CN214474502U - 驱动负载的电路以及包含其的电子控制单元 - Google Patents

Abstract

一种驱动负载的电路以及包含其的电子控制单元。该驱动负载的电路包括：微控制器；输出驱动电路，与微控制器的第一输出端口连接，并根据第一输出端口的电信号通过其输出端驱动负载；设置于第一电源与输出端之间的开关电路，与微控制器的第二输入输出端口连接，并根据第二输入输出端口上的电信号确定第一电源与输出端之间的通断；以及设置于输出端与地之间的采样电路，与微控制器的第二输入输出端口连接，并将采样的电信号通过第二输入输出端口反馈给微控制器。本实用新型的驱动负载的电路以及包含其的电子控制单元，其能够在占用较少微控制器端口的情况下实现对输出驱动电路的输出端对地短路的检测，实现成本低。

Description

驱动负载的电路以及包含其的电子控制单元

技术领域

本实用新型涉及汽车电子领域，特别涉及一种驱动负载的电路以及包含其的电子控制单元。

背景技术

随着汽车技术的发展，现在车辆上集成有越来越多的电子控制单元(ElectronicControl Unit，ECU)。电子控制单元一般通过高端驱动电路(High Side Driver，HSD)或低端驱动电路(Low Side Driver，LSD)驱动负载进行工作。为了满足功能安全的要求，需要对高端驱动电路、低端驱动电路的输出端是否对地短路进行检测。

图1例示了现有技术中的一种检测低端驱动电路、高端驱动电路的输出端对地短路的电路的示意图。参考图1所示，微控制器11通过其输出端口11b控制高端驱动电路或低端驱动电路12来驱动负载20。为了实现对高端驱动电路或低端驱动电路12的输出端12a的对地短路检测，微控制器11通过其输出端口11a控制开关电路13，以通过电源VCC提供辅助电源，并通过输入端口11c获得采样电路14获得的采样电压信号来确定输出端12a的对地短路是否存在。可见，在图1的方案中为了实现输出端12a对地短路的检测需要微控制器11的两个I/O端口，再加上对高端驱动电路或低端驱动电路12进行控制的微控制11的一个I/O端口，则对每一个高端驱动电路或低端驱动电路12驱动的负载就要占用微控制器11的三个I/O端口。然而，微控制器11的I/O端口资源是有限的，甚至是紧张的。对于需要驱动的负载较多的电子控制单元，其需要使用I/O扩展电路或者使用有较多I/O端口的微控制器，这势必导致较高的硬件成本。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是提供一种驱动负载的电路以及包含其的电子控制单元，其能够在占用较少微控制器端口的情况下实现对输出驱动电路的输出端对地短路的检测，实现成本低。

为了解决上述问题，本实用新型的一方面提供了一种驱动负载的电路，其包括：微控制器；输出驱动电路，与所述微控制器的第一输出端口连接，并根据所述第一输出端口的电信号通过其输出端驱动所述负载；设置于第一电源与所述输出端之间的开关电路，与所述微控制器的第二输入输出端口连接，并根据所述第二输入输出端口上的电信号确定所述第一电源与所述输出端之间的通断；以及设置于所述输出端与地之间的采样电路，与所述微控制器的第二输入输出端口连接，并将采样的电信号通过所述第二输入输出端口反馈给所述微控制器。

本实用新型提供的另一方面提供了一种电子控制单元，其特征在于，包括如上所述的驱动负载的电路。

与现有技术相比，上述方案具有以下优点：

本实用新型的电子控制单元、驱动负载的电路中的微控制器对第二输入输出端口进行复用，实现对开关电路的控制，以及接收采样电路的采样电信号。如此，本实用新型的电子控制单元、驱动负载的电路仅通过微控制器的第二输入输出端口这一端口实现了对输出端对地短路的检测，具有占用微控制器端口少，实现成本低的优点。

附图说明

图1例示了现有技术中的一种检测高端驱动电路、低端驱动电路的输出端对地短路的电路的示意图；

图2例示了根据本实用新型一个或多个实施例的电子控制单元的示意图；

图3例示了根据本实用新型一个或多个实施例的低端驱动方式的驱动负载的电路的示意图；

图4例示了根据本实用新型一个或多个实施例的高端驱动方式的驱动负载的电路的示意图；

图5例示了根据本实用新型一个或多个实施例的驱动负载的电路中的测试点A、B的一次检测的时序图。

具体实施方式

在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本实用新型。但是，对于所属技术领域的技术人员明显的是，本实用新型的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本实用新型并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本实用新型，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。

图2例示了根据本实用新型一个或多个实施例的电子控制单元的示意图。参考图2所示，电子控制单元100包括驱动负载的电路100a。电子控制单元100通过驱动负载的电路100a驱动负载200。电子控制单元100例如可以为车身控制单元(Body Control Module，BCM)、无钥匙进入启动(Passive Entry Passive Start，PEPS)系统等。负载200例如可以为电子转向机锁(Electrical Steering Control Lock，ESCL)、照明灯等。

驱动负载的电路100a包括微控制器110、输出驱动电路120、开关电路130和采样电路140。输出驱动电路120与微控制器110的第一输出端口110a连接，并根据第一输出端口110a的电信号通过其输出端120a驱动负载200。第一输出端口110a的电信号可以包括电压信号、电流信号等。开关电路130设置于第一电源VCC与输出端120a之间，并与微控制器110的第二输入输出端口110b连接，以及根据第二输入输出端口110b上的电信号确定第一电源VCC与输出端120a之间的通断。第二输入输出端口110b上的电信号可以包括电压信号、电流信号等。采样电路140设置于输出端120a与地之间，并与微控制器110的第二输入输出端口110b连接，以及将采样的电信号通过第二输入输出端口110b反馈给微控制器110。采样的电信号可以包括电压信号、电流信号等。

驱动负载的电路100a中的微控制器110仅通过第二输入输出端口110b实现对开关电路130的控制，以及接收采样电路140的采样电信号，以实现对输出端120a对地短路的检测。具体来说，微控制器110通过第一输出端口110a输出电信号使输出驱动电路120不输出。微控制器110将第二输入输出端口110b设置为输出模式，并通过其输出电信号使开关电路130导通，此时采样电路140会形成采样电信号。此后，微控制器110将第二输入输出端口110b设置为输入模式，通过其接收采样电信号，此时采样电信号会使开关电路130持续导通。最后，微控制器110再将第二输入输出端口110b设置为输出模式，并通过其输出电信号使开关电路130断开。如此，驱动负载的电路100a仅通过微控制器110的第二输入输出端口110b这一端口实现了对输出端120a对地短路的检测，具有占用微控制器110端口少，实现成本低的优点。

图3例示了根据本实用新型一个或多个实施例的低端驱动方式的驱动负载的电路的示意图。在图3所示的实施例中，输出驱动电路120为低端驱动电路。参考图3所示，驱动负载的电路100a包括微控制器110、低端驱动电路120、开关电路130和采样电路140。

开关电路130包括第一场效应管131和第一三极管132。第一场效应管131的栅极连接微控制器110的第二输入输出端口110b。第一场效应管131的源极接地。第一场效应管131的漏极与第一三极管132的基极连接。第一三极管132的发射极与第一电源VCC连接。第一三极管132的集电极与输出端120a连接。

在一个或多个实施例中，开关电路130还包括二极管133。二极管133的正极与第一三极管132的集电极连接。二极管133的负极与输出端120a连接。

在一个或多个实施例中，开关电路130还包括第一电阻134。第一电阻134设置于第一三极管132和输出端120a之间。

采样电路140包括第二电阻141和第三电阻142。第二电阻141的第一端与输出端120a连接。第二电阻141的第二端与第三电阻142的第一端和第二输入输出端口110b分别连接。第三电阻142的第二端接地。

低端驱动电路120包括第二场效应管121。第二场效应管121的栅极与第一输出端口110a连接。第二场效应管121的源极接地。第二场效应管121的漏极与输出端120a连接。

在一个或多个实施例中，低端驱动电路120还包括第五电阻122。第五电阻122设置于第二场效应管121的栅极和第一输出端口110a之间。在一个或多个实施例中，低端驱动电路120还包括第六电阻123。第六电阻123的一端与第一输出端口110a连接，另一端接地。

在一个或多个实施例中，在对图3所示的低端驱动方式的驱动负载的电路中的输出端120a对地短路检测时，负载200中的开关201处于关断状态。此时，电源VBat不对负载以及采样电路140等提供电源。同时，微控制器110通过第一输出端口110a输出的电信号或者不输出电信号，使低端驱动电路120不驱动负载200。

图4例示了根据本实用新型一个或多个实施例的高端驱动方式的驱动负载的电路的示意图。在图4所示的实施例中，输出驱动电路120为高端驱动电路。参考图4所示，驱动负载的电路100a包括微控制器110、高端驱动电路120、开关电路130和采样电路140。由于开关电路130、采样电路140与图3所示的相同，因此在此不再对其重复展开描述。下面主要对与图3所示的实施例不同的高端驱动电路120展开描述。

高端驱动电路120包括第二三极管124、第三场效应管125和第四电阻126。第二三极管124的基极与第一输出端口110a连接。第二三极管124的发射极接地。第二三极管124的集电极与第三场效应管125的栅极和第四电阻126的第一端分别连接。第四电阻126的第二端连接第二电源VBat。第三场效应管125的源极与第二电源VBat连接。第三场效应管125的漏极与输出端120a连接。

需要说明的是，在对图4所示的高端驱动方式的驱动负载的电路中的输出端120a对地短路检测时，微控制器110通过第一输出端口110a输出的电信号或者不输出电信号，使高端驱动电路120不驱动负载200。

图5例示了根据本实用新型一个或多个实施例的驱动负载的电路中的测试点A、B的一次检测的时序图。结合参考图3-5所示，第二输入输出端口110b为输出模式，在a至b期间，持续输出高电平，使开关电路130导通，测试点A相应地具有高电平。在b至c期间，第二输入输出端口110b切换为输入模式，接收采样电路140反馈的采样电压。由于采样电压仍能使开关电路130导通，因此测试点A仍具有高电平。在c时刻，第二输入输出端口110b切换为输出模式，并在c至d期间，持续输出低电平，使开关电路130断开，相应地测试点A具有低电平，在d时刻结束本次检测。

由前述的描述可知，驱动负载的电路100a中的微控制器110对第二输入输出端口110b进行复用，实现对开关电路130的控制，以及接收采样电路140的采样电信号。如此，驱动负载的电路100a仅通过微控制器110的第二输入输出端口110b这一端口实现了对输出端120a对地短路的检测，具有占用微控制器110端口少，实现成本低的优点。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本实用新型的保护范围内，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种驱动负载的电路，其特征在于，包括：

微控制器；

输出驱动电路，与所述微控制器的第一输出端口连接，并根据所述第一输出端口的电信号通过其输出端驱动所述负载；

设置于第一电源与所述输出端之间的开关电路，与所述微控制器的第二输入输出端口连接，并根据所述第二输入输出端口上的电信号确定所述第一电源与所述输出端之间的通断；以及

设置于所述输出端与地之间的采样电路，与所述微控制器的第二输入输出端口连接，并将采样的电信号通过所述第二输入输出端口反馈给所述微控制器。

2.如权利要求1所述的驱动负载的电路，其特征在于，所述开关电路包括第一场效应管和第一三极管，所述第一场效应管的栅极连接所述第二输入输出端口，所述第一场效应管的源极接地，所述第一场效应管的漏极与所述第一三极管的基极连，所述第一三极管的发射极与所述第一电源连接，所述第一三极管的集电极与所述输出端连接。

3.如权利要求2所述的驱动负载的电路，其特征在于，所述开关电路还包括二极管，所述二极管的正极与所述第一三极管的集电极连接，所述二极管的负极与所述输出端连接。

4.如权利要求2或3所述的驱动负载的电路，其特征在于，所述开关电路还包括第一电阻，所述第一电阻设置于所述第一三极管和所述输出端之间。

5.如权利要求1所述的驱动负载的电路，其特征在于，所述采样电路包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的第一端与所述输出端连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端和所述第二输入输出端口分别连接，所述第三电阻的第二端接地。

6.如权利要求1所述的驱动负载的电路，其特征在于，所述输出驱动电路为低端驱动电路。

7.如权利要求6所述的驱动负载的电路，其特征在于，所述低端驱动电路包括第二场效应管，所述第二场效应管的栅极与所述第一输出端口连接，所述第二场效应管的源极接地，所述第二场效应管的漏极与所述输出端连接。

8.如权利要求1所述的驱动负载的电路，其特征在于，所述输出驱动电路为高端驱动电路。

9.如权利要求8所述的驱动负载的电路，其特征在于，所述高端驱动电路包括第二三极管、第三场效应管和第四电阻，所述第二三极管的基极与所述第一输出端口连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的集电极与所述第三场效应管的栅极和所述第四电阻的第一端分别连接，所述第四电阻的第二端连接第二电源，所述第三场效应管的源极与所述第二电源连接，所述第三场效应管的漏极与所述输出端连接。

10.一种电子控制单元，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的驱动负载的电路。

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