CN216772242U - 一种短路保护低边驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种短路保护低边驱动电路，包括有保护电路单元、驱动电路单元、开关控制单元、电流检测单元和微控制单元；驱动电路单元的输入端通过低边驱动器后与电源连接，保护电路单元接在低边驱动器与驱动电路单元之间；驱动电路单元的输出端与电流检测单元的输入端连接，电流检测单元的输出端与微控制单元连接；开关控制单元的一端与驱动电路单元连接，另一端与微控制单元连接。本实用新型通过开关控制单元控制驱动电路单元的通断，从而控制低压继电器所在回路的通断，实现了驱动继电器的功能。同时设置的电流检测单元能够检测回路的电流信号，诊断回路是否发生短路，进而实现短路保护的功能，为电动汽车的安全运行提供保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体为一种短路保护低边驱动电路。
背景技术
电池系统是电动汽车的动力核心，如何保障电池系统的安全是一个越发重要研发方向。继电器控制着整个电池系统高压回路的通断，如果电池系统出现短路情况，快速断开高压系统则非常重要。目前常用的继电器驱动方案有两种，一种是集成芯片驱动，该方案虽然集成度高，但是驱动能力有限，且一般为多通道，如果单通道损坏则都不能使用。另一种是分立元件搭建，该电路一般只支持驱动，缺少诊断。
公开号为CN202815478U的实用新型专利申请公开了一种低边驱动电路，该申请不需要采用自身具有对第一电源短路保护功能的昂贵的智能功率驱动芯片的前提下，也能保证驱动单元出现与第一电源直接短接的情况时及时有效的关断驱动单元，从而避免驱动单元被烧坏，从而保证了驱动芯片封装小，散热效果好的特点。但未支持短路保护的诊断功能。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于：提供一种低边驱动电路，在保证驱动继电器的同时，支持短路保护。
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：
一种短路保护低边驱动电路，包括有保护电路单元、驱动电路单元、开关控制单元、电流检测单元和微控制单元；
所述驱动电路单元的输入端通过低边驱动器后与电源连接，所述保护电路单元接在低边驱动器与驱动电路单元之间；所述驱动电路单元的输出端与电流检测单元的输入端连接，所述电流检测单元的输出端与微控制单元连接；
所述开关控制单元的一端与驱动电路单元连接，另一端与微控制单元连接。
优点：本实用新型通过开关控制单元控制驱动电路单元的通断，从而控制低压继电器所在回路的通断，实现了驱动继电器的功能。同时设置的电流检测单元能够检测回路的电流信号，诊断回路是否发生短路，进而实现短路保护的功能。
优选地，所述低边驱动器连接的电源为HS+电压，HS+电压是范围为6—32V的DC电压。
优选地，所述保护电路单元包括二极管D1和二极管D2；
所述二极管D1的阴极与HS+电压连接，阳极接二极管D2的一端；所述二极管D2的另一端接地；
所述二极管D1与二极管D2之间的连线接在低边驱动器与驱动电路单元之间。
优选地，所述二极管D1的型号为B360A，所述二极管D2的型号SMF30CALH。
优选地，所述驱动电路单元包括MOS管Q1；
所述MOS管Q1的漏极与低压继电器连接，源极与所述电流检测单元连接，栅极与开关控制单元连接。
优选地，所述MOS管Q1的型号为IRLML0060。
优选地，所述电流检测单元包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、电容C1、电容C3和采集芯片U1；
所述电阻R1一端与MOS管Q1的源极连接，另一端接地；
所述电容C1与电阻R2串联后与电阻R1并联，所述电容C1的一端接在MOS管Q1的源极与电阻R1之间，另一端通过电阻R2后接在电阻R1与地之间；
所述采集芯片U1的型号为TSC101，所述采集芯片的引脚1通过电阻R4后接微控制单元的PIN2接口连接，引脚2接地，引脚3接在MOS管Q1的源极与电阻R1之间，引脚4接在电容C1与电阻R2之间，引脚5接电压VCC5V0；
所述电容C3一端接在微控制单元的PIN2接口与电阻R4之间，另一端接地。
优选地，所述电压VCC5V0为5V的DC电压。
优选地，所述开关控制单元包括电阻R3、电容C2和三极管Q2；
所述三极管Q2的栅极接微控制单元的PIN2接口与电阻R4之间，集电极通过电阻R3后接微控制单元的PIN1接口，发射极接地；
所述MOS管Q1的栅极接在三极管Q2的集电极与电阻R3之间；
所述电容C2的一端接在三极管Q2的集电极与电阻R3之间，另一端接地。
优选地，所述三极管Q2的型号为PDTC114EU。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：抗干扰性能强、电路简单且成本低，可以有效驱动继电器闭合，同时自带短路保护，可以有效保护整个电池系统的安全，为电动汽车的安全使用提供保障。
附图说明
图1为本实用新型的实施例的电路连接示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现结合说明书附图对本实用新型技术方案做进一步的说明。
术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参阅图1，本实施例公开了一种短路保护低边驱动电路，包括保护电路单元1、驱动电路单元2、开关控制单元3、电流检测单元4和微控制单元5。
驱动电路单元2的输入端通过低边驱动器后与HS+电压连接，保护电路单元1接在低边驱动器与驱动电路单元2之间；驱动电路单元2的输出端与电流检测单元4的输入端连接，电流检测单元4的输出端与微控制单元5连接；开关控制单元3的一端与驱动电路单元2连接，另一端与微控制单元5连接。
具体的，保护电路单元1包括二极管D1和二极管D2；二极管D1的阴极与HS+电压连接，阳极接二极管D2的一端；二极管D2的另一端接地；二极管D1与二极管D2之间的连线接在低边驱动器与驱动电路单元2之间。在实际使用过程中，二极管D1的型号为B360A，二极管D2的型号SMF30CALH。
本保护电路单元1设置在底边驱动器一侧，可以有效防护外界脉冲信号，保护电路的安全使用，提高本驱动电路的安全性能。
在一些实施例中，HS+电压是范围为6—32V的DC电压。
驱动电路单元2包括MOS管Q1；MOS管Q1的漏极与低压继电器连接，源极与电流检测单元4连接，栅极与开关控制单元3连接。本实施例的MOS管Q1采用的型号为IRLML0060。该型号的MOS管驱动能力强，且源极与漏极耐压60V，满足6-36V电压平台电动汽车使用。
开关控制单元3包括电阻R3、电容C2和三极管Q2；三极管Q2的栅极接微控制单元5的PIN2接口与电阻R4之间，集电极通过电阻R3后接微控制单元5的PIN1接口，发射极接地；MOS管Q1的栅极接在三极管Q2的集电极与电阻R3之间；电容C2的一端接在三极管Q2的集电极与电阻R3之间，另一端接地。三极管Q2的型号为PDTC114EU。
本实施例通过开关控制单元3控制驱动电路单元2通断，从而控制低压继电器的闭合与断开。
电流检测单元4包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、电容C1、电容C3和采集芯片U1。
电阻R1一端与MOS管Q1的源极连接，另一端接地；电容C1与电阻R2串联后与电阻R1并联，电容C1的一端接在MOS管Q1的源极与电阻R1之间，另一端通过电阻R2后接在电阻R1与地之间。采集芯片U1的型号为TSC101，采集芯片的引脚1通过电阻R4后接微控制单元5的PIN2接口连接，引脚2接地，引脚3接在MOS管Q1的源极与电阻R1之间，引脚4接在电容C1与电阻R2之间，引脚5接电压VCC5V0。电容C3一端接在微控制单元5的PIN2接口与电阻R4之间，另一端接地。电压VCC5V0为5V的DC电压。
电阻R1的规格型号选择封装为2512，阻值为47mR，精度1％，通过该电阻的压降检测继电器回路的电流。本实施例通过采集芯片U1将电流信号转换为电压信号，驱动三极管Q2的导通与关断，从而控制该回路的通断，微控制单元5检测到该信号，通过CAN信号传送给整车其余控制器断开所有的高压系统。
在本实施例的具体实施过程中，微控制单元5控制开关控制单元3的三极管Q2导通，进而使得MOS管Q1导通，低边继电器所在回路被导通，本驱动电路正常工作，同时电流检测单元4的采集芯片U1采集低边驱动器的回路信号。当回路短路时，采集芯片U1输出短路信号，微控制单元5检测到该信号时，驱动三极管Q2的关断，进而将MOS管Q1关断，低边继电器所在回路被断开。同时微控制单元5通过CAN信号传递给整车其余控制器断开所有的高压系统。保护电路单元1防护外界脉冲信号，保护本驱动电路的安全使用。
本实施例的抗干扰性能强、电路简单且成本低，可以有效的驱动继电器闭合，同时自带短路保护，可以有效保护整个电池系统的安全，为电动汽车的安全使用提供保障。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述实施例仅表示实用新型的实施方式，本实用新型的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型保护范围。
Claims (10)
1.一种短路保护低边驱动电路，其特征在于：包括保护电路单元(1)、驱动电路单元(2)、开关控制单元(3)、电流检测单元(4)和微控制单元(5)；
所述驱动电路单元(2)的输入端通过低边驱动器后与电源连接，所述保护电路单元(1)接在低边驱动器与驱动电路单元(2)之间；所述驱动电路单元(2)的输出端与电流检测单元(4)的输入端连接，所述电流检测单元(4)的输出端与微控制单元(5)连接；
所述开关控制单元(3)的一端与驱动电路单元(2)连接，另一端与微控制单元(5)连接。
2.根据权利要求1所述的短路保护低边驱动电路，其特征在于：所述低边驱动器连接的电源为HS+电压，HS+电压是范围为6—32V的DC电压。
3.根据权利要求1所述的短路保护低边驱动电路，其特征在于：所述保护电路单元(1)包括二极管D1和二极管D2；
所述二极管D1的阴极与HS+电压连接，阳极接二极管D2的一端；所述二极管D2的另一端接地；
所述二极管D1与二极管D2之间的连线接在低边驱动器与驱动电路单元(2)之间。
4.根据权利要求3所述的短路保护低边驱动电路，其特征在于：所述二极管D1的型号为B360A，所述二极管D2的型号SMF30CALH。
5.根据权利要求1所述的短路保护低边驱动电路，其特征在于：所述驱动电路单元(2)包括MOS管Q1；
所述MOS管Q1的漏极与低压继电器连接，源极与所述电流检测单元(4)连接，栅极与开关控制单元(3)连接。
6.根据权利要求5所述的短路保护低边驱动电路，其特征在于：所述MOS管Q1的型号为IRLML0060。
7.根据权利要求5所述的短路保护低边驱动电路，其特征在于：所述电流检测单元(4)包括电阻R1、电阻R2、电阻R4、电容C1、电容C3和采集芯片U1；
所述电阻R1一端与MOS管Q1的源极连接，另一端接地；
所述电容C1与电阻R2串联后与电阻R1并联，所述电容C1的一端接在MOS管Q1的源极与电阻R1之间，另一端通过电阻R2后接在电阻R1与地之间；
所述采集芯片U1的型号为TSC101，所述采集芯片的引脚1通过电阻R4后接微控制单元(5)的PIN2接口连接，引脚2接地，引脚3接在MOS管Q1的源极与电阻R1之间，引脚4接在电容C1与电阻R2之间，引脚5接电压VCC5V0；
所述电容C3一端接在微控制单元(5)的PIN2接口与电阻R4之间，另一端接地。
8.根据权利要求7所述的短路保护低边驱动电路，其特征在于：所述电压VCC5V0为5V的DC电压。
9.根据权利要求7所述的短路保护低边驱动电路，其特征在于：所述开关控制单元(3)包括电阻R3、电容C2和三极管Q2；
所述三极管Q2的栅极接微控制单元(5)的PIN2接口与电阻R4之间，集电极通过电阻R3后接微控制单元(5)的PIN1接口，发射极接地；
所述MOS管Q1的栅极接在三极管Q2的集电极与电阻R3之间；
所述电容C2的一端接在三极管Q2的集电极与电阻R3之间，另一端接地。
10.根据权利要求9所述的短路保护低边驱动电路，其特征在于：所述三极管Q2的型号为PDTC114EU。
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