專利名稱：一種帶短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種帶短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電路技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型主要涉及高邊開關(guān)電路，尤其涉及一種帶短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電 路。技術(shù)背景[0002]空調(diào)控制器中常常需要輸出低電平或高電平來發(fā)出壓縮機(jī)請求等信號，在接口端 是微處理器檢測的情況下，都是采用專用的低邊開關(guān)或高邊開關(guān)去驅(qū)動(dòng)。專用驅(qū)動(dòng)芯片一 般較為昂貴，目前也有采用NPN三極管配合PNP三極管取代高邊開關(guān)，但無法通過短路穩(wěn)定 性試驗(yàn)。在電路對地短路時(shí)，由于無限流措施，瞬間電流過大，三極管隨即燒壞，無可恢復(fù)， 功能輸出異常。發(fā)明內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺點(diǎn)，提供一種帶短路保護(hù)的 聞邊開關(guān)輸出電路。[0004]本實(shí)用新型的目的通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種帶短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電 路，包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、采集流過第二開關(guān)管的電流信號并將該電流信號轉(zhuǎn)換為 電壓信號的采樣電路、以及在所述電壓信號大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)斷所述第二開關(guān)管的保 護(hù)電路。其中，所述第一開關(guān)管的控制端與控制信號輸入端相連，其第一端通過電阻與第二 開關(guān)管的控制端相連，其第二端接地。所述第二開關(guān)管的第一端與控制信號輸出端相連，向 控制信號輸出端輸出高電平或高阻信號，其第二端通過采樣電路與恒壓源相連。所述保護(hù) 電路包括第三開關(guān)管、第一電阻和第二電阻；所述第三開關(guān)管的控制端與第一和第二電阻 的連接點(diǎn)相連，其第一端與第二開關(guān)管的控制端相連，其第二端與所述恒壓源相連；所述第 一和第二電阻組成的串聯(lián)支路與采樣電路并聯(lián)。[0005]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)管為NPN型三極管，所述第二開關(guān)管為PNP型三極管；其中 三極管的基極為其控制端，其集電極為其第一端，其發(fā)射極為其第二端。[0006]優(yōu)選的，所述采樣電路包括采樣電阻，采樣電阻的一端與第二開關(guān)管的第二端相 連，另一端與所述恒壓源相連。[0007]優(yōu)選的，所述第三開關(guān)管為PNP型三極管，其基極為其控制端，其集電極為其第一 端，其發(fā)射極為其第二端。[0008]本實(shí)用新型帶有短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電路具有過流短路保護(hù)功能，電路結(jié)構(gòu) 簡單，僅包括開關(guān)管、電阻和采樣電路，成本非常低廉。此外，電路參數(shù)能根據(jù)需要調(diào)整，比 采用專用芯片驅(qū)動(dòng)更加靈活。本電路適用于輸出高電平驅(qū)動(dòng)汽車電子控制單元(ECU)分壓 檢測單元和小電流繼電器等電器電路。


[0009]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的帶有短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電路的電路結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。[0011]如圖1所示，一較佳實(shí)施例中，帶短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電路主要包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、采樣電路和保護(hù)電路。本實(shí)施例中，該高邊開關(guān)輸出電路應(yīng)用于汽車空調(diào)控制器，用于根據(jù)空調(diào)控制器的控制信號向汽車微控制器(MCU)或汽車電子控制單元 (ECU)輸出對應(yīng)的高電平或者高阻信號。因此，該高邊開關(guān)輸出電路的控制信號輸入端與空調(diào)控制器的一個(gè)信號輸出端CTRL相連，其控制信號輸出端output與MCU或E⑶的一個(gè)信號輸入端相連。[0012]其中，第一開關(guān)管的控制端與控制信號輸出端CTRL相連，其第一端通過第三電阻 R3與第二開關(guān)管的控制端相連，其第二端接地。第二開關(guān)管的第一端與控制信號輸出端 output相連，用于向控制信號輸出端output輸出高電平或高阻信號，其第二端通過采樣電路與恒壓源VBAT相連。本實(shí)施例中，第一開關(guān)管為NPN型三極管，第二開關(guān)管為PNP型三極管，三極管的基極為其控制端，三極管的集電極為其第一端，三極管的發(fā)射極為其第二端。[0013]采樣電路用于采集流過第二開關(guān)管的電流信號并將該電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號。 本實(shí)施例中，采樣電路用于采集流過第二開關(guān)管集電極和發(fā)射極的電流，其包括一阻值遠(yuǎn)小于1ΚΩ的第四電阻，例如10Ω的電阻。第四電阻一端與第二開關(guān)管的發(fā)射極相連，另一端接恒壓源VABT，從而實(shí)時(shí)檢測流過第二開關(guān)管的電流，并輸出電壓信號。[0014]保護(hù)電路用于在采樣電路輸出的電壓信號大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)斷第二開關(guān)管， 從而有效防止流過第二開關(guān)管的電流太大，導(dǎo)致第二開關(guān)管壞掉。本實(shí)施例中，保護(hù)電路包括第三開關(guān)管、第一電阻Rl和第二電阻R2。第三開關(guān)管的控制端與第一電阻Rl和第二電阻R2的連接點(diǎn)相連，其第一端與第二開關(guān)管的控制端相連，其第二端與恒壓源VBAT相連。 本實(shí)施例中，第三開關(guān)管為PNP型三極管，其基極為其控制端，其集電極為其第一端，其發(fā)射極為其第二端。第一和第二電阻組成的串聯(lián)支路與采樣電路并聯(lián)。[0015]工作中，汽車空調(diào)控制器判斷需要輸出高電平信號時(shí)，其通過信號輸出端CTRL向高邊開關(guān)輸出電路的控制信號輸入端輸出一高電平，使第一開關(guān)管正常導(dǎo)通，從而第二開關(guān)管也導(dǎo)通，向控制信號輸出端output輸出一高電平，該高電平電壓與恒壓源VBAT輸出基本相同。此時(shí)電路正常工作，保護(hù)電路不起作用。[0016]當(dāng)控制信號輸出端output對地短路時(shí)，流過第二開關(guān)管的電流將會快速增大，則采樣電路兩端的電壓(也即第一和第二電阻R1、R2組成的串聯(lián)支路兩端的電壓)相應(yīng)增大， 對應(yīng)的，第三開關(guān)管的控制端與第二端電壓相應(yīng)增大。當(dāng)采樣電路兩端的電壓達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，保護(hù)電路會啟動(dòng)，第三開關(guān)管導(dǎo)通，將第二開關(guān)管控制端電壓拉高(接恒壓源VBAT)，從而第二開關(guān)管截止，將第二開關(guān)管的功耗控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，避免元件的損壞。當(dāng)?shù)诙_關(guān)管截止后，采樣電路兩端的電壓變?yōu)?V，則保護(hù)電路停止工作，第三開關(guān)管截止，第一和第二開關(guān)管重新受信號輸出端CTRL的控制。當(dāng)短路撤銷后，采樣電路輸出端電壓低于預(yù)設(shè)門限值，則保護(hù)電路停止工作，第三開關(guān)管截止，第一和第二開關(guān)管重新受信號輸出端CTRL 的控制。[0017]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，保護(hù)電路的電阻匹配值可以改變，當(dāng)改變電阻值時(shí)， 保護(hù)電路開啟的門限值也會隨之改變，這樣就可以靈活地控制電路的電流，達(dá)到輸出電流 值的最大化。[0018]采樣電路采用很小的阻抗，不會影響到電路的輸出阻抗，在其他電路參數(shù)不變的 情況下，不會影響到輸出功率。[0019]綜上，本實(shí)用新型帶有短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電路具有過流短路保護(hù)功能，電 路結(jié)構(gòu)簡單，僅包括開關(guān)管、電阻和采樣電路，成本非常低廉。此外，電路參數(shù)能根據(jù)需要調(diào) 整，比采用專用芯片驅(qū)動(dòng)更加靈活，適用于輸出高電平驅(qū)動(dòng)汽車電子控制單元(ECU)分壓檢 測單元和小電流繼電器等電器電路。[0020]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述 實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、代 替、組合、簡化，均為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種帶短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電路，其特征在于，包括 第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、采集流過第二開關(guān)管的電流信號并將該電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號的采樣電路、以及在所述電壓信號大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)斷所述第二開關(guān)管的保護(hù)電路； 其中，所述第一開關(guān)管的控制端與控制信號輸入端相連，其第一端通過電阻與第二開關(guān)管的控制端相連，其第二端接地；所述第二開關(guān)管的第一端與控制信號輸出端相連，向控制信號輸出端輸出高電平或高阻信號，其第二端通過采樣電路與恒壓源相連； 所述保護(hù)電路包括第三開關(guān)管、第一電阻和第二電阻；所述第三開關(guān)管的控制端與第一和第二電阻的連接點(diǎn)相連，其第一端與第二開關(guān)管的控制端相連，其第二端與所述恒壓源相連；所述第一和第二電阻組成的串聯(lián)支路與采樣電路并聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高邊開關(guān)輸出電路，其特征在于，所述第一開關(guān)管為NPN型三極管，所述第二開關(guān)管為PNP型三極管；其中三極管的基極為其控制端，其集電極為其第一端，其發(fā)射極為其第二端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高邊開關(guān)輸出電路，其特征在于所述采樣電路包括采樣電阻，采樣電阻的一端與第二開關(guān)管的第二端相連，另一端與所述恒壓源相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高邊開關(guān)輸出電路，其特征在于所述第三開關(guān)管為PNP型三極管，其基極為其控制端，其集電極為其第一端，其發(fā)射極為其第二端。
專利摘要本實(shí)用新型一種帶短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電路，其特征在于，包括第一開關(guān)管、第二開關(guān)管、采集流過第二開關(guān)管的電流信號并將該電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號的采樣電路、以及在所述電壓信號大于或等于預(yù)設(shè)值時(shí)關(guān)斷所述第二開關(guān)管的保護(hù)電路。本實(shí)用新型適用于輸出高電平驅(qū)動(dòng)汽車電子控制單元(ECU)分壓檢測單元和小電流繼電器等電器電路。本實(shí)用新型一種帶有短路保護(hù)的高邊開關(guān)輸出電路具有過流短路保護(hù)功能，電路結(jié)構(gòu)簡單，僅包括開關(guān)管、電阻和采樣電路，成本非常低廉。此外，電路參數(shù)能根據(jù)需要調(diào)整，比采用專用芯片驅(qū)動(dòng)更加靈活。
文檔編號H03K19/0175GK202841092SQ20122038750
公開日2013年3月27日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者李小龍, 付源, 鐘啟興 申請人:惠州市德賽西威汽車電子有限公司