CN215733460U - 一种汽车电源的硬件保护锁存电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电源转换器领域，提供了一种汽车电源的硬件保护锁存电路，与现有技术相比，本实用新型采用电路设计代替MCU判断电源保护是否给到后端电路驱动，从而降低了MCU的工作饱和度，提高了MCU的工作效率。

Description

一种汽车电源的硬件保护锁存电路

技术领域

本实用新型涉及电源转换器领域，具体涉及一种汽车电源的硬件保护锁存电路。

背景技术

48V直流转换器在汽车混动系统中，将48V直流电转换为12V直流电用来给12V电池充电，该48V直流转换器上设有欠压保护、过压保护、过流保护等电源保护。现有的48V直流转换器的电源保护是使用MCU进行保护，这样会消耗大量的CPU时间，如图1所示，电源保护通过电压比较器输入至MCU，MCU判断是否给到后端电路驱动，这样会加大MCU的工作饱和度，导致MCU的工作效率下降。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种汽车电源的硬件保护锁存电路，代替MCU判断电源保护是否给到后端电路驱动，从而降低了MCU的工作饱和度，提高了MCU的工作效率。

本实用新型是这样实现的，本实用新型一种汽车电源的硬件保护锁存电路，用于48V直流转换器代替MCU判断电源保护是否给到后端电路驱动，所述硬件保护锁存电路包括：晶闸管Q3，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9，三极管Q1和Q2，电容C1和C2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7；所述二极管D1～D8用于接入电压比较器输出的电平信号，所述电压比较器输出的电平信号包括信号1、信号2、信号3、信号4、信号5、信号6、信号7以及信号8，所述二极管D1的正极连接所述信号1，所述二极管D2的正极连接所述信号2，所述二极管D3的正极连接所述信号3，所述二极管D4的正极连接所述信号4，所述二极管D5的正极连接所述信号5，所述二极管D6的正极连接所述信号6，所述二极管D7的正极连接所述信号7，所述二极管D8的正极连接所述信号8，所述二极管D1的正极和所述二极管D2的正极相连，所述二极管D3的正极和所述二极管D4的正极相连，所述二极管D5的正极和所述二极管D6的正极相连，所述二极管D7的正极和所述二极管D8的正极相连，所述二极管D1的正极和所述二极管D2的正极的连接点与所述二极管D3的正极和所述二极管D4的正极的连接点与所述二极管D5的正极和所述二极管D6的正极的连接点与所述二极管D7的正极和所述二极管D8的正极的连接点相连后分别连接所述晶闸管Q3的引脚2、所述电阻R1的一端以及所述电容C1的一端，所述电容C1的另一端依次与所述电阻R1的另一端、所述晶闸管Q3的引脚1以及所述电容C2的一端相连后与接地端GND1相接，所述晶闸管Q3的引脚3分别连接所述电容C2的另一端、所述二极管D9的负极以及所述电阻R4的一端与所述三极管Q3的集电极的连接点，所述二极管D9的正极连接所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接电路供电电压VCC1，所述电阻R4的另一端连接所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极连接所述电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接电路供电电压VCC2，所述三极管Q2的发射极连接所述后端电路的信号端PRO，所述三极管Q1的基极分别连接所述电阻R6的一端和所述电阻R7的一端，所述三极管Q1的发射极与所述电阻R6的另一端相连后与接地端GND2相接，所述电阻R7的另一端连接MCU的复位信号端NREST；

所述晶闸管Q3的工作方式为：所述晶闸管Q3的引脚2为低电平时，所述晶闸管Q3的引脚3到引脚2不导通；所述晶闸管Q3的引脚2为高电平时，所述晶闸管Q3的引脚3到引脚2导通。

进一步地，所述后端电路包括：三极管Q4和Q5，电阻R8、R9、R10、R11以及R12；所述电阻R11的一端连接所述信号端PRO，所述电阻R11的另一端分别连接所述电阻R12的一端和所述三极管Q5的基极，所述电阻R12的另一端和所述三极管Q5的发射极相连后与接地端GND3相接，所述三极管Q5的集电极连接所述电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端分别连接所述电阻R9的一端和所述三极管Q4的基极，所述电阻R9的另一端依次与所述三极管Q4的发射极以及所述电阻R8的一端相连后接MCU的驱动信号端G，所述三极管Q4的集电极与所述电阻R8的另一端相连后接输出端COUT。

进一步地，所述晶闸管Q3的引脚2为低电平，所述晶闸管Q3的引脚3到引脚1不导通，此时所述三极管Q2的基极为低电压，所述三极管Q2不导通，所述电路供电电压VCC2不能输出至所述信号端PRO，所述信号端PRO为低电平不能触发硬件保护。

进一步地，所述晶闸管Q3的引脚2为高电平，所述晶闸管Q3的引脚3到引脚1导通，此时所述三极管Q2的基极为高电压，所述三极管Q2导通，所述电路供电电压VCC2输出至所述信号端PRO，所述信号端PRO为高电平触发硬件保护。

进一步地，所述信号端PRO为高电平触发硬件保护时，所述晶闸管Q3一直保持在锁定状态，以使所述硬件保护锁存电路锁定。

进一步地，所述复位信号端NREST由所述MCU发出高电平时，所述三极管Q1导通至所述接地端GND2，所述三极管Q1将所述晶闸管Q3的引脚3连接至所述接地端GND2，以使所述晶闸管Q3放电后回到低电平状态，以使所述硬件保护锁存电路解锁。

进一步地，所述48V直流转换器的硬件发生故障时，所述电压比较器输出的所述信号1、所述信号2、所述信号3、所述信号4、所述信号5、所述信号6、所述信号7以及所述信号8为高电平，所述信号1至所述信号8经过所述二极管D1至所述二极管D8走到所述接地端GND1。

进一步地，所述信号端PRO为高电平时，所述三极管Q5导通至所述接地端GND3，此时所述三极管Q4导通，使得驱动信号端G和所述输出端COUT的电压相等，所述后端电路不会打开，起到锁存保护的作用。

进一步地，所述三极管Q4为PNP型。

进一步地，所述三极管Q1、所述三极管Q2以及所述三极管Q5为NPN型。

本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，本实用新型采用电路设计代替MCU判断电源保护是否给到后端电路驱动，从而降低了MCU的工作饱和度，提高了MCU的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是现有技术的电源转换器的电源保护原理图。

图2是本实用新型实施例提供的一种汽车电源的硬件保护锁存电路的硬件保护锁存电路原理图。

图3是本实用新型实施例提供的一种汽车电源的硬件保护锁存电路的后端电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以下结合附图与具体实施例，对本实用新型的技术方案做详细的说明。

参照图2至图3所示，为本实用新型提供的较佳实施例。

参照图2，本实用新型提出的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，用于48V直流转换器代替MCU判断电源保护是否给到后端电路驱动，本硬件保护锁存电路包括：晶闸管Q3，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9，三极管Q1和Q2，电容C1和C2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7；二极管D1～D8用于接入电压比较器输出的电平信号，电压比较器输出的电平信号包括信号1、信号2、信号3、信号4、信号5、信号6、信号7以及信号8，二极管D1的正极连接信号1，二极管D2的正极连接信号2，二极管D3的正极连接信号3，二极管D4的正极连接信号4，二极管D5的正极连接信号5，二极管D6的正极连接信号6，二极管D7的正极连接信号7，二极管D8的正极连接信号8，二极管D1的正极和二极管D2的正极相连，二极管D3的正极和二极管D4的正极相连，二极管D5的正极和二极管D6的正极相连，二极管D7的正极和二极管D8的正极相连，二极管D1的正极和二极管D2的正极的连接点与二极管D3的正极和二极管D4的正极的连接点与二极管D5的正极和二极管D6的正极的连接点与二极管D7的正极和二极管D8的正极的连接点相连后分别连接晶闸管Q3的引脚2、电阻R1的一端以及电容C1的一端，电容C1的另一端依次与电阻R1的另一端、晶闸管Q3的引脚1以及电容C2的一端相连后与接地端GND1相接，晶闸管Q3的引脚3分别连接电容C2的另一端、二极管D9的负极以及电阻R4的一端与三极管Q3的集电极的连接点，二极管D9的正极连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电路供电电压VCC1，电阻R4的另一端连接三极管Q2的基极，三极管Q2的集电极连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接电路供电电压VCC2，三极管Q2的发射极连接后端电路的信号端PRO，三极管Q1的基极分别连接电阻R6的一端和电阻R7的一端，三极管Q1的发射极与电阻R6的另一端相连后与接地端GND2相接，电阻R7的另一端连接MCU的复位信号端NREST；

晶闸管Q3的工作方式为：晶闸管Q3的引脚2为低电平时，晶闸管Q3的引脚3到引脚2不导通；晶闸管Q3的引脚2为高电平时，晶闸管Q3的引脚3到引脚2导通。

上述提供的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，与现有技术相比，本实用新型采用电路设计代替MCU判断电源保护是否给到后端电路驱动，从而降低了MCU的工作饱和度，提高了MCU的工作效率。

作为本实用新型的一种实施方式，参照图2，后端电路包括：三极管Q4和Q5，电阻R8、R9、R10、R11以及R12；电阻R11的一端连接信号端PRO，电阻R11的另一端分别连接电阻R12的一端和三极管Q5的基极，电阻R12的另一端和三极管Q5的发射极相连后与接地端GND3相接，三极管Q5的集电极连接电阻R10的一端，电阻R10的另一端分别连接电阻R9的一端和三极管Q4的基极，电阻R9的另一端依次与三极管Q4的发射极以及电阻R8的一端相连后接MCU的驱动信号端G，三极管Q4的集电极与电阻R8的另一端相连后接输出端COUT。

具体地，晶闸管Q3的引脚2为低电平，晶闸管Q3的引脚3到引脚1不导通，此时三极管Q2的基极为低电压，三极管Q2不导通，电路供电电压VCC2不能输出至信号端PRO，信号端PRO为低电平不能触发硬件保护。

具体地，晶闸管Q3的引脚2为高电平，晶闸管Q3的引脚3到引脚1导通，此时三极管Q2的基极为高电压，三极管Q2导通，电路供电电压VCC2输出至信号端PRO，信号端PRO为高电平触发硬件保护。

具体地，信号端PRO为高电平触发硬件保护时，晶闸管Q3一直保持在锁定状态，以使本硬件保护锁存电路锁定。

具体地，复位信号端NREST由MCU发出高电平时，三极管Q1导通至接地端GND2，三极管Q1将晶闸管Q3的引脚3连接至接地端GND2，以使晶闸管Q3放电后回到低电平状态，以使本硬件保护锁存电路解锁。

具体地，48V直流转换器的硬件发生故障时，电压比较器输出的信号1、信号2、信号3、信号4、信号5、信号6、信号7以及信号8为高电平，信号1至信号8经过二极管D1至二极管D8走到接地端GND1。

具体地，信号端PRO为高电平时，三极管Q5导通至接地端GND3，此时三极管Q4导通，使得驱动信号端G和输出端COUT的电压相等，后端电路不会打开，起到锁存保护的作用。

优选地，三极管Q4为PNP型。

优选地，三极管Q1、三极管Q2以及三极管Q5为NPN型。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车电源的硬件保护锁存电路，其特征在于，用于48V直流转换器代替MCU判断电源保护是否给到后端电路驱动，所述硬件保护锁存电路包括：晶闸管Q3，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9，三极管Q1和Q2，电容C1和C2，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7；所述二极管D1～D8用于接入电压比较器输出的电平信号，所述电压比较器输出的电平信号包括信号1、信号2、信号3、信号4、信号5、信号6、信号7以及信号8，所述二极管D1的正极连接所述信号1，所述二极管D2的正极连接所述信号2，所述二极管D3的正极连接所述信号3，所述二极管D4的正极连接所述信号4，所述二极管D5的正极连接所述信号5，所述二极管D6的正极连接所述信号6，所述二极管D7的正极连接所述信号7，所述二极管D8的正极连接所述信号8，所述二极管D1的正极和所述二极管D2的正极相连，所述二极管D3的正极和所述二极管D4的正极相连，所述二极管D5的正极和所述二极管D6的正极相连，所述二极管D7的正极和所述二极管D8的正极相连，所述二极管D1的正极和所述二极管D2的正极的连接点与所述二极管D3的正极和所述二极管D4的正极的连接点与所述二极管D5的正极和所述二极管D6的正极的连接点与所述二极管D7的正极和所述二极管D8的正极的连接点相连后分别连接所述晶闸管Q3的引脚2、所述电阻R1的一端以及所述电容C1的一端，所述电容C1的另一端依次与所述电阻R1的另一端、所述晶闸管Q3的引脚1以及所述电容C2的一端相连后与接地端GND1相接，所述晶闸管Q3的引脚3分别连接所述电容C2的另一端、所述二极管D9的负极以及所述电阻R4的一端与所述三极管Q3的集电极的连接点，所述二极管D9的正极连接所述电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接电路供电电压VCC1，所述电阻R4的另一端连接所述三极管Q2的基极，所述三极管Q2的集电极连接所述电阻R5的一端，所述电阻R5的另一端连接电路供电电压VCC2，所述三极管Q2的发射极连接所述后端电路的信号端PRO，所述三极管Q1的基极分别连接所述电阻R6的一端和所述电阻R7的一端，所述三极管Q1的发射极与所述电阻R6的另一端相连后与接地端GND2相接，所述电阻R7的另一端连接MCU的复位信号端NREST。

2.根据权利要求1所述的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，其特征在于，所述后端电路包括：三极管Q4和Q5，电阻R8、R9、R10、R11以及R12；所述电阻R11的一端连接所述信号端PRO，所述电阻R11的另一端分别连接所述电阻R12的一端和所述三极管Q5的基极，所述电阻R12的另一端和所述三极管Q5的发射极相连后与接地端GND3相接，所述三极管Q5的集电极连接所述电阻R10的一端，所述电阻R10的另一端分别连接所述电阻R9的一端和所述三极管Q4的基极，所述电阻R9的另一端依次与所述三极管Q4的发射极以及所述电阻R8的一端相连后接MCU的驱动信号端G，所述三极管Q4的集电极与所述电阻R8的另一端相连后接输出端COUT。

3.根据权利要求2所述的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，其特征在于，所述晶闸管Q3的引脚2为低电平，所述晶闸管Q3的引脚3到引脚1不导通，此时所述三极管Q2的基极为低电压，所述三极管Q2不导通，所述电路供电电压VCC2不能输出至所述信号端PRO，所述信号端PRO为低电平不能触发硬件保护。

4.根据权利要求3所述的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，其特征在于，所述晶闸管Q3的引脚2为高电平，所述晶闸管Q3的引脚3到引脚1导通，此时所述三极管Q2的基极为高电压，所述三极管Q2导通，所述电路供电电压VCC2输出至所述信号端PRO，所述信号端PRO为高电平触发硬件保护。

5.根据权利要求4所述的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，其特征在于，所述信号端PRO为高电平触发硬件保护时，所述晶闸管Q3一直保持在锁定状态，以使所述硬件保护锁存电路锁定。

6.根据权利要求5所述的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，其特征在于，所述复位信号端NREST由所述MCU发出高电平时，所述三极管Q1导通至所述接地端GND2，所述三极管Q1将所述晶闸管Q3的引脚3连接至所述接地端GND2，以使所述晶闸管Q3放电后回到低电平状态，以使所述硬件保护锁存电路解锁。

7.根据权利要求1所述的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，其特征在于，所述48V直流转换器的硬件发生故障时，所述电压比较器输出的所述信号1、所述信号2、所述信号3、所述信号4、所述信号5、所述信号6、所述信号7以及所述信号8为高电平，所述信号1至所述信号8经过所述二极管D1至所述二极管D8走到所述接地端GND1。

8.根据权利要求6所述的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，其特征在于，所述信号端PRO为高电平时，所述三极管Q5导通至所述接地端GND3，此时所述三极管Q4导通，使得驱动信号端G和所述输出端COUT的电压相等，所述后端电路不会打开，起到锁存保护的作用。

9.根据权利要求8所述的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，其特征在于，所述三极管Q4为PNP型。

10.根据权利要求8所述的一种汽车电源的硬件保护锁存电路，其特征在于，所述三极管Q1、所述三极管Q2以及所述三极管Q5为NPN型。

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