测的驱动电路，至少一所述负载的一端接系统电源，其另一端接功率开关的漏极和/或至少一所述负载的一端接功率开关的源极，其另一端接地。

优选的，所述的低端和/或高端驱动控制电路中，所述负载和功率开关之间还连接有与所述控制装置连接的电流检测电路。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，结构简单，通过给控制设备的功率输出端口增加状态检测电路，可以实现‘事前’检测，并判明故障原因，方便故障排除，预防严重事故的发生，并且状态监测电路的结构简单，检测逻辑简单，易于实现，不需要改变原有的电路结构，便于推广应用，同时可以应用在各种高端驱动和低端驱动控制电路中，应用范围广。

本方案的自带功率输出端口状态检测的驱动电路能够有效的防止电流倒灌，保证了电路运行的安全性。

本方案的电源转换器电路结构简单，易于实现和控制，元件成本低，能够有效的防止电路损坏，安全性高。

附图说明

图1是本实用新型背景技术中描述的现有的低端控制电路的示意图；

图2是本实用新型背景技术中描述的现有的低端控制电路的示意图；

图3是本实用新型的自带功率输出端口状态检测的驱动电路的电路图；

图4是本实用新型的电源转换器的电路示意图；

图5是本实用新型的低端驱动控制电路的第一实施例电路图；

图6是本实用新型的高端驱动控制电路的第一实施例的电路图；

图7是本实用新型的低端驱动控制电路的第二实施例示意图；

图8是本实用新型的高端驱动控制电路的第二实施例示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本实用新型揭示的自带功率输出端口状态检测的驱动电路进行阐述，如附图3所示，其包括系统电源P+(P+可以理解为系统电源的正极)，所述系统电源P+连接功率开关Q1的漏极，所述功率开关Q1的门极连接控制装置1的输出端，还包括辅助电源VT，所述辅助电源VT的输入电压小于系统电源P+的输入电压，所述辅助电源VT连接第一电阻R1的一端,所述第一电阻R1的另一端接所述功率开关Q1的源极及第二电阻R2的一端，所述第二电阻R2的另一端通过第三电阻R3接地，所述第二电阻R2和第三电阻R3的连接点处连接ADC电压采集装置13，所述ADC电压采集装置13连接所述控制装置1。

如附图3所示，所述辅助电源VT、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3组成输出检测电路2，其中，所述辅助电源VT的输入电压优选在5-10V，并且所述辅助电源VT的输入电压通过与系统电源连接的电源转换器3得到，当然，如果原控制设备自带5-10V的电源，则可以直接采用原控制设备的电源，不需额外增加电源转换器3。

当采用电源转换器3将系统电源P+转换成辅助电源VT时，所述电源转换器3可以是已知的各种降压电路的结构，优选的，如附图4所示，所述电源转换器3包括一端与系统电源P+连接的可调电阻R4,所述可调电阻R4的另一端接输出端output(输出端的输出电压即辅助电源VT的电压)及第一二极管D2的阴极，所述第一二极管D2的阳极接地GND,所述系统电源P+及接地端GND之间和/或所述输出端output及接地端GND还并联有RC滤波电路。

本方案的电源转换器3的结构简单，易于实现，成本低，通过调整所述可调电阻R4和第一二极管D2的参数，从而可以实现不同的电压输出，同时在负载短路时，能够避免损坏。并且，如附图4所示，所述RC滤波电路至少为两条，每条RC滤波电路包括串接的电容C1和电阻R5，所述电容C1的一端连接所述系统电源P+或输出端output，所述电阻R5的一端接地GND；并且不同的RC滤波电路的电容C1是极性电容和/或无极性电容。

进一步，为了防止电流倒灌，如附图3所示，在所述辅助电源端VT和第一电阻R1之间连接有第二二极管D1，所述第二二极管D1的阳极接所述辅助电源端VT，所述第二二极管D1的阴极接第一电阻R1，所述第二二极管D1同样是所述输出检测电路2的组成部分。

并且，如附图3所示，所述控制装置1包括CPU11,所述CPU11集成有所述ADC电压采集装置13，所述功率开关Q1的输出信号经由第二电阻R2和第三电阻R3分压后形成一个采集点，该采集点连接到所述CPU11的ADC端口，所述CPU11连接输出控制单元12，所述输出控制单元12连接所述功率开关Q1的门极，其配合所述CPU11工作，并根据所述CPU11的要求控制所述功率开关Q1的开关，工作时，发信号给输出控制单元开关功率开关Q1、ADC信号采集、功率端口状态判断等操作由所述CPU安装的软件来实现，此处为已知技术，不再赘述。

在进行功率输出端口检测时，

首先，所述CPU输出信号给控制装置打开功率开关Q1，通过ADC电压采集装置获取第二电阻R2和第三电阻R3连接点的电压，并转换为端口输出电压Vo1，得到第1组数据；

接着，所述CPU输出信号给控制装置关闭功率开关Q1，通过ADC电压采集装置获取第二电阻R2和第三电阻R3连接点的电压，并转换为端口输出电压Vo2，得到第2组数据；

最后，所述CPU根据两组数据，按照下述的状态逻辑表(表一)判断功率输出端口状态并输出状态信息给显示或声光电装置(图中未示出)。

表一：状态逻辑表

本实用新型还揭示了一种低端驱动控制电路，如附图5所示，其包括至少一负载4，还包括上述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路，至少一所述负载4的一端接系统电源P+，其另一端接功率开关Q1的漏极。

本实用新型还揭示了一种高端驱动控制电路，如附图6所示，其包括至少一负载4，还包括上述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路，至少一所述负载4的一端接功率开关Q1的源极，其另一端接地。

并且，所述的低端和/或高端驱动控制电路中，如附图7、附图8所示，所述负载4和功率开关Q1之间还连接有与所述控制装置1连接的电流检测电路5，从而可以通过电流检测来实现部分故障的检测，此处，所述电流检测电路5是已知技术，不作赘述。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.自带功率输出端口状态检测的驱动电路，包括系统电源（P+），所述系统电源（P+）连接功率开关（Q1）的漏极，所述功率开关（Q1）的门极连接控制装置（1）的输出端，其特征在于：还包括辅助电源（VT），所述辅助电源（VT）的输入电压小于系统电源（P+）的输入电压，所述辅助电源（VT）连接第一电阻（R1）的一端,所述第一电阻（R1）的另一端接所述功率开关（Q1）的源极及第二电阻（R2）的一端，所述第二电阻（R2）的另一端通过第三电阻（R3）接地，所述第二电阻（R2）和第三电阻（R3）的连接点处连接ADC电压采集装置（13），所述ADC电压采集装置（13）连接所述控制装置（1）。

2.根据权利要求1所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路，其特征在于：所述辅助电源（VT）的电压在5-10V。

3.根据权利要求1所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路，其特征在于：所述辅助电源（VT）的电压通过与系统电源连接的电源转换器（3）得到。

4.根据权利要求3所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路，其特征在于：所述电源转换器（3）包括一端与系统电源（P+）连接的可调电阻（R4）,所述可调电阻（R4）的另一端接输出端（output）及第一二极管（D2）的阴极，所述第一二极管（D2）的阳极接地（GND）,所述系统电源（P+）及接地端（GND）之间还并联有RC滤波电路。

5.根据权利要求1所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路，其特征在于：所述辅助电源端（VT）和第一电阻（R1）之间连接有第二二极管（D1），所述第二二极管（D1）的阳极接所述辅助电源端（VT），所述第二二极管（D1）的阴极接第一电阻（R1）。

6.根据权利要求1所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路，其特征在于：所述控制装置（1）包括CPU,所述CPU集成有所述ADC电压采集装置且所述CPU连接输出控制单元，所述输出控制单元连接所述功率开关（Q1）的门极，并控制其开关。

7.低端和/或高端驱动控制电路，包括至少一负载（4），其特征在于：还包括权利要求1-6任一所述的自带功率输出端口状态检测的驱动电路，至少一所述负载（4）的一端接系统电源（P+），其另一端接功率开关（Q1）的漏极和/或至少一所述负载（4）的一端接功率开关（Q1）的源极，其另一端接地。

8.根据权利要求7所述的低端和/或高端驱动控制电路，其特征在于：所述负载和功率开关（Q1）之间还连接有与所述控制装置（1）连接的电流检测电路（5）。