| 专利名称： | 一种带对地短路保护的高边驱动电路 | ||
| 专利名称(英文)： | A ground short circuit protection with the high-side driving circuit | ||
| 专利号： | CN201620149245.5 | 申请时间： | 20160229 |
| 公开号： | CN205355781U | 公开时间： | 20160629 |
| 申请人： | 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 516006 广东省惠州市仲恺高新区和畅五路西103号 | ||
| 发明人： | 李小龙; 付源; 苏佳越; 俞彬; 张超; 梁展鸿; 杨全义; 李宝泳 | ||
| 分类号： | H02H3/16; H02H3/10; H02H3/06 | 主分类号： | H02H3/16 |
| 代理机构： | 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 | 代理人： | 陈卫; 禹小明 |
| 摘要： | 本实用新型公开一种带对地短路保护的高边驱动电路，包括供电电源、驱动电路、控制开关以及对地短路保护电路，所述驱动电路包括连接在所述供电电源和外部负载之间的第一开关管以及使能所述第一开关管导通的第二开关管，所述控制开关使能所述第二开关管导通，所述对地短路保护电路包括阴、阳两极分别连接所述外部负载和所述第二开关管使能端的二极管。本实用新型的带对地短路保护的高边驱动电路通过分立元件搭建高边驱动电路，同时在输出口增加对地短路保护电路，通过硬件电路自动实时监测输出口对地短路情况，并在监测到输出口对地短路时，自动关断驱动电路，可适应长时间短路，而不损坏驱动电路。待短路撤除后，驱动电路自动恢复正常状态。 | ||
| 摘要(英文)： | The utility model discloses a ground short circuit protection with the high-side driving circuit, comprising a power supply, the drive circuit, the control switch and ground short circuit protection circuit, said drive circuit including connected to the power supply and an external load of the switch tube between the 1st and the 2nd 1st switch tube of the switch tube, the control switch enable the 2nd switch tube is turned on, the ground short circuit protection circuit includes a female, male, two are connected to the external load and the 2nd switch tube enabling end of the diode. The utility model of the ground short circuit protection with the high side drive circuit through the discrete component constructed of a high-side drive circuit, at the output ports to increase at the same time ground short circuit protection circuit, the circuit of the hardware automatic real-time monitoring the output short circuit condition to ground, and the monitoring to the outlet the event of a short circuit to ground, automatic cut-off drive circuit, a short circuit for a long time can be adapted, without damaging the driving circuit. To be short circuit is removed, the driving circuit to automatically restore the normal state. | ||
1.一种带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于：包括供电电源、驱动电路、控制开关以及对地短路保护电路，所述驱动电路包括连接在所述供电电源和外部负载之间的第一开关管以及使能所述第一开关管导通的第二开关管，所述控制开关使能所述第二开关管导通，所述对地短路保护电路包括阴、阳两极分别连接所述外部负载和所述第二开关管使能端的二极管。
2.如权利要求1所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述第一开关管、第二开关管分别为PNP三极管、NPN三极管，所述第一开关管发射极和集电极分别连接所述供电电源以及外部负载，基极与所述第二开关管的集电极连接，所述第二开关管的基极和发射极分别连接所述控制开关和接地。
3.如权利要求2所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述第一开关管基极和第二开关管集电极之间连接有第一电阻。
4.如权利要求2所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述第二开关管的基极和发射极之间连接有第二电阻。
5.如权利要求2所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述第二开关管的基极和所述二极管阳极之间连接有第三电阻。
6.如权利要求2所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述控制开关和所述二极管阳极之间连接有第四电阻。
7.如权利要求2所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述外部负载和所述二极管阴极之间连接有滤波电路。
8.如权利要求7所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一电容和第五电阻，所述第一电容一端接地，另一端连接所述外部负载和所述二极管阴极之间的节点，所述第五电阻两端分别与所述第一电容两端连接。
1.一种带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于：包括供电电源、驱动电路、控制开关以及对地短路保护电路，所述驱动电路包括连接在所述供电电源和外部负载之间的第一开关管以及使能所述第一开关管导通的第二开关管，所述控制开关使能所述第二开关管导通，所述对地短路保护电路包括阴、阳两极分别连接所述外部负载和所述第二开关管使能端的二极管。
2.如权利要求1所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述第一开关管、第二开关管分别为PNP三极管、NPN三极管，所述第一开关管发射极和集电极分别连接所述供电电源以及外部负载，基极与所述第二开关管的集电极连接，所述第二开关管的基极和发射极分别连接所述控制开关和接地。
3.如权利要求2所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述第一开关管基极和第二开关管集电极之间连接有第一电阻。
4.如权利要求2所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述第二开关管的基极和发射极之间连接有第二电阻。
5.如权利要求2所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述第二开关管的基极和所述二极管阳极之间连接有第三电阻。
6.如权利要求2所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述控制开关和所述二极管阳极之间连接有第四电阻。
7.如权利要求2所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述外部负载和所述二极管阴极之间连接有滤波电路。
8.如权利要求7所述的带对地短路保护的高边驱动电路，其特征在于，所述滤波电路包括第一电容和第五电阻，所述第一电容一端接地，另一端连接所述外部负载和所述二极管阴极之间的节点，所述第五电阻两端分别与所述第一电容两端连接。
翻译：技术领域
本实用新型涉及车载供电领域，特别涉及一种带对地短路保护的高边驱动电路。
背景技术
目前市面上的高边驱动（HighSideDriver）多采用集成的驱动芯片，这类高边驱动，其驱动能力强，且自带保护功能，但是价格相对要贵很多。目前也有一些低成本的分立元件搭建的高边驱动电路，但是其在对地短路保护时，驱动电路依然处于工作状态，长时间短路存在损坏电路的风险，且短路时通常会提高能耗和温升，对整个控制系统造成不良影响。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述背景技术的缺陷，提供一种带对地短路保护的高边驱动电路。
一种带对地短路保护的高边驱动电路，包括供电电源、驱动电路、控制开关以及对地短路保护电路，所述驱动电路包括连接在所述供电电源和外部负载之间的第一开关管以及使能所述第一开关管导通的第二开关管，所述控制开关使能所述第二开关管导通，所述对地短路保护电路包括阴、阳两极分别连接所述外部负载和所述第二开关管使能端的二极管。
进一步的，所述第一开关管、第二开关管分别为PNP三极管、NPN三极管，所述第一开关管发射极和集电极分别连接所述供电电源以及外部负载，基极与所述第二开关管的集电极连接，所述第二开关管的基极和发射极分别连接所述控制开关和接地。
进一步的，所述第一开关管基极和第二开关管集电极之间连接有第一电阻。
进一步的，所述第二开关管的基极和发射极之间连接有第二电阻。
进一步的，所述第二开关管的基极和所述二极管阳极之间连接有第三电阻。
进一步的，所述控制开关和所述二极管阳极之间连接有第四电阻。
进一步的，所述外部负载和所述二极管阴极之间连接有滤波电路。
进一步的，所述滤波电路包括第一电容和第五电阻，所述第一电容一端接地，另一端连接所述外部负载和所述二极管阴极之间的节点，所述第五电阻两端分别与所述第一电容两端连接。
本实用新型的带对地短路保护的高边驱动电路，通过分立元件搭建高边驱动电路，同时在输出口增加对地短路保护电路，通过硬件电路自动实时监测输出口对地短路情况，并在监测到输出口对地短路时，自动关断驱动电路，此时驱动管处于关断状态，降低能耗和温升，可适应长时间短路，而不损坏驱动电路。待短路撤除后，驱动电路自动恢复正常状态。
附图说明
图1为本实用新型的一实施例中的模块原理图。
图2为本实用新型的一实施例中的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的一种带对地短路保护的高边驱动电路作进一步的描述。
一种带对地短路保护的高边驱动电路，如图1所示，包括供电电源POWER、驱动电路1、控制开关CTRL以及对地短路保护电路2，其中，驱动电路1在控制开关CTRL的高电平使能下利用供电电源POWER对外部负载3进行供电，而对地短路保护电路2则设置在驱动电路1和负载之间，其也根据控制开关CTRL的控制信号进行工作，当外部负载3对地短路时，对地短路保护电路2则是驱动电路1暂时停止对外供电，进入短路保护状态，当短路情况排除后自动控制驱动电路1恢复对外供电。
具体的，如图2所示，驱动电路1包括连接在供电电源POWER和外部负载3之间的第一开关管Q1以及使能第一开关管Q1导通的第二开关管Q2，控制开关CTRL使能第二开关管Q2导通，对地短路保护电路2包括阴、阳两极分别连接外部负载3和第二开关管Q2使能端的二极管。
在本实施例中，第一开关管Q1、第二开关管Q2分别为PNP三极管、NPN三极管，第一开关管Q1发射极和集电极分别连接供电电源POWER以及外部负载3，基极与第二开关管Q2的集电极连接，第二开关管Q2的基极和发射极分别连接控制开关CTRL和接地。
优选情况下，第一开关管Q1的基极和第二开关管Q2的集电极之间连接有用于限流的第一电阻R1。
优选情况下，为了是第二开关管Q2所接收的使能信号更加稳定，第二开关管Q2的基极和发射极之间连接有第二电阻R2。另外，第二开关管Q2的基极和二极管阳极之间连接有第三电阻R3用于分压。
优选情况下，为了保护控制开关CTRL，提高电路的抗静电干扰性能，控制开关CTRL和二极管阳极之间连接有第四电阻R4。
优选实施例中，为了保证对外部负载3的输出更加稳定，外部负载3和二极管阴极之间连接有滤波电路。在本实施例中，滤波电路由第一电容和第五电阻构成，第一电容一端接地，另一端连接所述外部负载和所述二极管阴极之间的节点，所述第五电阻两端分别与第一电容两端连接。第五电阻为第一电容C1提供电流泄放路径，在第一开关管Q1关断瞬间，第一电容中的电压可以通过第五电阻R5泄放。
优选实施例中，控制开关CTRL可以为处理器，可通过其IO引脚发出高低电平实现对驱动电路1的使能。原则上，只要是可以实现高低电平输出的电子器件均可以用做控制开关CTRL使用。
本实用新型的工作原理如下：
正常开启时：
控制开关CTRL输出高电平，并经第四电阻R4，第三电阻R3，第二电阻R2，第五电阻R5，二极管D1分压后，使得第二开关管Q2的基极电压大于0.7V，第二开关管Q2开启并进入饱和导通状态。第二开关管Q2导通后，供电电源POWER经第一开关管Q1的发射极，第一电阻R1和第二开关管Q2形成通路，使第一开关管Q1进入饱和导通状态，此时第一开关管Q1的发射极和集电极电压近似相等，OUTPUT脚输出高电平驱动负载工作。正常工作后，由于二极管D1的阴极电压高于二极管D1的阳极电压，所以此时二极管D1处于截止状态。
正常关闭时：
控制开关CTRL输出低电压，并经第四电阻R4，第三电阻R3，第二电阻R2分压后，使得第二开关管Q2的基极电压小于0.7V，第二开关管Q2截止，第二开关管Q2截止后，第一开关管Q1基极电流回路消失，第一开关管Q1截止，电路关闭。
对地短路时：
当整个电路处于正常开启状态时，若外部负载3对地短路，二极管D1的阴极电压被钳为0V，控制开关CTRL输出的高电平电压经第四电阻R4，二极管D1分压后，二极管D1的阳极电压被钳为0.7V，二极管D1的阳极经第三电阻R3，第二电阻R2分压后，使得第二开关管Q2的基极电压小于0.7V，第二开关管Q2截止。第二开关管Q2截止后，第一开关管Q1基极电流回路消失，第一开关管Q1截止，从而促使驱动电路1停止工作，进而保护驱动电路1在对地短路时不被损坏。
对地短路撤销后：
二极管D1的阴极不再被嵌为0V，控制开关CTRL输出的高电平，经电阻第四电阻R4，第三电阻R3，第二电阻R2，第五电阻R5，二极管D1分压后，使得第二开关管Q2的基极电压大于0.7V，第二开关管Q2恢复开启并进入饱和导通状态。第二开关管Q2导通后，供电电源POWER经第一开关管Q1的发射极，第一电阻R1和第二开关管Q2形成通路，使第一开关管Q1进入饱和导通状态，此时第一开关管Q1的发射极和集电极电压近似相等，驱动电路1对外部负载进行输出，恢复正常工作。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
