[實用新型]一種帶短路保護的高邊開關輸出電路

有效

• 申請號: 201220387507.3
• 申請日: 2012-08-07
• 公開（公告）號: CN202841092U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 李小龍;付源;鐘啟興
• 申請（專利權）人: 惠州市德賽西威汽車電子有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;H02H3/08
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕

技術領域

本實用新型主要涉及高邊開關電路，尤其涉及一種帶短路保護的高邊開關輸出電路。

技術背景

空調控制器中常常需要輸出低電平或高電平來發出壓縮機請求等信號，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或高邊開關去驅動。專用驅動芯片一般較為昂貴，目前也有采用NPN三極管配合PNP三極管取代高邊開關，但無法通過短路穩定性試驗。在電路對地短路時，由于無限流措施，瞬間電流過大，三極管隨即燒壞，無可恢復，功能輸出異常。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足和缺點，提供一種帶短路保護的高邊開關輸出電路。

本實用新型的目的通過下述技術方案來實現：一種帶短路保護的高邊開關輸出電路，包括第一開關管、第二開關管、采集流過第二開關管的電流信號并將該電流信號轉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設值時關斷所述第二開關管的保護電路。其中，所述第一開關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管的控制端相連，其第二端接地。所述第二開關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。所述保護電路包括第三開關管、第一電阻和第二電阻；所述第三開關管的控制端與第一和第二電阻的連接點相連，其第一端與第二開關管的控制端相連，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支路與采樣電路并聯。

優選的，所述第一開關管為NPN型三極管，所述第二開關管為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，其發射極為其第二端。

優選的，所述采樣電路包括采樣電阻，采樣電阻的一端與第二開關管的第二端相連，另一端與所述恒壓源相連。

優選的，所述第三開關管為PNP型三極管，其基極為其控制端，其集電極為其第一端，其發射極為其第二端。

本實用新型帶有短路保護的高邊開關輸出電路具有過流短路保護功能，電路結構簡單，僅包括開關管、電阻和采樣電路，成本非常低廉。此外，電路參數能根據需要調整，比采用專用芯片驅動更加靈活。本電路適用于輸出高電平驅動汽車電子控制單元（ECU）分壓檢測單元和小電流繼電器等電器電路。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的帶有短路保護的高邊開關輸出電路的電路結構原理圖。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

如圖1所示，一較佳實施例中，帶短路保護的高邊開關輸出電路主要包括第一開關管、第二開關管、采樣電路和保護電路。本實施例中，該高邊開關輸出電路應用于汽車空調控制器，用于根據空調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）輸出對應的高電平或者高阻信號。因此，該高邊開關輸出電路的控制信號輸入端與空調控制器的一個信號輸出端CTRL相連，其控制信號輸出端output與MCU或ECU的一個信號輸入端相連。

其中，第一開關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與第二開關管的控制端相連，其第二端接地。第二開關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。本實施例中，第一開關管為NPN型三極管，第二開關管為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，三極管的發射極為其第二端。

采樣電路用于采集流過第二開關管的電流信號并將該電流信號轉換為電壓信號。本實施例中，采樣電路用于采集流過第二開關管集電極和發射極的電流，其包括一阻值遠小于1KΩ的第四電阻，例如10Ω的電阻。第四電阻一端與第二開關管的發射極相連，另一端接恒壓源VABT，從而實時檢測流過第二開關管的電流，并輸出電壓信號。

保護電路用于在采樣電路輸出的電壓信號大于或等于預設值時關斷第二開關管，從而有效防止流過第二開關管的電流太大，導致第二開關管壞掉。本實施例中，保護電路包括第三開關管、第一電阻R1和第二電阻R2。第三開關管的控制端與第一電阻R1和第二電阻R2的連接點相連，其第一端與第二開關管的控制端相連，其第二端與恒壓源VBAT相連。本實施例中，第三開關管為PNP型三極管，其基極為其控制端，其集電極為其第一端，其發射極為其第二端。第一和第二電阻組成的串聯支路與采樣電路并聯。