CN212433612U - 一种驱动装置及车辆系统 - Google Patents

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王涛
何宜祥
顾瑜俊
高玉宽
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Abstract

本实用新型公开了一种驱动装置及车辆系统。驱动装置包括控制芯片、驱动芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及开关器件，控制芯片的信号输出端与驱动芯片的逻辑输入端电连接，驱动芯片的驱动输出端与开关器件的控制端电连接，开关器件的第一端和第二端分别用于与负载以及参考电平端电连接，第一电阻的第一端和第二端分别与电源端以及控制芯片的采样端电连接，控制芯片的采样端通过第二电阻与参考电平端电连接，控制芯片的采样端还通过第三电阻与开关器件的第一端电连接。

Description

一种驱动装置及车辆系统
技术领域
本实用新型实施例涉及驱动技术，尤其涉及一种驱动装置及车辆系统。
背景技术
驱动芯片是一种能够驱动IGBT、Mosfet器件的集成IC，在车辆系统中，驱动芯片其一般配置在工作电流较大的负载回路中，用于实时控制负载回路的导通或者关闭。目前，为了减小负载故障损坏的风险，驱动芯片一般具备过流关断、欠压锁定和故障输出等功能，但是驱动芯片无法输出故障的具体类型。
实用新型内容
本实用新型提供一种驱动装置及车辆系统，以达到可以判断车辆负载回路故障类型的目的。
第一方面，本实用新型实施例提出了一种驱动装置，包括控制芯片、驱动芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及开关器件，
所述控制芯片的信号输出端与所述驱动芯片的逻辑输入端电连接，所述驱动芯片的驱动输出端与所述开关器件的控制端电连接，所述开关器件的第一端和第二端分别用于与负载以及参考电平端电连接，
所述第一电阻的第一端和第二端分别与电源端以及所述控制芯片的采样端电连接，所述控制芯片的采样端通过所述第二电阻与参考电平端电连接，所述控制芯片的采样端还通过所述第三电阻与所述开关器件的第一端电连接。
进一步的，还包括第一二极管，所述电源端与所述第一二极管的正极电连接，所述第一二极管的负极与所述第一电阻的第一端电连接。
进一步的，还包括第二二极管，所述第二二极管的负极与所述第一电阻的第二端电连接，所述第二二极管的正极与参考电平端电连接。
进一步的，还包括第四电阻，所述控制芯片的采样端通过所述第四电阻与所述第二电阻以及第三电阻电连接。
进一步的，所述第一电阻的第二端还用于与所述驱动芯片的反馈端电连接。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种车辆系统，包括实施例记载的驱动装置，所述驱动装置串联在车辆的负载回路中。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提出的驱动装置包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，控制芯片的采样端通过第三电阻与负载回路相连接，控制芯片的采样端还与第一电阻以及第二电阻相连接，当负载回路出现开路故障或者短路故障时，控制芯片采集的采样值相较于负载回路正常时的采样值有所差异，且每种故障对应的差别互不相同，因此驱动装置可以根据采样值判断负载回路出现故障的类型。
附图说明
图1是实施例中的驱动装置结构示意图；
图2是实施例中的另一种驱动装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是实施例中的驱动装置结构示意图，参考图1，驱动装置包括控制芯片1、驱动芯片2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3以及开关器件3。
控制芯片1的信号输出端与驱动芯片2的逻辑输入端IN电连接，驱动芯片2的驱动输出端OUT与开关器件3的控制端电连接，开关器件3的第一端和第二端分别用于与负载100以及参考电平端电连接。第一电阻R1的第一端和第二端分别与电源端VCC以及控制芯片1的采样端ADC电连接，控制芯片1的采样端ADC通过第二电阻R2与参考电平端电连接，控制芯片1的采样端ADC还通过第三电阻R3与开关器件3的第一端电连接。
本实施例中，驱动芯片2为低边驱动芯片，电源Vbat与负载100电连接，负载100通过开关器件3与参考地电连接。示例性的，驱动芯片2采用的型号为1ED44175N01B。开关器件3可以为IGBT器件或者MOS器件。当控制芯片1输出逻辑控制信号时，驱动芯片2产生驱动信号，使开关器件3导通或者关断，进而控制负载100开始或者停止工作。
示例性的，本实施例中，电源端VCC的电压值为5V，电源Vbat的电压值为6V。
本实施例中，控制芯片1还配置有采样端ADC，驱动装置还配置有检测电阻R1、R2和R3，通过采样端ADC采样数据的差异，可以判定负载回路出现故障的具体类型。通常情况下负载回路包括三种状态，即正常、开路和短路。
若负载回路处于正常状态，当控制芯片1向驱动芯片2输出逻辑控制信号，开关器件3导通时，开关器件3的第一端的电平为低电平，第二电阻R2和第三电阻R3并联构成一等效电阻R，第一电阻R1和等效电阻R构成分压电路，控制芯片1的采样端ADC的采样值为：
Figure BDA0002599228680000041
当控制芯片1停止向驱动芯片2输出逻辑控制信号，开关器件3关断时，开关器件3的第一端的电平为高电平，此时，控制芯片1的采样端ADC的采样值满足：
Vadc＞4.6V
若负载回路处于开路状态，当控制芯片1向驱动芯片2输出逻辑控制信号，开关器件3导通时，开关器件3的第一端的电平为低电平，第二电阻R2和第三电阻R3并联构成一等效电阻R，第一电阻R1和等效电阻R构成分压电路，控制芯片1的采样端ADC的采样值为：
Figure BDA0002599228680000042
当控制芯片1停止向驱动芯片2输出逻辑控制信号，开关器件3关断时，第三电阻R3悬空，第一电阻R1和第二电阻R2构成分压电路，控制芯片1的采样端ADC的采样值为：
Vadc＝R2*Vcc/(R1+R2)
若负载回路处于与电源短路状态，此时，无论开关器件3是否关断，开关器件3第一端的电压均为电源电压Vbat，此时，控制芯片1的采样端ADC的采样值始终满足：
Vadc＞4.6V
若负载回路处于与地短路状态，此时，无论开关器件3是否关断，开关器件3第一端的电压均为0，此时，第一电阻R1和等效电阻R构成分压电路，控制芯片1的采样端ADC的采样值始终满足：
Figure BDA0002599228680000051
基于本实施例中提出的驱动装置的整体结构，当负载回路出现开路故障或者短路故障时，控制芯片采集的采样值相较于负载回路正常时的采样值有所差异，且每种故障对应的差别互不相同，因此控制芯片可以配置为根据采样值判断负载回路出现故障的类型。
图2是实施例中的另一种驱动装置结构示意图，参考图2，作为一种优选方案，驱动装置还包括第一二极管D1，电源端VCC与第一二极管D1的正极电连接，第一二极管D1的负极与第一电阻R1的第一端电连接。第一二极管D1用于防止电源端VCC反接。
参考图2，驱动装置还包括第二二极管D2，第二二极管D2的负极与第一电阻R1的第二端电连接，第二二极管D2的正极与参考电平端电连接。第二二极管D2用于采样端ADC的电压的钳位。
参考图2，驱动装置还包括第四电阻R4，控制芯片1的采样端ADC通过第四电阻R4与第二电阻R2以及第三电阻R3电连接。第四电阻R4用于限流。
参考图2，作为一种可实施方案，第一电阻R1的第二端还用于与驱动芯片2的反馈端STSATUS电连接。
示例性的，第一二极管D1的压降Vd为0.7V，第二二极管D2的钳位电压为5.1V，负载回路出现故障时，驱动芯片2的反馈端STSATUS输出低电平。开关器件选用NMOS管Q1。
示例性的，若负载回路处于正常状态，当控制芯片1向驱动芯片2输出逻辑控制信号，NMOS管Q1导通时，NMOS管Q1的漏极的电平为低电平，第二电阻R2和第三电阻R3并联构成一等效电阻R，第一电阻R1和等效电阻R构成分压电路，控制芯片1的采样端ADC的采样值为：
Figure BDA0002599228680000061
当控制芯片1停止向驱动芯片输出逻辑控制信号，NMOS管Q1关断时，NMOS管Q1的漏极的电平为高电平，控制芯片1的采样端ADC的采样值满足：
5.1V＞Vadc＞4.6V
若负载回路处于开路状态，当控制芯片1向驱动芯片2输出逻辑控制信号，NMOS管Q1导通时，NMOS管Q1的漏极的电平为低电平，第二电阻R2和第三电阻R3并联构成一等效电阻R，第一电阻R1和等效电阻R构成分压电路，控制芯片1的采样端ADC的采样值为：
Figure BDA0002599228680000062
当控制芯片1停止向驱动芯片2输出逻辑控制信号，NMOS管Q1关断时，第三电阻R3悬空，第一电阻R1和第二电阻R2构成分压电路，控制芯片1的采样端ADC的采样值为：
Vadc＝R2*(Vcc-Vd)/(R1+R2)
若负载回路处于与电源短路状态，当控制芯片1向驱动芯片2输出逻辑控制信号时，驱动芯片2启动工作，由于负载回路出现故障，因此，反馈端STSATUS输出低电平，此时，控制芯片1的采样端ADC的采样值满足：
Vadc＝0
若负载回路处于与电源短路状态，当控制芯片1停止向驱动芯片2输出逻辑控制信号时，驱动芯片2停止工作，NMOS管Q1漏极的电压为电源电压Vbat，此时，控制芯片1的采样端ADC的采样值始终满足：
5.1V＞Vadc＞4.6V
若负载回路处于与地短路状态，此时，无论NMOS管Q1是否关断，NMOS管Q1漏极的电压均为0，此时，第一电阻R1和等效电阻R构成分压电路，控制芯片1的采样端ADC的采样值始终满足：
Figure BDA0002599228680000071
。
实施例二
本实施例提出一种车辆系统，包括实施例一记载的任一驱动装置，驱动装置串联在车辆的负载回路中，驱动装置的工作过程和有益效果均与实施例一记载的内容相同，在此不再赘述。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种驱动装置，其特征在于，包括控制芯片、驱动芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻以及开关器件，
所述控制芯片的信号输出端与所述驱动芯片的逻辑输入端电连接，所述驱动芯片的驱动输出端与所述开关器件的控制端电连接，所述开关器件的第一端和第二端分别用于与负载以及参考电平端电连接，
所述第一电阻的第一端和第二端分别与电源端以及所述控制芯片的采样端电连接，所述控制芯片的采样端通过所述第二电阻与参考电平端电连接，所述控制芯片的采样端还通过所述第三电阻与所述开关器件的第一端电连接。
2.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还包括第一二极管，所述电源端与所述第一二极管的正极电连接，所述第一二极管的负极与所述第一电阻的第一端电连接。
3.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还包括第二二极管，所述第二二极管的负极与所述第一电阻的第二端电连接，所述第二二极管的正极与参考电平端电连接。
4.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，还包括第四电阻，所述控制芯片的采样端通过所述第四电阻与所述第二电阻以及第三电阻电连接。
5.如权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一电阻的第二端还用于与所述驱动芯片的反馈端电连接。
6.一种车辆系统，其特征在于，包括权利要求1至5所述任一的驱动装置，所述驱动装置串联在车辆的负载回路中。
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