CN214543595U - 高边驱动短路保护电路、高边驱动电路及电子控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高边驱动短路保护电路、高边驱动电路及电子控制系统。该高边驱动短路保护电路包括第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和运算放大器；第一晶体管的第一引脚接地，第二引脚分别与第一电阻和运算放大器的输出端相连接，第一晶体管的第三引脚与第二电阻相连接；第一电阻的第二端接地；第二晶体管的第一引脚用于连接电源，第二引脚分别与第三电阻和第二电阻相连接，第三引脚用于连接高边驱动芯片的供电端。本申请的高边驱动短路保护电路，结构简单，硬件成本低，能够应用于电子控制单元的高边驱动电路的短路保护，确保电子控制单元复位时不影响正常工作。

Description

高边驱动短路保护电路、高边驱动电路及电子控制系统

技术领域

本申请涉及电路技术领域，具体涉及一种高边驱动短路保护电路、高边驱动电路及电子控制系统。

背景技术

现行的高边驱动芯片电路方案如图1所示，高边驱动芯片的供电端连接到电源，高边驱动状态下OUT输出短路到地会产生一个大电流，由于电源功率P是一个定值(P＝V*I)，当发生短路到地时电流I会增大，电压V会被拉低。当电源功率不足时，电压会被拉低到MCU供电电压以下，从而导致复位。现在亟待研发一种能够提供高边驱动芯片短路保护的电路。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种高边驱动短路保护电路、高边驱动电路及电子控制系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种高边驱动短路保护电路，包括第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和运算放大器；

所述第一晶体管的第一引脚接地，所述第一晶体管的第二引脚分别与所述第一电阻的第一端和所述运算放大器的输出端相连接，所述第一晶体管的第三引脚与所述第二电阻的第一端相连接；所述第一电阻的第二端接地；

所述第二晶体管的第一引脚用于连接电源，所述第二晶体管的第二引脚分别与所述第三电阻的第一端和所述第二电阻的第二端相连接，所述第二晶体管的第三引脚用于连接高边驱动芯片的供电端；所述第三电阻的第二端用于连接电源；

所述运算放大器的同相输入端用于连接电源。

进一步地，所述第一晶体管为NPN型三极管；所述第一晶体管的第一引脚为NPN型三极管的发射极，所述第一晶体管的第二引脚为NPN型三极管的基极，所述第一晶体管的第三引脚为NPN型三极管的集电极。

进一步地，所述第二晶体管为PNP型三极管，所述第二晶体管的第一引脚为PNP型三极管的发射极，所述第二晶体管的第二引脚为PNP型三极管的基极，所述第二晶体管的第三引脚为PNP型三极管的集电极。

进一步地，所述第一晶体管为NMOS管；所述第一晶体管的第一引脚为NMOS管的源极，所述第一晶体管的第二引脚为NMOS管的栅极，所述第一晶体管的第三引脚为NMOS管的漏极。

进一步地，所述第二晶体管为PMOS管，所述第二晶体管的第一引脚为PMOS管的源极，所述第二晶体管的第二引脚为PMOS管的栅极，所述第二晶体管的第三引脚为PMOS管的漏极。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种高边驱动电路，包括高边驱动芯片以及上述的高边驱动短路保护电路；所述高边驱动芯片的供电端与所述第二晶体管的第三引脚相连接。

进一步地，所述高边驱动电路还包括负载电阻，所述负载电阻的第一端与所述高边驱动芯片的输出端相连接，所述负载电阻的第二端接地。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种电子控制系统，包括微处理器以及上述的高边驱动电路，所述微处理器与所述高边驱动电路互相连接。

进一步地，所述电子控制系统还包括分别与所述微处理器相连接的存储器、输入接口、输出接口。

进一步地，所述电子控制系统还包括与所述微处理器相连接的模数转换器。

本申请实施例的其中一个方面提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的高边驱动短路保护电路，结构简单，硬件成本低，适用于各种高边驱动电路的短路保护，能够应用于电子控制单元的高边驱动电路的短路保护，解决了在电源功率不足时高边驱动状态下输出短路引起的电子控制单元复位问题，确保电子控制单元复位时不影响正常工作。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了现有技术的高边驱动电路的电路图；

图2示出了本申请的一个实施方式的高边驱动短路保护电路的电路图；

图3示出了本申请的一个实施例的高边驱动电路的电路图；

图4示出了本申请的一个实施例的电子控制系统的电路图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请的一个实施例提供了一种高边驱动短路保护电路，包括第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和运算放大器；

第一晶体管的第一引脚接地，第一晶体管的第二引脚分别与第一电阻的第一端和运算放大器的输出端相连接，第一晶体管的第三引脚与第二电阻的第一端相连接；第一电阻的第二端接地；

第二晶体管的第一引脚用于连接电源，第二晶体管的第二引脚分别与第三电阻的第一端和第二电阻的第二端相连接，第二晶体管的第三引脚用于连接高边驱动芯片的供电端；第三电阻的第二端用于连接电源；

运算放大器的同相输入端用于连接电源。

在某些实施方式中，第一晶体管为NPN型三极管；第一晶体管的第一引脚为NPN型三极管的发射极，第一晶体管的第二引脚为NPN型三极管的基极，第一晶体管的第三引脚为NPN型三极管的集电极。

在某些实施方式中，第二晶体管为PNP型三极管，第二晶体管的第一引脚为PNP型三极管的发射极，第二晶体管的第二引脚为PNP型三极管的基极，第二晶体管的第三引脚为PNP型三极管的集电极。

如图2所示，本实施例的某实施方式提供的高边驱动短路保护电路，包括第一三极管T1、第二三极管T2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和运算放大器U1。

第一三极管T1为NPN型三极管，第二三极管T2为PNP型三极管。

第一三极管T1的发射极接地，第一三极管T1的集电极与第二电阻R2的第一端相连接，第一三极管T1的基极分别与第一电阻R1的第一端和运算放大器U1的输出端相连接。第一电阻R1的第二端接地。

第二三极管T2的发射极与电源UBAT相连接，第二三极管T2的集电极与高边驱动芯片的供电端VS相连接，第二三极管T2的基极分别与第三电阻R3的第一端和第二电阻R2的第二端相连接。第三电阻R3的第二端与电源UBAT相连接。

运算放大器U1的同相输入端与电源UBAT相连接。在某些实施方式中，运算放大器U1的反相输入端预设电压为5.8V。

高边驱动芯片的Dig端用于连接MCU。

供电的电源UBAT与运算放大器U1的预设电压值(如5.8V)进行比较，当电源UBAT的电压高于5.8V时，运算放大器U1输出高电平，第一三极管T1导通，进而第二三极管T2导通，电源UBAT正常给高边驱动芯片供电；当电源UBAT的电压因为在高边驱动状态下短路到地而被拉低到5.8V以下时，运算放大器U1输出低电平，第一三极管T1和第二三极管T2均关闭，此时电源UBAT不再给高边驱动芯片供电，高边驱动芯片停止工作，当电源UBAT的电压恢复到5.8V以上时，高边驱动芯片重新启动。

在某些实施方式中，第一晶体管为NMOS管；第一晶体管的第一引脚为NMOS管的源极，第一晶体管的第二引脚为NMOS管的栅极，第一晶体管的第三引脚为NMOS管的漏极。

在某些实施方式中，第二晶体管为PMOS管，第二晶体管的第一引脚为PMOS管的源极，第二晶体管的第二引脚为PMOS管的栅极，第二晶体管的第三引脚为PMOS管的漏极。

本申请实施例提出的一种高边驱动短路保护电路，可以应用于电子控制单元ECU，解决了在电源功率不足时高边驱动状态下输出短路引起的电子控制单元ECU复位的问题，确保电子控制单元ECU复位时不影响正常工作。

本申请实施例提出的一种高边驱动短路保护电路，结构简单，响应速度快，有较高实用价值，硬件成本低，适用性好，适用于各种高边驱动电路的短路保护。

如图3所示，本申请的另一个实施例提供了一种高边驱动电路，包括高边驱动芯片以及上述任一实施方式的高边驱动短路保护电路；高边驱动芯片的供电端与第二晶体管的第三引脚相连接。

在某些实施方式中，高边驱动电路还包括负载电阻，负载电阻的第一端与高边驱动芯片的输出端相连接，负载电阻的第二端接地。

如图4所示，本申请的另一个实施例提供了一种电子控制系统，包括微处理器以及上述任一实施方式的高边驱动电路，微处理器与高边驱动电路互相连接。微处理器可以为MCU。

在某些实施方式中，电子控制系统还包括分别与微处理器相连接的存储器、输入接口、输出接口。

在某些实施方式中，电子控制系统还包括与微处理器相连接的模数转换器。微处理器以及与其相连接的存储器、输入接口、输出接口、模数转换器和其他外围电路构成电子控制单元ECU。

本申请实施例提出的一种电子控制系统，解决了在电源功率不足时高边驱动状态下输出短路到地引起的电子控制单元ECU复位的问题，确保电子控制单元ECU复位时不影响正常工作。

需要说明的是：

在本公开的描述中，如果存在“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等术语，则该类术语仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中若存在“多个”这一术语，则“多个”这一术语的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开的描述中，如果存在“一个实施例”、“一些实施例”、“实施方式”、“具体示例”或“某些实施方式”等参考术语，则该类参考术语的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述实施例仅表达了本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高边驱动短路保护电路，其特征在于，包括第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和运算放大器；

所述第一晶体管的第一引脚接地，所述第一晶体管的第二引脚分别与所述第一电阻的第一端和所述运算放大器的输出端相连接，所述第一晶体管的第三引脚与所述第二电阻的第一端相连接；所述第一电阻的第二端接地；

所述第二晶体管的第一引脚用于连接电源，所述第二晶体管的第二引脚分别与所述第三电阻的第一端和所述第二电阻的第二端相连接，所述第二晶体管的第三引脚用于连接高边驱动芯片的供电端；所述第三电阻的第二端用于连接电源；

所述运算放大器的同相输入端用于连接电源。

2.根据权利要求1所述的高边驱动短路保护电路，其特征在于，所述第一晶体管为NPN型三极管；所述第一晶体管的第一引脚为NPN型三极管的发射极，所述第一晶体管的第二引脚为NPN型三极管的基极，所述第一晶体管的第三引脚为NPN型三极管的集电极。

3.根据权利要求1所述的高边驱动短路保护电路，其特征在于，所述第二晶体管为PNP型三极管，所述第二晶体管的第一引脚为PNP型三极管的发射极，所述第二晶体管的第二引脚为PNP型三极管的基极，所述第二晶体管的第三引脚为PNP型三极管的集电极。

4.根据权利要求1所述的高边驱动短路保护电路，其特征在于，所述第一晶体管为NMOS管；所述第一晶体管的第一引脚为NMOS管的源极，所述第一晶体管的第二引脚为NMOS管的栅极，所述第一晶体管的第三引脚为NMOS管的漏极。

5.根据权利要求1所述的高边驱动短路保护电路，其特征在于，所述第二晶体管为PMOS管，所述第二晶体管的第一引脚为PMOS管的源极，所述第二晶体管的第二引脚为PMOS管的栅极，所述第二晶体管的第三引脚为PMOS管的漏极。

6.一种高边驱动电路，其特征在于，包括高边驱动芯片以及权利要求1-5任一项所述的高边驱动短路保护电路；所述高边驱动芯片的供电端与所述第二晶体管的第三引脚相连接。

7.根据权利要求6所述的高边驱动电路，其特征在于，所述高边驱动电路还包括负载电阻，所述负载电阻的第一端与所述高边驱动芯片的输出端相连接，所述负载电阻的第二端接地。

8.一种电子控制系统，其特征在于，包括微处理器以及权利要求6或7的高边驱动电路，所述微处理器与所述高边驱动电路互相连接。

9.根据权利要求8所述的电子控制系统，其特征在于，所述电子控制系统还包括分别与所述微处理器相连接的存储器、输入接口、输出接口。

10.根据权利要求9所述的电子控制系统，其特征在于，所述电子控制系统还包括与所述微处理器相连接的模数转换器。

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