CN210724180U

CN210724180U - 一种接口保护电路装置

Info

Publication number: CN210724180U
Application number: CN201921568154.5U
Authority: CN
Inventors: 高金奎; 王东; 郑兵强
Original assignee: Wuxi Maidao Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Wuxi Maidao Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2020-06-09
Anticipated expiration: 2029-09-20

Abstract

一种接口保护电路装置，其可起到接口线路保护的作用，可避免端口器件损坏或电机控制模块整体性能降低的问题产生，其包括主电路，主电路包括电容C1、晶体管Q1、电阻R1、晶体管Q3、电阻R3、R4、R5、R7、R8、R9、R10、磁珠L1、电容C2，其特征在于，其还包括一级保护电路、二极管保护电路，一级保护电路包括晶体管Q2、电阻R2，二级保护电路包括晶体管Q4、电阻R6、电容C3，其还包括信号输出端VOUT、信号输入端VIN、反馈信号输入端FB_VIN。

Description

一种接口保护电路装置

技术领域

本实用新型涉及汽车电子控制系统技术领域，具体为一种接口保护电路装置。

背景技术

随着人类环保意识的增强，新能源汽车行业也逐步兴起，汽车电子控制系统中的电机控制模块种类也越来越多，汽车行驶的安全性、稳定性很大部分取决于汽车电子控制系统性能的稳定性，因此对电机控制模块的性能及安全性要求也非常严格，但是在对汽车电机控制模块进行各种实验操作和性能测试时，经常会出现因线束过多或操作不当而导致接口错误故障，当接口线路出现对电源或对地短路时，易造成回路电流过大，从而损坏端口器件，影响模块整体性能。

实用新型内容

针对现有技术中存在的接口线路易出现对电源或对地短路故障，造成回路电流过大，使端口器件损坏、电机控制模块整体性能降低的问题，本实用新型提供了一种接口保护电路装置，其可起到接口线路保护的作用，可避免端口器件损坏或电路模块整体性能降低的问题产生。

一种接口保护电路装置，其包括主电路，所述主电路包括电容C1、晶体管Q1、电阻R1、晶体管Q3、电阻R3、R4、R5、R7、R8、R9、R10、磁珠L1、电容C2，其特征在于，其还包括一级保护电路、二极管保护电路，所述一级保护电路包括晶体管Q2、电阻R2，所述二极管保护电路包括晶体管Q4、电阻R6、电容C3，其还包括信号输出端VOUT、信号输入端VIN、反馈信号输入端FB_VIN，所述信号输出端VOUT分别连接所述电容C2的一端、磁珠L1的一端，所述磁珠L1的另一端分别连接所述电阻R4的一端、晶体管Q3的集电极，所述晶体管Q3的发射极分别连接所述电阻R3的一端、所述晶体管Q2的基极，所述晶体管Q2的发射极、电阻R3的另一端、电阻R2的一端均连接电压源VPP，所述晶体管Q2的集电极分别连接所述晶体管Q3的基极、所述电阻R2的另一端、电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接晶体管Q1的集电极，所述晶体管Q1的基极分别连接所述电阻R7、R8的一端，所述电阻R7的另一端分别连接电容C1的一端、所述信号输入端VIN，所述电容C1的另一端接地，所述晶体管Q1的发射极、电阻R8的另一端接地，所述电阻R4的另一端分别连接所述电阻R5的一端、电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端分别连接所述电阻R10的一端、晶体管Q4的基极，所述晶体管Q4的集电极分别连接所述电阻R6的一端、电容C3的一端、所述反馈信号输入端FB_VIN，所述晶体管Q4的发射极、电阻R10的另一端接地，所述电阻R6的另一端连接电压源VCC，所述电阻R5的另一端接地。

其进一步特征在于，所述信号输出端VOUT连接ECU外部电路单元，所述信号输入端VIN、反馈信号输入端FB_VIN分别连接MCU控制单元；

所述MCU控制单元包括单片机U；

所述电压源VPP的电压为：24V；

所述电压源VCC的电压为：5V。

采用本实用新型的上述结构可以达到如下有益效果：当接口线路未出现短路故障时，晶体管Q3正常导通，此时信号输入端VIN的信号为高电平，信号输出端VOUT的信号为高电平，反馈信号输入端FB_VIN的信号为低电平，此时主电路正常导通；当接口线路出现短路故障时，一级保护电路、二极管保护电路均动作，使晶体管Q3关断，此时信号输入端VIN的信号为低电平时，信号输出端VOUT的信号为低电平，反馈信号输入端FB_VIN的信号为高电平，从而断开了主电路回路，起到了接口短路保护的作用，同时有效降低了因操作不当致使信号输出端VOUT的线路对电源或对地短路时，而导致回路电流过大造成晶体管Q3烧坏的问题出现，二极管保护电路的设置能够间接地关断晶体管Q1，进而有效关断晶体管Q3,从而提高了本装置的接口保护性能。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

见图1，一种接口保护电路装置，其包括主电路，主电路包括电容C1、晶体管Q1、电阻R1、晶体管Q3、电阻R3、R4、R5、R7、R8、R9、R10、磁珠L1、电容C2，其特征在于，其还包括一级保护电路、二极管保护电路，一级保护电路包括晶体管Q2、电阻R2，二极管保护电路包括晶体管Q4、电阻R6、电容C3，其还包括信号输出端VOUT、信号输入端VIN、反馈信号输入端FB_VIN，信号输出端VOUT分别连接电容C2的一端、磁珠L1的一端，磁珠L1的另一端分别连接电阻R4的一端、晶体管Q3的集电极，晶体管Q3的发射极分别连接电阻R3的一端、晶体管Q2的基极，晶体管Q2的发射极、电阻R3的另一端、电阻R2的一端均连接电压源VPP，晶体管Q2的集电极分别连接晶体管Q3的基极、电阻R2的另一端、电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接晶体管Q1的集电极，晶体管Q1的基极分别连接电阻R7、R8的一端，电阻R7的另一端分别连接电容C1的一端、信号输入端VIN，电容C1的另一端接地，晶体管Q1的发射极、电阻R8的另一端接地，电阻R4的另一端分别连接电阻R5的一端、电阻R9的一端，电阻R9的另一端分别连接电阻R10的一端、晶体管Q4的基极，晶体管Q4的集电极分别连接电阻R6的一端、电容C3的一端、反馈信号输入端FB_VIN，晶体管Q4的发射极、电阻R10的另一端接地，电阻R6的另一端连接电压源VCC，电阻R5的另一端接地，信号输出端VOUT连接ECU外部电路单元，信号输入端VIN、反馈信号输入端FB_VIN分别连接MCU控制单元，MCU控制单元包括单片机U；本实施例中电压源VPP的电压为24V，电压源VCC的电压为5V，单片机U可采用现有的任意一款型号的单片机，信号输入端VIN、反馈信号输入端FB_VIN分别连接单片机U的I/O口，三极管Q1~Q4均可采用现有技术。

其具体工作原理如下所述：将本实用新型应用于汽车电机控制模块中的接口线路故障检测中，当接口线路未出现短路故障时，晶体管Q3正常导通，此时信号输入端VIN为高电平，信号输出端VOUT的信号为高电平，反馈信号输入端VIN的信号为低电平，此时主电路正常导通，此时若信号输出端VOUT发生接地短路故障，主电路中的电流迅速增大，若不及时关断晶体管Q3，则可能超过晶体管Q3的导通电流导致晶体管Q3烧损的问题出现，甚至可能导致主电路中其它的电子元件损坏，因此，此时需设置用于晶体管Q3迅速关断的接口短路故障保护电路装置；

当接口线路出现短路故障时，一级保护电路3、二极管保护电路4均动作，此时信号输入端VIN为低电平，信号输出端VOUT的信号为低电平，反馈信号输入端VIN的信号为高电平，一级保护电路3作用时，即当晶体管Q3发射极电流（用IQ3(e)表示）过大时，晶体管Q2导通，此时晶体管Q3的BE结压降（用VQ3(be)表示）小于晶体管Q3的导通压降（用VQ3(ON)表示），即VQ3(be)<VQ3(ON)，晶体管Q3关断，从而使ECU外部电路单元2与MCU控制单元1之间的主电路断开，各电子元件中无导通电流流过，从而达到保护接口电路作用。二级保护4作用时，当信号输入端VIN与反馈信号输入端VIN的信号一致时，即同为高电平或同为低电平时，可判定信号输出端VOUT对电源或对地短路，经MCU控制单元1的内部信号处理后(内部信号处理指通过现有的单片机U内的比较器对高低电平信号进行比较，然后输出相应的电平信号，采用单片机U实现信号的高低电平比较为现有常用技术)，并通过一级保护电路3、二极管保护电路4将经MCU控制单元1信号处理后的信号传递ECU外部电路单元2中，即使信号输出端VOUT输出低电平至ECU外部电路单元2中，从而关断晶体管Q1，进而关断晶体管Q3，达到保护接口电路作用。通过上述两级保护，从而能够有效的降低因操作不当致使输出端线路对电源或对地短路时，而导致回路IQ3(e)电流过大造成三极管Q3烧坏的现象。

本装置中电容C1、C2均为滤波电容，可滤除外部干扰信号，电容C2还有静电防护作用，磁珠L1具有防止外部信号干扰作用，三极管Q4具有降压保护作用，电容C1、C2、磁珠L1的设置进一步确保了保护电路信号的稳定性，从而进一步保障了汽车电机控制模块整体性能。

Claims

1.一种接口保护电路装置，其包括主电路，所述主电路包括电容C1、晶体管Q1、电阻R1、晶体管Q3、电阻R3、R4、R5、R7、R8、R9、R10、磁珠L1、电容C2，其特征在于，其还包括一级保护电路、二极管保护电路，所述一级保护电路包括晶体管Q2、电阻R2，所述二极管保护电路包括晶体管Q4、电阻R6、电容C3，其还包括信号输出端VOUT、信号输入端VIN、反馈信号输入端FB_VIN，所述信号输出端VOUT分别连接所述电容C2的一端、磁珠L1的一端，所述磁珠L1的另一端分别连接所述电阻R4的一端、晶体管Q3的集电极，所述晶体管Q3的发射极分别连接所述电阻R3的一端、所述晶体管Q2的基极，所述晶体管Q2的发射极、电阻R3的另一端、电阻R2的一端均连接电压源VPP，所述晶体管Q2的集电极分别连接所述晶体管Q3的基极、所述电阻R2的另一端、电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端连接晶体管Q1的集电极，所述晶体管Q1的基极分别连接所述电阻R7、R8的一端，所述电阻R7的另一端分别连接电容C1的一端、所述信号输入端VIN，所述电容C1的另一端接地，所述晶体管Q1的发射极、电阻R8的另一端接地，所述电阻R4的另一端分别连接所述电阻R5的一端、电阻R9的一端，所述电阻R9的另一端分别连接所述电阻R10的一端、晶体管Q4的基极，所述晶体管Q4的集电极分别连接所述电阻R6的一端、电容C3的一端、所述反馈信号输入端FB_VIN，所述晶体管Q4的发射极、电阻R10的另一端接地，所述电阻R6的另一端连接电压源VCC，所述电阻R5的另一端接地。

2.根据权利要求1所述的一种接口保护电路装置，其特征在于，所述信号输出端VOUT连接ECU外部电路单元，所述信号输入端VIN、反馈信号输入端FB_VIN分别连接MCU控制单元。