CN219831675U - 一种通风控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种通风控制电路，其包括设于自其输出端到地依次串联的第一和第二三极管，第一三极管的低压端和第二三极管的高压端直接连接，第一和第二三极管的基极与PWM信号输出端连接，第二三极管的基极与短路保护模块输出端连接，短路保护模块的输入端与第一三极管的低压端连接且通过一电阻接地；短路保护模块检测其输入端的电压，若为高电平，将其输出端的电压拉至第二三极管的截止电平，否则，无电压输出。本实用新型的通风控制电路采用三极管来代替MOS管，成本更低；通过电压型的监控，避免风扇电路的影响，避免误触发保护导致风扇无法开启；且短路保护模块在故障解除时无电压输出，使第二三极管自动恢复，从而实现有效的自恢复。

Description

一种通风控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种控制电路，具体涉及一种通风控制电路。

背景技术

目前市场上现有的汽车座椅的风扇电路采用MOS管作为开关管，控制通风信号的导通和关断，并在MOS管低边串联1颗限流保护电阻，通过软件采样MOS管的电流来监控风扇电路的短路故障并进行关断保护。这种风扇电路有以下缺点：

1、MOS管成本较高，导致风扇电路的成本较高。

2、风扇电路的短路故障保护通过软件实现，无法做到有效的自恢复。

3、风扇电路的短路故障保护是电流型保护，易受外部风扇接口电路的影响，误触发保护导致风扇无法开启。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种通风控制电路，以降低成本、避免误触发保护和实现有效的自恢复。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种通风控制电路，其输出端与一风扇电路的输入端连接，其包括设于自该通风控制电路的输出端到地依次串联的第一三极管和第二三极管，其中第一三极管的低压端和第二三极管的高压端直接连接，第一三极管和第二三极管的基极均与一PWM信号输出端连接以接收使能控制信号，所述第二三极管的基极还与一短路保护模块的输出端连接，所述短路保护模块的输入端与第一三极管的低压端连接且通过一电阻接地；所述短路保护模块设置为检测其输入端的电压，若该电压为高电平，将其输出端的电压拉至使第二三极管截止的电平，否则，其输出端无电压输出。

所述短路保护模块包括一个分压电路和基极与分压电路的输出端连接的第三三极管，通过第三三极管的导通来将所述短路保护模块的输出端的电压拉至使第二三极管截止的电平。

第一三极管和第二三极管均是NPN型三极管，NPN型三极管的低压端为发射极，所述第三三极管的低压端接地，高压端为所述短路保护模块的输出端；或者，第一三极管和第二三极管均是PNP型三极管，PNP型三极管的低压端为集电极，所述第三三极管的高压端连接一高电平电源，第三三极管的低压端为所述短路保护模块的输出端。

所述第三三极管为NPN型三极管。

所述分压电路包括彼此串联的第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻和第二分压电阻的连接点为分压电路的输出端；在第一分压电阻和第二分压电阻的彼此远离的两端中，其中一端接地，另一端为分压电路的输入端并与第一三极管的低压端连接。

所述第一三极管的基极通过一个延时电容接地，以确保第二三极管比第一三极管先导通，所述第一三极管的导通相对于第二三极管的导通的延迟时间是毫秒级的。

所述通风控制电路的输出端和第一三极管之间设有一串联的输出电阻，所述第一三极管的高压端与输出电阻直接连接，所述第二三极管的低压端直接接地，所述输出电阻的电阻在20Ω以内。

所述第一三极管的基极通过第一基极电阻与PWM信号输出端连接，并通过第二基极电阻接地；且所述第二三极管的基极通过第三基极电阻与PWM信号输出端连接，并通过第四基极电阻接地。

所述负载电阻是kΩ级别电阻。

所述风扇电路包括风扇电源和地之间依次串联的风扇电阻和风扇电容，风扇电阻和风扇电容的连接点为风扇电路的输入端，所述风扇电路的输入端与一风扇内部电路相连。

本实用新型的通风控制电路采用成本远低于MOS管的三极管来代替MOS管，使得通风控制电路的成本更低。此外，本实用新型的通风控制电路通过短路保护模块检测第一三极管的低压端来监控外部的风扇电路是否短路到风扇电源，实现了电压型而非电流型的监控，避免了风扇电路的影响尤其是其中电容的电流影响，避免了误触发保护导致风扇无法开启，也因此适用于各种类型的风扇。再者，本实用新型在短路故障解除时，短路保护模块的输出端无电压输出，使得第二三极管自动恢复风扇电路正常工作时的功能，从而实现有效的自恢复，风扇电路能自动恢复正常工作。

附图说明

图1是根据本实用新型的一个实施例的通风控制电路的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限制本实用新型的范围。

如图1所示为根据本实用新型的一个实施例的通风控制电路100，其输出端与一风扇电路200的输入端连接，其用于在风扇电路200正常工作时向风扇电路200提供风扇驱动信号并在风扇电路200故障时对通风控制电路100进行短路故障保护。

如图1所示，所述风扇电路200包括风扇电源VCC和地之间依次串联的风扇电阻R1和风扇电容C1，风扇电阻R1和风扇电容C1的连接点为风扇电路200的输入端，所述风扇电路200的输入端与一风扇内部电路相连。

所述通风控制电路100包括自该通风控制电路100的输出端到地GND依次串联的输出电阻R9、第一三极管Q1和第二三极管Q2。也就是说，第一三极管Q1的高压端与输出电阻R9直接连接，输出电阻R9的另一端为通风控制电路100的输出端并且与风扇电路200的输入端连接，第一三极管Q1的低压端与第二三极管Q2的高压端直接连接，第二三极管Q2的低压端直接接地。

第一三极管Q1和第二三极管Q2的基极均与一PWM信号输出端连接以接收使能控制信号VIN。

在本实施例中，第一三极管Q1和第二三极管Q2均是NPN型三极管，NPN型三极管的低压端为发射极。由此，在风扇电路200正常工作时，使能控制信号VIN为高电平时，第一三极管Q1和第二三极管Q2均导通，第一三极管Q1和第二三极管Q2组成自风扇电路的输入端到地的通风信号的导通回路并使得风扇电容C1被短路，因此，通风控制电路100的输出端的通风信号VOUT在第一三极管Q1和第二三极管Q2均导通时为低电平；使能控制信号VIN为低电平时，第一三极管Q1和第二三极管Q2均截止，通风控制电路100的输出端的通风信号VOUT为高电平。

在其他实施例中，第一三极管Q1和第二三极管Q2也可以均是PNP型三极管，PNP型三极管的低压端为集电极。相应地，在风扇电路200正常工作时，使能控制信号VIN为低电平时，第一三极管Q1和第二三极管Q2均导通，第一三极管Q1和第二三极管Q2组成自风扇电路的输入端到地的通风信号的导通回路并使得风扇电容C1被短路，因此，通风控制电路100的输出端的通风信号VOUT在第一三极管Q1和第二三极管Q2均导通时为低电平；使能控制信号VIN为高电平时，第一三极管Q1和第二三极管Q2均截止，通风控制电路100的输出端的通风信号VOUT为高电平。

其中，输出电阻R9是可以选择20Ω以内的，输出电阻R9的大小和风扇内部的电阻R1大小正相关。在本实施例中，输出电阻R9的电阻为10Ω。在某些实施例中，输出电阻R9可以省略。

在本实施例中，所述第一三极管Q1的基极通过第一基极电阻R6与PWM信号输出端连接，并通过第二基极电阻R5接地，所述第二三极管Q2的基极通过第三基极电阻R7与PWM信号输出端连接，并通过第四基极电阻R8接地。由此，R5和R6是用来为Q1提供偏置电压，R7和R8是用来为Q2提供偏置电压，使得第一三极管Q1和第二三极管Q2的基极接收的信号均是使能控制信号VIN经过分压后的信号。

为了实现短路故障保护，所述第二三极管Q2的基极还与一短路保护模块10的输出端连接，所述短路保护模块10的输入端与第一三极管Q1的低压端连接且通过一负载电阻R4接地。所述短路保护模块10设置为检测其输入端的电压，若该电压超出一电压阈值(即该电压为高电平)，将其输出端的电压拉至使第二三极管Q2截止的电平，否则，其输出端无电压输出。由此，在风扇电路200的输入端短路到风扇电源VCC时，实现了关闭第一三极管Q1和第二三极管Q2其中一个，从而切断短路回路，保护电路。

负载电阻R4可以是个kΩ级别电阻。负载电阻R4在第二三极管Q2截止时，可以保证电流从负载电阻R4流过，进而使得第一三极管Q1能够继续根据使能控制信号VIN正常地导通和关断，对经过第一三极管Q1的电流限流以保护第一三极管Q1，同时，由于短路时第一三极管Q1的低压端的电流经过负载电阻R4而负载电阻R4很大导致负载很大，因此，在短路时，通风控制电路100的输出端的通风信号VOUT保持为高，不再随使能控制信号VIN变化而变化。

由此，只有当风扇电路200的输入端短路到风扇电源VCC时，第一三极管Q1的低压端的电压才会由于负载电阻R4的存在而超出电压阈值；如果风扇电路200正常工作或者短路故障解除，那么第一三极管Q1和第二三极管Q2均导通时由于通风控制电路100的输出端的通风信号VOUT为低电平，因此不能达到电压阈值，第一三极管Q1和第二三极管Q2均截止时由于第一三极管Q1的低压端没有通风控制电路100的输出端来提供电压，因此不能达到电压阈值。这会导致短路故障解除时，短路保护模块10的输出端无电压输出，第二三极管Q2自动恢复风扇电路200正常工作时的功能，从而实现有效的自恢复，风扇电路200能自动恢复正常工作。这也意味着，在所述短路保护模块10检测到其输入端的电压超过电压阈值时，风扇电路200的输入端必定短路到风扇电源VCC，否则，风扇电路200的输入端必定没有短路到风扇电源VCC。因此，本实用新型的通风控制电路通过检测第一三极管Q1的低压端来监控外部的风扇电路是否短路到风扇电源，实现了电压型而非电流型的监控，避免了风扇电路的影响(尤其是电容的电流影响)，避免了误触发保护导致风扇无法开启，也因此适用于各种类型的风扇。

所述短路保护模块10包括一个分压电路和基极与分压电路的输出端连接的第三三极管Q3，通过第三三极管Q3的导通来将所述短路保护模块10的输出端的电压拉至使第二三极管Q2截止的电平。第三三极管Q3为NPN型三极管，因此第三三极管Q3能在所述短路保护模块10的输入端超出电压阈值时，通过基极接收到的高电平来实现导通。因此，本实用新型的通风控制电路采用成本远低于MOS管的三极管来代替MOS管，使得通风控制电路的成本更低。

分压电路包括彼此串联的第一分压电阻R2和第二分压电阻R3，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3的连接点为分压电路的输出端；在第一分压电阻R2和第二分压电阻R3的彼此远离的两端中，其中一端接地，另一端为分压电路的输入端并与第一三极管Q1的低压端连接。更优的，第一分压电阻R2和第二分压电阻R3比值1：1，R6与R5比值在2：3，R7与R8比值在1：3，上述比值可选的有±0.5浮动区间。

在本实施例中，由于第二三极管Q2是NPN型三极管，即，使第二三极管Q2截止的电平为低电平，因此，该第三三极管Q3的低压端接地，高压端为所述短路保护模块10的输出端。由此，短路瞬间，第一三极管Q1保持导通不变，通风控制电路100的输出端的保持为高的通风信号VOUT经分压电路的第一分压电阻R2和第二分压电阻R3分压，使第三三极管Q3导通，进而在第三三极管Q3导通时将短路保护模块10的输出端的电压拉低至低电平，从而使第二三极管Q2截止关断，保护了第一三极管Q1和第二三极管Q2所在的回路，此时通风信号VOUT被拉高，座椅风扇停止工作。

在其他实施例中，若第二三极管Q2是PNP型三极管，即，使第二三极管Q2截止的电平为高电平，则该第三三极管Q3的高压端连接一高电平电源，第三三极管Q3的低压端为所述短路保护模块10的输出端，由此，短路瞬间，第三三极管Q3导通，进而在第三三极管Q3导通时将短路保护模块10的输出端的电压拉高至高电平，使第二三极管Q2截止。

第一三极管Q1的基极还通过一个延时电容C2接地，延时电容C2是用来在导通第一三极管Q1和第二三极管Q2时，延时电容C2充电满后才会提高第一三极管Q1的基极电压，继而导通第一三极管Q1，从而延迟开启第一三极管Q1，确保第二三极管Q2比第一三极管Q1先导通，这样可以避免第一三极管Q1和第二三极管Q2同时导通时第一三极管Q1的低压端的电压由于第二三极管Q2未及时打开而被错误拉高，进而误触发短路保护机制。

第一三极管Q1的导通相对于第二三极管Q2的导通的延迟时间是毫秒级的，从而可以避免同时导通第一三极管Q1和第二三极管Q2而触发短路保护。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims (10)

1.一种通风控制电路，其输出端与一风扇电路的输入端连接，其特征在于，其包括设于自该通风控制电路的输出端到地依次串联的第一三极管和第二三极管，其中第一三极管的低压端和第二三极管的高压端直接连接，第一三极管和第二三极管的基极均与一PWM信号输出端连接以接收使能控制信号，所述第二三极管的基极还与一短路保护模块的输出端连接，所述短路保护模块的输入端与第一三极管的低压端连接且通过负载电阻接地；

所述短路保护模块设置为检测其输入端的电压，若该电压为高电平，将其输出端的电压拉至使第二三极管截止的电平，否则，其输出端无电压输出。

2.根据权利要求1所述的通风控制电路，其特征在于，所述短路保护模块包括一个分压电路和基极与分压电路的输出端连接的第三三极管，通过第三三极管的导通来将所述短路保护模块的输出端的电压拉至使第二三极管截止的电平。

3.根据权利要求2所述的通风控制电路，其特征在于，第一三极管和第二三极管均是NPN型三极管，NPN型三极管的低压端为发射极，所述第三三极管的低压端接地，高压端为所述短路保护模块的输出端；或者，

第一三极管和第二三极管均是PNP型三极管，PNP型三极管的低压端为集电极，所述第三三极管的高压端连接一高电平电源，第三三极管的低压端为所述短路保护模块的输出端。

4.根据权利要求2所述的通风控制电路，其特征在于，所述第三三极管为NPN型三极管。

5.根据权利要求2所述的通风控制电路，其特征在于，所述分压电路包括彼此串联的第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻和第二分压电阻的连接点为分压电路的输出端；在第一分压电阻和第二分压电阻的彼此远离的两端中，其中一端接地，另一端为分压电路的输入端并与第一三极管的低压端连接。

6.根据权利要求1所述的通风控制电路，其特征在于，所述第一三极管的基极通过一个延时电容接地，以确保第二三极管比第一三极管先导通，所述第一三极管的导通相对于第二三极管的导通的延迟时间是毫秒级的。

7.根据权利要求1所述的通风控制电路，其特征在于，通风控制电路的输出端和第一三极管之间设有一串联的输出电阻，所述第一三极管的高压端与输出电阻直接连接，所述第二三极管的低压端直接接地，所述输出电阻的电阻在20Ω以内。

8.根据权利要求1所述的通风控制电路，其特征在于，所述第一三极管的基极通过第一基极电阻与PWM信号输出端连接，并通过第二基极电阻接地；且所述第二三极管的基极通过第三基极电阻与PWM信号输出端连接，并通过第四基极电阻接地。

9.根据权利要求1所述的通风控制电路，其特征在于，所述负载电阻是kΩ级别电阻。

10.根据权利要求1所述的通风控制电路，其特征在于，所述风扇电路包括风扇电源和地之间依次串联的风扇电阻和风扇电容，风扇电阻和风扇电容的连接点为风扇电路的输入端，所述风扇电路的输入端与一风扇内部电路相连。