CN217693049U - 一种输出驱动电路及输出驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种输出驱动电路及输出驱动器，涉及到电子电路技术领域，包括：第一驱动模块、第二驱动模块、第一检测电路和第二检测电路，第一驱动模块与第二驱动模块具有相同的电路结构，第一驱动模块连接第二驱动模块；第一驱动模块的一端连接第一PWM驱动信号，第一驱动模块另一端连接输入端，第一检测电路用于检测输入端的输入状态；第二驱动模块一端连接第二PWM驱动信号，第二驱动模块另一端连接输出端，第二检测电路用于检测输出端的输出状态；通过利用多通道输出驱动，解决了现有的单通道输出驱动电路无法具体识别系统实际状态的技术问题，达到了提高系统安全性的技术效果。

Description

一种输出驱动电路及输出驱动器

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其是涉及一种输出驱动电路及输出驱动器。

背景技术

驱动电路是主电路和控制电路之间的接口，所以驱动电路的设计不仅关系到系统效率，还关系到系统安全，尤其是对于动车、地铁等电气控制系统来说，驱动电路安全性可靠性非常重要。现有的输出驱动一般采用单通道输出驱动模式，但在驱动电路实际应用过程中，单通道输出驱动电路无法具体识别系统实际状态，导致了系统安全性较低，给动车、地铁运行带来了很大的风险。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种输出驱动电路及输出驱动器，通过利用多通道输出驱动，并增加检测电路，能够实时检测驱动电路的实际输入输出状态，解决了单通道输出驱动电路无法具体识别系统实际状态,提高了整体驱动的安全性。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种输出驱动电路，包括：第一驱动模块、第二驱动模块、第一检测电路和第二检测电路，第一驱动模块与第二驱动模块具有相同的电路结构，第一驱动模块连接第二驱动模块；

所述第一驱动模块的一端连接第一PWM驱动信号，所述第一驱动模块另一端连接输入端，所述第一检测电路用于检测输入端的输入状态；

所述第二驱动模块一端连接第二PWM驱动信号，所述第二驱动模块另一端连接输出端，所述第二检测电路用于检测输出端的输出状态。

在一种实施例中，所述第一驱动模块或所述第二驱动模块包括：依次连接升压电路、整流电路、驱动电路和开关电路；所述升压电路一端连接所述第一PWM驱动信号或所述第二PWM驱动信号，所述开关电路连接所述第一检测电路或所述第二检测电路。

在一种实施例中，所述升压电路包括推挽电路和高频变压器，所述推挽电路一端连接所述第一PWM驱动信号或所述第二PWM驱动信号，所述推挽电路另一端连接所述高频变压器，所述高频变压器另一端连接所述整流电路。

在一种实施例中，所述推挽电路包括NPN型三极管和PNP型三极管，所述NPN型三极管的基极和所述PNP型三极管的基极连接第一PWM驱动信号或第二PWM驱动信号，所述NPN型三极管发射极和所述PNP型三极管的集电极连接所述高频变压器。

在一种实施例中，所述整流电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极连接所述升压电路，所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极连接所述驱动电路。

在一种实施例中，所述驱动电路包括驱动器，所述驱动器一端连接所述整流电路，所述驱动器另一端连接所述开关电路。

在一种实施例中，所述开关电路包括第一开关电路和第二开关电路，所述第一开关电路与所述第二开关电路分别对应于所述第一驱动模块和所述第二驱动模块，所述第一开关电路或所述第二开关电路的一端连接所述驱动电路，所述第一开关电路连接所述第二开关电路，所述第一开关电路连接所述输入端，所述第二开关电路连接所述输出端。

在一种实施例中，所述第一开关电路包括第一MOS管，所述第二开关电路包括第二MOS管，所述第一MOS管的栅极连接所述驱动电路，所述第一MOS管的源极连接所述第二开关电路，所述第一MOS管的漏极连接输入端；所述第二MOS管的栅极连接所述驱动电路，所述第二MOS管的漏极连接所述第一开关电路，所述第二MOS管的源极连接所述输出端。

在一种实施例中，所述第一检测电路包括：第一保护电路和第一采集电路，所述第一保护电路连接所述开关电路，所述第一采集电路连接信号检测端。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种输出驱动器，包括如本实施例所述的输出驱动电路。

本实用新型实施例具有如下有益效果：

本实用新型实施例的输出驱动电路通过利用多通道输出驱动，并为各个输出驱动通道都增加了对应的检测电路，能够实时检测驱动电路的实际输入输出状态并进行反馈，解决了单通道输出驱动电路无法具体识别系统实际状态,保证了整体驱动的安全性，保护了系统正常运行，尤其是对于汽车电子、动车以及地铁等制动系统来说，驱动电路的可靠性安全性关系到整个系统的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的一种输出驱动电路的原理框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种输出驱动电路的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的一种检测电路的原理框图；

图4为本实用新型实施例提供的一种第一检测电路的电路图；

图5为本实用新型实施例提供的一种输出驱动器的原理框图。

图标：1000-输出驱动器；1100-电源设备；1200-输出驱动电路；1210-第一驱动模块；1220-第二驱动模块；1230-第一检测电路；1240-第二检测电路；1211-升压电路；1212-整流电路；1213-驱动电路；1214-第一开关电路；1224-第二开关电路；1231-第一保护电路；1232-第一采集电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

如图1所述，本实用新型实施例中提供的一种输出驱动电路1200，包括：第一驱动模块1210、第二驱动模块1220、第一检测电路1230和第二检测电路1240，第一驱动模块1210与第二驱动模块1220具有相同的电路结构，第一驱动模块1210连接第二驱动模块1220；

第一驱动模块1210的一端连接第一PWM驱动信号，第一驱动模块1210另一端连接输入端IO.IN，第一检测电路用于检测输入端IO.IN的输入状态；

第二驱动模块1220一端连接第二PWM驱动信号，第二驱动模块1220另一端连接输出端IO.OUT，第二检测电路用于检测输出端IO.OUT的输出状态；

本实用新型实施例的输出驱动电路1200采用PWM动态驱动方式，通过多通道输出驱动，首先升压电路1211进行升压，再通过整流电路1212进行整流后经驱动电路1213输出，使得开关电路打开，并为各个输出驱动通道都增加了对应的检测电路，能够实时检测驱动电路1213的实际输入输出状态并进行反馈。具体地，利用第一检测电路1230和第二检测电路1240分别对输出端IO.IN和输入端IO.OUT的状态进行采集检测，通过采集状态进行故障判断。从而解决了单通道输出驱动电路无法具体识别系统实际状态,保证了整体驱动的安全性，保护了系统正常运行。

在一种实施例中，如图2所述，所述第一驱动模块1210或所述第二驱动模块1220包括：依次连接升压电路1211、整流电路1212、驱动电路1213和开关电路；所述升压电路1211一端连接所述第一PWM驱动信号或所述第二PWM驱动信号，所述开关电路连接所述第一检测电路1230或所述第二检测电路1240。

因为第一驱动模块1210和第二驱动模块1220具有相同的电路结构，都有升压电路、整流电路、驱动电路和开关电路，因此，这里以第一驱动模块1210为例进行详细说明，第二驱动模块1220在此不再赘述。

在一种实施例种，所述升压电路1211包括推挽电路和高频变压器T1，所述推挽电路一端连接所述第一PWM驱动信号或所述第二PWM驱动信号，所述推挽电路另一端连接所述高频变压器T1，所述高频变压器T1另一端连接所述整流电路1212。

具体地，升压电路1211还包括第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1和第二电阻R2，第一电容C1与第二电容C2并联一端接地，第一电阻R1与第二电阻R2并联一端接推挽电路，两个并联电容与两个并联电阻进行串联。

具体地，两个电容并联就是防止电压突变，并联的电阻能够吸收电容的电能，防止电容的放电电流过大，避免对电路造成损坏，起到了减少功耗的作用。

在一种实施例中，所述推挽电路包括NPN型三极管和PNP型三极管，所述NPN型三极管的基极和所述PNP型三极管的基极连接第一PWM驱动信号或第二PWM驱动信号，所述NPN型三极管发射极和所述PNP型三极管的集电极连接所述高频变压器。

在此，第一PWM驱动信号和第二PWM驱动信号可以是相同的驱动频率，也可以是不相同的驱动频率，在此不做限定。

具体地，所述推挽电路还可以是带推挽输出能力的驱动芯片或带推挽输出能力的光耦器件，在此不做限定。

具体地，高频变压器T1的初级线圈通过第三电容C3与推挽电路相连接，对经过推挽电路输出的电压进行升压。

在一种实施例中，所述整流电路1212包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一二极管D1的阳极和所述第二二极管D2的阴极连接所述升压电路1211，所述第一二极管D1的阴极和所述第二二极管D2的阳极连接所述驱动电路1213。

示范性地，在整流电路1212中，在第一PWM驱动信号半个周期内，电流流过第一二极管D1，而在另一半周期内，电流流经第二二极管D2，并且两个二极管的连接能使流经的电流以同一方向流过负载。

进一步地，整流电路1212还包括第四电容C4、第五电容C5、第四电阻R4和第一稳压二极管DZ1，第四电容C4与第五电容C5串联，第四电容C4另一端连接第一二极管D1的阴极，第五电容C5另一端连接第二二极管D2的阳极，高频变压器T1的次级线圈连接在第四电容C4与第五电容C5之间，第四电阻R4和第一稳压二极管DZ1均与高频变压器T1并联。通过整流电路1212将经过升压电路1211输出的交流电转为直流电。

在一种实施例中，所述驱动电路1213包括驱动器QU1，所述驱动器QU1一端连接所述整流电路1212，所述驱动器QU1另一端连接所述开关电路，具体地，这里的开关电路是对应第一开关电路1214。

示范性地，驱动电路1213还包括：第六电容C6、第二稳压二极管DZ2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第七电容C7，第六电容C6一端连接驱动器QU1的IN引脚，另一端连接驱动器QU1的COM引脚；第二稳压二极管DZ2与第五电阻R5串联，第二稳压二极管DZ2的阳极连接驱动器QU1的IN引脚，第二稳压二极管DZ2的阴极连接驱动器QU1的VB引脚；第五电阻R5一端连接驱动器QU1的IN引脚，另一端连接驱动器QU1的COM引脚和VS引脚；第六电阻R6和第七电阻R7并联一端连接开关电路，另一端连接驱动器QU1的HO引脚；第八电阻R8和第七电容C7并联一端连接驱动器QU1的CS引脚，另一端连接驱动器QU1的COM引脚和VS引脚。

具体地，驱动电路1213对接收经过升压整流后的信号进行驱动，从而控制开关电路的开通关闭，具体地，这里的开关电路是指第一开关电路1214。

在一种实施例中，所述开关电路包括第一开关电路1214和第二开关电路1224，所述第一开关电路1214与所述第二开关电路1224分别对应于所述第一驱动模块1210和第二驱动模块1220，所述第一开关电路1214或第二开关电路1224的一端连接所述驱动电路1213，所述第一开关电路1214连接所述第二开关电路1224，所述第一开关电路1214连接所述输入端IO.IN，所述第二开关电路1224连接所述输出端IO.OUT。

在一种实施例中，所述第一开关电路1214包括第一MOS管M1，所述第一MOS管M1的栅极连接所述驱动电路1213，所述第一MOS管M1的源极连接所述第二开关电路1224，第一MOS管M1的漏极连接所述输入端IO.IN。

在一种实施例中，所述第二开关电路1224包括第二MOS管M2，所述第二MOS管M2的栅极连接所述驱动电路1213，第二MOS管M2的漏极连接所述第一开关电路1214，所述第二MOS管M2的源极连接所述输出端IO.OUT。

具体地，当第一MOS管M1的栅极和第一MOS管M1的漏极之间电压大于预设值时，第一MOS管M1的源极和漏极导通，第一MOS管M1打开。第二MOS管M2导通条件与第一MOS管M1相同，在此不在赘述。

具体地，第一开关电路1214还包括：第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第三稳压二极管DZ3和第三二极管D3，第九电阻R9一端连接驱动电路1213，另一端连接第一MOS管M1的栅极；第十电阻R10一端连接第一MOS管M1的栅极，另一端连接第一MOS管M1的源极；第三稳压二极管DZ3与第十电阻R10并联；第三二极管D3的阳极连接驱动电路1213，第三二极管D3的阴极连接第一MOS管M1的漏极。

进一步地，第一开关电路1214与第二开关电路1224内部具有相同的电路结构，在此以第一开关电路1214的内部结构为例进行详细说明，第二开关电路在此不再赘述。

示范性地，当系统分别同时输入第一PWM驱动信号和第二PWM驱动信号，并分别经过第一驱动模块1210和第二驱动模块1220，将第一开关电路1214和第二开关电路1224打开，当第一驱动模块1210的输入端IO.IN输入110V，整个电路可以在输出端IO.OUT输出110V；如果输入端IO.IN的输入110V，而输出端IO.OUT的输出值并不是110V，那么则说明采集状态错误，以此保证了系统的安全性。

如图3所示，在一种实施例中，第一检测电路1230包括：第一保护电路1231和第一采集电路1232，所述第一保护电路1231连接所述开关电路，所述第一采集电路1232连接信号检测端Back。具体地，这里的开关电路是指第一开关电路1214。

具体地，如图4所示，第一采集电路1232包括第一光耦U1，所述第一光耦U1的原边二极管连接第一保护电路1231，所述第一光耦U1的副边三极管的集电极接电源端，所述第一光耦U1的副边三极管的发射极连接输入信号检测端Back，所述第一光耦U1的副边三极管的发射极接地。

示范性地，第一采集电路1232还包括第十二电阻R12和第十三电阻R13，第一光耦U1的副边三极管的集电极连接电源端，第一光耦U1的副边三极管的发射极通过第十二电阻R12连接输入信号检测端Back，并且第一光耦U1的副边三极管的发射极通过第十三电阻R13接地。

具体地，电源端3.3V供电，通过第一光耦U1的输入信号检测端Back所输出的电压能够来判断输入端IO.IN有无电压的输入；若输入端IO.IN输入110V电压，第一光耦U1会开启，输入信号检测端Back便输出高电平；若输入端IO.IN没有电压输入，那么第一光耦U1不会开启，输入信号检测端Back便在第十三电阻R13下拉的作用下输出低电平；以此实现实时读取输入端IO.IN的输入情况。

具体地，第一保护电路1231连接输入端IO_IN。

进一步地，第一保护电路1231包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、第四二极管D4和第四稳压二极管DZ4，第四二极管D4的阳极连接第一光耦U1的原边二极管的阳极，第四稳压二极管DZ4的阴极连接第十四电阻R14，第十四电阻R14的另一端连接输出口IO_IN；第十五电阻R15和第四二极管D4均与第一光耦U1的原边二极管并联；第十五电阻R15一端连接第四稳压二极管DZ4的阴极，第十五电阻R15另一端接地；第四二极管D4阴极连接输出端IO_IN，第四二极管D4阳极接地。

第二检测电路1240的内部电路结构与第一检测电路1230一致，在此不再赘述。

具体地，第一检测电路1230还具备过流保护功能，当检测到过流时，便短路封锁输出，通过第一MOS管M1的压降反馈给驱动器QU1的CS引脚，当压降超过一定阈值时，驱动器QU1关闭。

对应地，第二检测电路1240与第二驱动模块1220的输出端IO.OUT相连，当第一驱动模块1210和第二驱动模块1220分别输入第一PWM驱动信号和第二PWM驱动信号时，第一开关电路1214和第二开关电路1224均会打开；示范性地，在输入端IO_IN输入110V电压，此时，输出端IO.OUT会有110V的输出，第一检测电路1230检测输出高电平，从而检测到输入端IO_IN有输入，第二检测电路1240也得到高电平，说明驱动正确；若第一检测电路1230得到高电平，第二检测电路1240得到低电平，则说明驱动故障；若第一检测电路1230和第二检测电路1240均得到低电平，则说明外部没有输入。

实施例二

如图5所示，本实用新型实施例还提供一种输出驱动器1000，包括如本实施例所述的输出驱动电路1200。

具体地，输出驱动器1000还包括电源设备1100，示范性地，电源设备1100可以时储能电池，在此不做限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种输出驱动电路，其特征在于，包括：第一驱动模块、第二驱动模块、第一检测电路和第二检测电路，所述第一驱动模块与所述第二驱动模块具有相同的电路结构，所述第一驱动模块连接所述第二驱动模块；

所述第一驱动模块的一端连接第一PWM驱动信号，所述第一驱动模块另一端连接输入端，所述第一检测电路用于检测所述输入端的输入状态；

所述第二驱动模块一端连接第二PWM驱动信号，所述第二驱动模块另一端连接输出端，所述第二检测电路用于检测所述输出端的输出状态。

2.根据权利要求1所述的输出驱动电路，其特征在于，所述第一驱动模块或所述第二驱动模块包括：依次连接的升压电路、整流电路、驱动电路和开关电路；所述升压电路一端连接所述第一PWM驱动信号或所述第二PWM驱动信号，所述开关电路连接所述第一检测电路或所述第二检测电路。

3.根据权利要求2所述的输出驱动电路，其特征在于，所述升压电路包括推挽电路和高频变压器，所述推挽电路一端连接所述第一PWM驱动信号或所述第二PWM驱动信号，所述推挽电路另一端连接所述高频变压器，所述高频变压器另一端连接所述整流电路。

4.根据权利要求3所述的输出驱动电路，其特征在于，所述推挽电路包括NPN型三极管和PNP型三极管，所述NPN型三极管的基极和所述PNP型三极管的基极连接第一PWM驱动信号或第二PWM驱动信号，所述NPN型三极管的发射极和所述PNP型三极管的集电极连接所述高频变压器。

5.根据权利要求2所述的输出驱动电路，其特征在于，所述整流电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的阳极和所述第二二极管的阴极连接所述升压电路，所述第一二极管的阴极和所述第二二极管的阳极连接所述驱动电路。

6.根据权利要求2所述的输出驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括驱动器，所述驱动器一端连接所述整流电路，所述驱动器另一端连接所述开关电路。

7.根据权利要求2所述的输出驱动电路，其特征在于，所述开关电路包括第一开关电路和第二开关电路，所述第一开关电路与所述第二开关电路分别对应于所述第一驱动模块和第二驱动模块，所述第一开关电路或第二开关电路的一端连接所述驱动电路，所述第一开关电路连接所述第二开关电路，所述第一开关电路连接所述输入端，所述第二开关电路连接所述输出端。

8.根据权利要求7所述的输出驱动电路，其特征在于，所述第一开关电路包括第一MOS管，所述第二开关电路包括第二MOS管，所述第一MOS管的栅极连接所述驱动电路，所述第一MOS管的源极连接所述第二开关电路，第一MOS管的漏极连接所述输入端；所述第二MOS管的栅极连接所述驱动电路，第二MOS管的漏极连接所述第一开关电路，所述第二MOS管的源极连接所述输出端。

9.根据权利要求2所述的输出驱动电路，其特征在于，所述第一检测电路包括第一保护电路和第一采集电路，所述第一保护电路连接所述开关电路，所述第一采集电路连接信号检测端。

10.一种输出驱动器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的输出驱动电路。

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