CN219247818U - 一种pwm信号输出保护电路和智能点火线圈驱动 - Google Patents

Abstract

本申请提供的一种PWM信号输出保护电路和智能点火线圈驱动，该电路包括：三极管开关电路，输出电压稳定电路。该三极管开关电路包括控制信号输入端、第一三极管、第一电阻和第二电阻，控制信号输入端与第一电阻的第一端相连，第一电阻的第二端与第一三极管的基极相连，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端相连，第二电阻的第一端与第一三极管的基极相连，第二电阻的第二端与第一三极管的发射极相连。第一三极管的集电极与输出电压稳定电路相连；第一三极管的发射极接地并与负载器件的第一端相连；输出电压稳定电路与负载器件的第一端相连，负载器件的第二端与控制信号输出端相连。如此在电路短路的情况下快速进入线性区，实现对电路的保护，减小电路因短路受到的损伤。

Description

一种PWM信号输出保护电路和智能点火线圈驱动

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体涉及一种PWM信号输出保护电路。

背景技术

PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号输出电路在进行PWM信号输出时，对于PWM输出电路短路的情况，缺少对于保护功能并且当负载电阻变化时，输出电压会跟着变化，无法保证信号输出的稳定

目前，亟需一种更为安全的PWM信号输出电路。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种PWM信号输出保护电路，能够在电路出现短路时对电路进行保护，减小电路因短路受到的损伤。

本申请提供的技术方案具体如下：

第一方面，本申请提供一种PWM信号输出保护电路，其特征在于，所述电路包括：三极管开关电路，输出电压稳定电路，负载器件；

所述三极管开关电路包括控制信号输入端、第一三极管、第一电阻和第二电阻，所述控制信号输入端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的基极相连，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第一端与所述第一三极管的基极相连，所述第二电阻的第二端与所述第一三极管的发射极相连；

所述第一三极管的集电极与所述输出电压稳定电路相连；

所述第一三极管的发射极接地并与所述负载器件的第一端相连；

所述输出电压稳定电路与所述负载器件的第二端相连；

所述负载器件的第二端与控制信号输出端相连。

在一种可能实现的方式中，所述输出电压稳定电路包括：稳压二极管、第二三极管，第三电阻和第四电阻。

在一种可能实现的方式中，所述稳压二极管为5V稳压二极管。

在一种可能实现的方式中，所述稳压二极管的负极与所述第二三极管的基极相连，所述第三电阻的第一端与所述第二三极管的基极相连，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第二端相连，所述第四电阻的第一端与所述第二三极管的发射极相连，所述第二三极管的集电极与所述负载器件的第二端相连。

在一种可能实现的方式中，所述第一三极管为NPN三极管，所述第二三极管为PNP三极管。

在一种可能实现的方式中，所述电路还包括：电源，所述第四电阻的第二端与所述电源的正极相连，所述电源的负极与所述负载器件第一端相连，所述第三电阻的第二端与所述电源的正极相连。

在一种可能实现的方式中，所述电源为6.15V上拉电源。

在一种可能实现的方式中，所述电路包括：输出短路保护电路；

所述第二三极管的集电极与所述输出短路保护电路相连。

在一种可能实现的方式中，所述输出短路保护电路包括目标二极管，所述目标二极管的正极与所述第二三极管的集电极相连，所述目标二极管负极与所述负载器件的第二端相连。

在一种可能实现的方式中，一种智能点火线圈驱动，所述智能点火线圈驱动包括上述任意一项所述的PWM信号输出保护电路。

由此可见，本申请具有如下有益效果：

本申请提供的一种PWM信号输出保护电路，该电路包括：三极管开关电路，输出电压稳定电路。其中，三极管开关电路包括控制信号输入端、第一三极管、第一电阻和第二电阻，控制信号输入端与所述第一电阻的第一端相连，第一电阻的第二端与第一三极管的基极相连，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端相连，第二电阻的第一端与第一三极管的基极相连，第二电阻的第二端与第一三极管的发射极相连。第一三极管的集电极与输出电压稳定电路相连；第一三极管的发射极接地并与负载器件的第一端相连；所述输出电压稳定电路与所述负载器件的第二一端相连，负载器件的第二端与控制信号输出端相连。如此在电路短路的情况下可以快速进入线性区进而实现对电路的保护，减小电路因短路受到的损伤。

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的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种PWM信号输出保护电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种PWM信号输出保护电路的结构示意图。

需要说明的是，上述图1和图2中，控制信号输入端为Control，第一电阻为D1，第二电阻为D2，第一三极管为Q1，稳压二极管为D1，第三电阻为R3，第四电阻为R4，第二三极管为Q2，目标二极管为D2，电源为V1，负载器件为Load，接地表示为GND，信号输出端为OUT。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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，都属于本实用新型保护的范围。

为了便于理解和解释本申请实施例提供的技术方案，下面将先对本申请实施例可能涉及的名词进行解释：

PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号：是一种模拟控制方式，根据载荷的变化来调制晶体管基极或MOS管栅极的偏置，来实现晶体管或MOS管导通时间的改变，从而实现开关稳压电源输出的改变。

NPN三极管：由两块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成的三极管。

PNP三极管：电流从发射极E流入的三极管，是由2块P型半导体中间夹着1块N型半导体所组成的三极管。

为了能够在电路出现短路时对电路进行保护，减小电路因短路受到的损伤。本申请实施例提供了一种PWM信号输出保护电路，该电路在电路短路的情况下可以快速进入线性区进而实现对电路的保护，减小电路因短路受到的损伤。

有鉴于此，如图1所示，本申请实施例提供了一种PWM信号输出保护电路，该电路包括：三极管开关电路，输出电压稳定电路。

其中，三极管开关电路包括控制信号、第一三极管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2，所述控制信号Control与所述第一电阻R1的第一端相连，第一电阻R1的第二端与第一三极管Q1的基极相连，所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端相连，第二电阻R2的第一端与第一三极管Q1的基极相连，第二电阻R2的第二端与第一三极管Q1的发射极相连，负载器件Load的第二端与控制信号输出端OUT相连。

第一三极管Q1的集电极与输出电压稳定电路相连；

第一三极管Q1的发射极接地GND所述负载器件Load的第一端相连；

所述输出电压稳定电路与所述负载器件Load的第二端相连。

更进一步的，输出电压稳定电路包括：5V稳压二极管D1、第二三极管Q2，第三电阻R3和第四电阻R4。并且稳压二极管D1的负极与第二三极管Q2的基极相连，第三电阻R3的第一端与第二三极管Q2的基极相连，所述第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第二端相连，第四电阻R4的第一端与第二三极管Q1的发射极相连，所述第二三极管Q2的集电极与所述负载器件Load的第二端相连。如此将5V稳压二极管串联进三极管控制电路中保证了输出电压的稳定性，并且由于5V稳压二极管与电阻R4的存在，在短路到地等瞬时大电流的情况下可以快速进入线性区，保证了电路在短路到地时不会损坏。

在一种可能实现的方式中，第一三极管Q1为NPN三极管，第二三极管Q2为PNP三极管。

更进一步的，第四电阻的第二端可以与6.15V上拉电源V1的正极相连，电源V1的负极与负载器件Load第一端相连；

需要说明的是，该电路还包括：输出短路保护电路；

第二三极管的集电极与输出短路保护电路相连，其中，输出短路保护电路包括目标二极管D2，目标二极管D2的正极与所述第二三极管Q2的集电极相连，所述目标二极管D2负极与所述负载器件Load的第二端相连。

基于上述的PWM信号输出保护电路的相关内容，可以保证输出电压的稳定，并且在短路到地等瞬时大电流的情况下可以快速进入线性区，保证了电路在短路到地时不会损坏。

可以理解的是，本申请实施例提供了一种智能点火线圈驱动，该智能点火线圈驱动包括上述任意一种PWM信号输出保护电路。

接下来以一个具体的应用场景例进行详细说明，具体如图2所示。

本申请实施例中，若操作人员需要输出0-5V的PWM波形时，需要按照一定频率及占空比输出0-5V的高低电平。当需要输出5V高电平时，可以将控制信号Control拉高，并将三极管Q1打开，再将5V稳压二极管D1的负极电压由6.15V降为5V。此时，三极管Q2的发射极电压高于基极电压1.15V，三极管Q2打开，电流由电源V1经过三极管Q2流向负载，此时图2的电路中的电流流向如I1、I2和I3所示。

如此可见，因为5V稳压二极管D1的存在，保证输出电压在非过流情况下为恒定值，不因负载大小而改变。

在一种可能实现的情况中，当操作人员需要输出0V低电平时，只需要将控制信号Control拉低，并将三极管Q1关闭，再将5V稳压二极管D1的负极电压由5V升为6.15V，此时，三极管发射极电压约等于基极电压，三极管Q1关闭，负载上电流及电压归零。

进一步的，当电源V1发生短路时，因为目标二极管D2的存在，此时不论控制信号Control电压的高低，都可以保证32V电源信号不会倒灌回电路。

当短路到地时，此时电源V1与地之间只剩一个限流电阻R4。此时，电流会不断增加，当电流增加到10mA时电阻R4两端压降为300mV，三极管Q2的发射极与基极电压差为850mV。当R4电阻上的电流继续增加时，三极管Q2的发射极与基极的压差会进一步缩小，当三极管Q1的发射极与基极的压差减小到小于700mV时，目标二极管D2会工作到线性区，电流不再继续增大，保证短路到地时不会烧毁。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种PWM信号输出保护电路，其特征在于，所述电路包括：三极管开关电路，输出电压稳定电路，负载器件；

所述三极管开关电路包括控制信号输入端、第一三极管、第一电阻和第二电阻，所述控制信号输入端与所述第一电阻的第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述第一三极管的基极相连，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第一端与所述第一三极管的基极相连，所述第二电阻的第二端与所述第一三极管的发射极相连；

所述第一三极管的集电极与所述输出电压稳定电路相连；

所述第一三极管的发射极接地并与所述负载器件的第一端相连；

所述输出电压稳定电路与所述负载器件的第二端相连；

所述负载器件的第二端与控制信号输出端相连。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出电压稳定电路包括：稳压二极管、第二三极管，第三电阻和第四电阻。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述稳压二极管为5V稳压二极管。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述稳压二极管的负极与所述第二三极管的基极相连，所述第三电阻的第一端与所述第二三极管的基极相连，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第二端相连，所述第四电阻的第一端与所述第二三极管的发射极相连，所述第二三极管的集电极与所述负载器件的第二端相连。

5.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一三极管为NPN三极管，所述第二三极管为PNP三极管。

6.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：电源，所述第四电阻的第二端与所述电源的正极相连，所述电源的负极与所述负载器件第一端相连；

所述第三电阻的第二端与所述电源的正极相连。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述电源为6.15V上拉电源。

8.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路包括：输出短路保护电路；

所述第二三极管的集电极与所述输出短路保护电路相连。

9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述输出短路保护电路包括目标二极管，所述目标二极管的正极与所述第二三极管的集电极相连，所述目标二极管负极与所述负载器件的第二端相连。

10.一种智能点火线圈驱动，其特征在于，所述智能点火线圈驱动包括权利要求1-9中任意一项所述的PWM信号输出保护电路。

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