CN219643588U - 一种耐高温型转速传感器npn输出过载保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，包括：霍尔信号检测电路、推挽式输出驱动电路和过载反馈侦测电路。通过在输出回路中增加反馈电路，当输出负载电流比较大时，启动触发过载反馈侦测电路，过载反馈侦测电路收到信号后关断输出起到保护输出电路的目的，而当输出负载电流恢复正常时，反馈电路电位恢复正常，控制恢复输出电路的正常运行；在保护产品的同时还解决了高温型转速传感器产品过载保护的技术缺陷，适用的温度范围为‑40℃‑140℃。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路。
背景技术
转速传感器又称霍尔转速传感器、速度传感器、位置传感器，用于测量转动目标体的转速、速度、位置，在电机转速测量、叉车速度测量、发动机转速测量、变速箱转速测量、汽车轮速测量、通用机械行程测量等领域有广泛应用。通常转速传感器采用双路NPN输出，相位差相差90度，工作频率在0-20KHz，在对产品进行接线的过程中，存在因接线错误导致产品被烧坏的风险。
为了避免此类问题的发生，需要在输出端增加过载保护器件或电路，目前使用比较多的方案是在输出端串接一个PTC电阻，能够减少产品因接线错误导致被烧坏的情况，但是这种PTC电阻适用的温度范围有限，而且价格昂贵，交期也无法得到保证。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，包括：霍尔信号检测电路，所述霍尔信号检测电路包括霍尔芯片U1和霍尔芯片U2，所述霍尔信号检测电路用以检测导磁物体，并根据检测结果输出高电平或低电平；
推挽式输出驱动电路，所述推挽式输出驱动电路包括第一NPN输出电路和第二NPN输出电路，所述推挽式输出驱动电路连接所述霍尔信号检测电路，在正常工作的情况下，通过所述霍尔信号检测电路输出的高电平或低电平来控制所述推挽式输出驱动电路的导通或截止；
所述第一NPN输出电路包括电阻R11、三极管T1、电容C9、TVS管D2、电阻R5和电阻R14，所述第二NPN输出电路包括电阻R20、电阻R16、三极管T6、电容C10、TVS管D8和电阻R24；
过载反馈侦测电路，所述过载反馈侦测电路包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器IC1、电阻R4、电阻R7、电容C2，所述过载反馈侦测电路连接所述推挽式输出驱动电路，在过载或短路的情况下，控制所述推挽式输出驱动电路的导通或截止。
优选的：所述霍尔芯片U1连接上拉电阻R8，所述霍尔芯片U2连接上拉电阻R6。
优选的：所述第一NPN输出电路与所述上拉电阻R8连接，所述第二NPN输出电路和所述上拉电阻R6连接。
优选的：所述电阻R11一端连接所述上拉电阻R8，另一端连接三极管T1的1号引脚，所述三极管T1的3号引脚连接电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端连接TVS管D2和电容C9的一端，所述TVS管D2和电容C9的另一端连接电阻R5的一端和三极管T1的2号引脚，所述电阻R5另一端接入24V电压。
优选的：所述电阻R20一端连接所述上拉电阻R6，另一端连接所述三极管T6的1号引脚，所述三极管T6的3号引脚连接电阻R24的一端，所述电阻R24的另一端连接TVS管D8和电容C10的一端，所述TVS管D8和电容C10的另一端连接电阻R16的一端和三极管T6的2号引脚，所述电阻R16的另一端接入24V电压。
优选的：所述电容C1和所述电阻R1一端接入5V电压，另一端连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2另一端连接所述电阻R3的一端和所述运算放大器IC1的3号引脚，所述运算放大器IC1的1号引脚连接所述电阻R3的另一端，所述运算放大器IC1的2号引脚接地，所述运算放大器IC1的5号引脚接入5V电压，所述运算放大器IC1的4号引脚连接所述电阻R4和电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端接地，所述电阻R4的另一端接入5V电压，所述电容C2与所述电阻R7并联。
优选的：所述过载反馈侦测电路还包括二极管D1、电容C5和电阻R13，所述二极管D1的2号引脚连接所述运算放大器IC1的1号引脚，所述二极管D1的1号引脚连接三极管T1的1号引脚，所述电容C5与所述电阻R14并联，所述电阻R13与所述电阻R14串联。
优选的：所述过载反馈侦测电路还包括三极管T3，所述三极管T3其中一个输入端连接所述电阻R1，另一个输入端连接电阻R13，输出端接地。
优选的：所述过载反馈侦测电路还包括二极管D9和电阻R23，所述二极管D9的2号引脚连接所述运算放大器IC1的1号引脚，所述二极管D9的1号引脚连接所述三极管T6的1号引脚。
优选的：所述电阻R5和TVS管D2之间接入输出端NO1，所述电阻R16和TVS管D8之间接入输出端NO2。
本实用新型的技术效果和优点：
本实用新型提供了一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，通过在输出回路中增加反馈电路，当输出负载电流比较大时，启动触发过载反馈侦测电路，过载反馈侦测电路收到信号后关断输出起到保护输出电路的目的，而当输出负载电流恢复正常时，反馈电路电位恢复正常，控制恢复输出电路的正常运行；在保护产品的同时还解决了高温型转速传感器产品过载保护的技术缺陷，适用的温度范围为-40℃-140℃。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路图；
图2是本申请实施例提供的过载状态下的输出波形图。
图中：
1、霍尔信号检测电路；2、推挽式输出驱动电路；3、过载反馈侦测电路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
请参阅图1，在本实施例中提供一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，包括：霍尔信号检测电路1，用以检测导磁物体，并根据检测结果输出高电平或低电平；推挽式输出驱动电路2，连接霍尔信号检测电路1，在正常工作的情况下，通过霍尔信号检测电路1输出的高电平或低电平来控制推挽式输出驱动电路2的导通或截止；过载反馈侦测电路3，连接推挽式输出驱动电路2，在过载或短路的情况下，控制推挽式输出驱动电路2的导通或截止。
霍尔信号检测电路1包括霍尔芯片U1和霍尔芯片U2，霍尔芯片U1的2号引脚连接上拉电阻R8的一端，1号引脚接地和连接上拉电阻R8的另一端，3号引脚与4号引脚接地；霍尔芯片U2的2号引脚连接上拉电阻R6的一端，1号引脚接地和连接上拉电阻R6的另一端，3号引脚与4号引脚接地，当检测到导磁物体时，霍尔芯片U1和霍尔芯片U2的2号引脚输出低电平，而当未检测到导磁物体时，霍尔芯片U1和霍尔芯片U2的2号引脚输出为高电平。
推挽式输出驱动电路2包括与上拉电阻R8连接的第一NPN输出电路和与上拉电阻R6连接的第二NPN输出电路：第一NPN输出电路包括电阻R11、三极管T1、电容C9、TVS管D2、电阻R5和电阻R14，电阻R11一端连接上拉电阻R8，另一端连接三极管T1的1号引脚，三极管T1的3号引脚连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端连接TVS管D2和电容C9的一端，TVS管D2和电容C9的另一端连接电阻R5的一端和三极管T1的2号引脚，电阻R5另一端接入24V电压；第二NPN输出电路包括电阻R20、电阻R16、三极管T6、电容C10、TVS管D8和电阻R24，电阻R20一端连接上拉电阻R6，另一端连接三极管T6的1号引脚，三极管T6的3号引脚连接电阻R24的一端，电阻R24的另一端连接TVS管D8和电容C10的一端，TVS管D8和电容C10的另一端连接电阻R16的一端和三极管T6的2号引脚，电阻R16的另一端接入24V电压；通过内置电阻R5和电阻R16，用户不用外接上拉电阻也可方便采集信号，TVS管D2和TVS管D8，对产品的输出端起静电和浪涌保护；电容C9和电容C10对输出端的信号进行高频滤波作用，电阻R14和电阻R24为过载采样电阻，控制过载反馈侦测电路3的通断。
过载反馈侦测电路3包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器IC1、电阻R4、电阻R7、电容C2，电容C1和电阻R1一端接入5V电压，另一端连接电阻R2的一端，电阻R2另一端连接电阻R3的一端和运算放大器IC1的3号引脚，运算放大器IC1的1号引脚连接电阻R3的另一端，运算放大器IC1的2号引脚接地，运算放大器IC1的5号引脚接入5V电压，运算放大器IC1的4号引脚连接电阻R4和电阻R7的一端，电阻R7的另一端接地，电阻R4的另一端接入5V电压，电容C2与电阻R7并联；还包括二极管D1、电容C5和电阻R13，二极管D1的2号引脚连接运算放大器IC1的1号引脚，二极管D1的1号引脚连接三极管T1的1号引脚，电容C5与电阻R14并联，电阻R13与电阻R14串联；还包括三极管T3，三极管T3其中一个输入端连接电阻R1，另一个输入端连接电阻R13，输出端接地；还包括二极管D9和电阻R23，二极管D9的2号引脚连接运算放大器IC1的1号引脚，二极管D9的1号引脚连接三极管T6的1号引脚；电阻R4与电阻R7组成分压电路给比较器提供基准电压，通过控制运算放大器IC1的1号引脚的电平电压来使用或屏蔽输出，起到过载保护输出电路的作用。
电阻R5和TVS管D2之间接入输出端NO1，电阻R16和TVS管D8之间接入输出端NO2。
在正常工作的状态下，电阻由于R14或电阻R24两端电压小于0.7V，使三极管T3工作在截止状态，运算放大器IC1的3号引脚输出高电平，运算放大器IC1的1号引脚输出高电平，由于有二极管D1和二极管D9的单向导通特性，此时无论霍尔芯片U1和霍尔芯片U2的2号引脚输出为高电平或低电平，三极管T1或三极管T6都可正常导通和截止，正常输出信号；
在过载或短路的状态下，两路输出中的任意一路电流太大，导致电阻R14或电阻R24端的压降增大至0.7V左右，此时三极管T3导通，使电阻R2与电阻R1之间的电压为0V，从而导致运算放大器IC1的3号引脚输出为低电平，运算放大器IC1的1号引脚输出也为低电平，此时无论霍尔芯片U1和霍尔芯片U2的2号引脚输出为高电平还是低电平，三极管T1的1号引脚一直为低电平，三极管T1或三极管T6处于截止状态关断输出回路，起到保护的作用；当三极管T1关断后，电阻R14端的电压小于0.7V，三极管T3即为截止状态，此时运算放大器IC1的3号引脚的电压通过电容C1进行缓慢充电升高，直到电压上升至大于运算放大器IC1的4号引脚上的基准电压，运算放大器IC1的1号引脚输出高电平，此时使能输出电路；在输出回路的电流仍比较大的情况下，会再次使三极管T3导通，运算放大器IC1的1号引脚输出为低电平，关断三极管T1或三极管T6，一直循环下去。
请参阅图2，由于电容C1的充放电，在此状态下，输出端导通时间非常短，大部分时间为截止状态。
通过在输出回路中增加反馈电路，当输出负载电流比较大时，启动触发过载反馈侦测电路3，过载反馈侦测电路3收到信号后关断输出起到保护输出电路的目的，而当输出负载电流恢复正常时，反馈电路电位恢复正常，控制恢复输出电路的正常运行。
显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。本实用新型中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
Claims (10)
1.一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，其特征在于，包括：
霍尔信号检测电路(1)，所述霍尔信号检测电路(1)包括霍尔芯片U1和霍尔芯片U2，所述霍尔信号检测电路(1)用以检测导磁物体，并根据检测结果输出高电平或低电平；
推挽式输出驱动电路(2)，所述推挽式输出驱动电路(2)包括第一NPN输出电路和第二NPN输出电路，所述推挽式输出驱动电路(2)连接所述霍尔信号检测电路(1)，在正常工作的情况下，通过所述霍尔信号检测电路(1)输出的高电平或低电平来控制所述推挽式输出驱动电路(2)的导通或截止；
所述第一NPN输出电路包括电阻R11、三极管T1、电容C9、TVS管D2、电阻R5和电阻R14，所述第二NPN输出电路包括电阻R20、电阻R16、三极管T6、电容C10、TVS管D8和电阻R24；
过载反馈侦测电路(3)，所述过载反馈侦测电路(3)包括电容C1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、运算放大器IC1、电阻R4、电阻R7、电容C2，所述过载反馈侦测电路(3)连接所述推挽式输出驱动电路(2)，在过载或短路的情况下，控制所述推挽式输出驱动电路(2)的导通或截止。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，其特征在于，所述霍尔芯片U1连接上拉电阻R8，所述霍尔芯片U2连接上拉电阻R6。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，其特征在于，所述第一NPN输出电路与所述上拉电阻R8连接，所述第二NPN输出电路和所述上拉电阻R6连接。
4.根据权利要求2所述的一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，其特征在于，所述电阻R11一端连接所述上拉电阻R8，另一端连接三极管T1的1号引脚，所述三极管T1的3号引脚连接电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端连接TVS管D2和电容C9的一端，所述TVS管D2和电容C9的另一端连接电阻R5的一端和三极管T1的2号引脚，所述电阻R5另一端接入24V电压。
5.根据权利要求2所述的一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，其特征在于，所述电阻R20一端连接所述上拉电阻R6，另一端连接所述三极管T6的1号引脚，所述三极管T6的3号引脚连接电阻R24的一端，所述电阻R24的另一端连接TVS管D8和电容C10的一端，所述TVS管D8和电容C10的另一端连接电阻R16的一端和三极管T6的2号引脚，所述电阻R16的另一端接入24V电压。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，其特征在于，所述电容C1和所述电阻R1一端接入5V电压，另一端连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2另一端连接所述电阻R3的一端和所述运算放大器IC1的3号引脚，所述运算放大器IC1的1号引脚连接所述电阻R3的另一端，所述运算放大器IC1的2号引脚接地，所述运算放大器IC1的5号引脚接入5V电压，所述运算放大器IC1的4号引脚连接所述电阻R4和电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端接地，所述电阻R4的另一端接入5V电压，所述电容C2与所述电阻R7并联。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，其特征在于，所述过载反馈侦测电路(3)还包括二极管D1、电容C5和电阻R13，所述二极管D1的2号引脚连接所述运算放大器IC1的1号引脚，所述二极管D1的1号引脚连接三极管T1的1号引脚，所述电容C5与所述电阻R14并联，所述电阻R13与所述电阻R14串联。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，其特征在于，所述过载反馈侦测电路(3)还包括三极管T3，所述三极管T3其中一个输入端连接所述电阻R1，另一个输入端连接电阻R13，输出端接地。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，其特征在于，所述过载反馈侦测电路(3)还包括二极管D9和电阻R23，所述二极管D9的2号引脚连接所述运算放大器IC1的1号引脚，所述二极管D9的1号引脚连接所述三极管T6的1号引脚。
10.根据权利要求1所述的一种耐高温型转速传感器NPN输出过载保护电路，其特征在于，所述电阻R5和TVS管D2之间接入输出端NO1，所述电阻R16和TVS管D8之间接入输出端NO2。
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| CN116996059B (zh) * | 2023-09-27 | 2024-01-16 | 深圳市博亿精科科技有限公司 | 具有保护功能的npn输出电路及传感器 |
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