一种用于汽车空调控制器的压缩机继电器驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及汽车控制器技术领域，具体涉及一种用于汽车空调控制器的压缩机继电器驱动电路。


背景技术：

2.传统燃油车的汽车空调控制器都会控制压缩机继电器，而汽车空调常见的继电器分为12v和24v两种类型，线圈电流一般在50ma～150ma。
3.现有设计一般采用低电平控制或高电平控制方式，所用器件有三极管和智能mos管。目前采用三极管设计存在的问题：
4.1）用三极管控制空调压缩机继电器采用低电平控制，继电器线圈对地易引起短路，而继电器正极一般接汽车小电瓶，短路时对汽车电瓶来说构成危害。故障率高于高电平控制方式。
5.2）用三极管控制空调压缩机继电器采用高电平控制，一般没有保护电路，过流或短路都会损坏电路，即便有保护电路也极其复杂，而选择不加。
6.目前采用智能mos设计存在的问题：
7.1）智能低边mos能有效解决过流或短路问题，但是成本很高，高出三极管10倍价格，甚至更高。低电平控制继电器，依然存在短路时对汽车电瓶的危害，故障率高于高电平控制。
8.智能高边mos能有效解决过流或短路的问题，也能解决短路时对汽车电瓶的危害。但是成本高于低边智能mos，同样远高于三极管控制方式。


技术实现要素：

9.技术目的：针对现有技术中三极管控制故障率高、mos管控制成本高的缺陷，本实用新型公开了一种用于汽车空调控制器的压缩机继电器驱动电路，通过采用三极管实现继电器的驱动电路，成本低，此外本实用新型增加过流保护单元和硬件关断单元，防止高电平、低电平控制时出现短路、过流问题。
10.技术方案：为实现上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案。
11.一种用于汽车空调控制器的压缩机继电器驱动电路，包括信号触发单元、过流保护单元、控制输入单元、硬件关断单元和驱动输出单元；所述信号触发单元经过流保护单元与驱动输出单元连接，控制输入单元通过硬件关断单元与驱动输出单元连接。
12.优选地，所述信号触发单元包括三极管q3、电阻r1、电阻r2和电阻r3，三极管q3的集电极连接ts1信号，三极管q3的集电极通过电阻r1接5v电压，三极管q3的发射极接地，三极管q3的基极通过电阻r3接地。
13.优选地，所述过流保护单元包括三极管q2、电阻r4和电阻r5，三极管q2的集电极通过与电阻r2与三极管q3的基极连接，三极管q2的发射极接12v电压，三极管q2的基极通过电阻r5与三极管q2的发射极连接。
14.优选地，所述控制输入单元、硬件关断单元包括电阻r7、三极管q5、电阻r10和电阻r11，ctr控制信号通过电阻r7与三极管q5的集电极连接，三极管q5的发射极接地，三极管q5的基极通过电阻r11接地，三极管q5的基极通过电阻r10与三极管q2的集电极连接。
15.优选地，所述驱动输出单元包括三极管q4、三极管q1、二极管d1、电阻r6、电阻r8、电阻r9和电容c1，三极管q4的基极与三极管q5的集电极连接，三极管q4的发射极接地，三极管q4的基极通过电阻r8接地，三极管q4的集电极通过电阻r6与三极管q1的基极连接，三极管q1的基极通过电阻r4与三极管q2的发射极连接，三极管q1的发射极与三极管q2的基极连接，三极管q1的集电极通过电阻r9接地，三极管q1的集电极与二极管d1的负极端连接，二极管d1的正极端接地，三极管q1的集电极通过电容c1接地，三极管q1的集电极输出ac out（h）信号。
16.优选地，所述三极管q1为pnp型三极管，其型号为2sb1188bcq，三极管q2为pnp型三极管，三极管q3至三极管q5为npn型三极管，三极管q2至三极管q5的型号为mmbt5401。
17.有益效果：本实用新型通过采用三极管实现继电器的驱动电路，成本低，此外本实用新型增加过流保护单元和硬件关断单元，防止输出短路或过流问题带来的电路损坏。
附图说明
18.图1为本实用新型的电路结构示意图。
具体实施方式
19.以下结合附图和实施例对本实用新型的一种用于汽车空调控制器的压缩机继电器驱动电路做进一步的说明和解释。
20.实施例：
21.如附图1所示，一种用于汽车空调控制器的压缩机继电器驱动电路，包括信号触发单元、过流保护单元、控制输入单元、硬件关断单元和驱动输出单元；所述信号触发单元经过流保护单元与驱动输出单元连接，控制输入单元通过硬件关断单元与驱动输出单元连接。
22.所述信号触发单元包括三极管q3、电阻r1、电阻r2和电阻r3，三极管q3的集电极连接ts1信号，三极管q3的集电极通过电阻r1接5v电压，三极管q3的发射极接地，三极管q3的基极通过电阻r3接地。ts1信号与单片机中断口相连接，整个电路正常工作时，ts1信号始终为高电平，当ac out（h）输出短路或电流大于设定值，ts1信号为低电平，单片机中断口接收下降沿触发，去关断ctr控制信号。
23.所述过流保护单元包括三极管q2、电阻r4和电阻r5，三极管q2的集电极通过与电阻r2与三极管q3的基极连接，三极管q2的发射极接12v电压，三极管q2的基极通过电阻r5与三极管q2的发射极连接。
24.所述控制输入单元、硬件关断单元包括电阻r7、三极管q5、电阻r10和电阻r11，ctr控制信号通过电阻r7与三极管q5的集电极连接，三极管q5的发射极接地，三极管q5的基极通过电阻r11接地，三极管q5的基极通过电阻r10与三极管q2的集电极连接。ctr控制信号是来源单片机io输出信号。该信号控制ac out（h）输出开或关闭的指令。
25.所述驱动输出单元包括三极管q4、三极管q1、二极管d1、电阻r6、电阻r8、电阻r9和
电容c1，三极管q4的基极与三极管q5的集电极连接，三极管q4的发射极接地，三极管q4的基极通过电阻r8接地，三极管q4的集电极通过电阻r6与三极管q1的基极连接，三极管q1的基极通过电阻r4与三极管q2的发射极连接，三极管q1的发射极与三极管q2的基极连接，三极管q1的集电极通过电阻r9接地，三极管q1的集电极与二极管d1的负极端连接，二极管d1的正极端接地，三极管q1的集电极通过电容c1接地，三极管q1的集电极输出ac out（h）信号。ac out（h）信号用于控制继电器， ac out（h）输出高电平有效即控制继电器吸合，ac out（h）输出低电平，继电器断开。
26.所述三极管q1为pnp型三极管，其型号为2sb1188bcq，三极管q2为pnp型三极管，三极管q3至三极管q5为npn型三极管，三极管q2至三极管q5的型号为mmbt5401。
27.本实用新型通过采用三极管实现继电器的驱动电路，成本低，此外本实用新型增加过流保护单元和硬件关断单元，防止输出短路或过流问题带来的电路损坏。
28.本实用新型的工作原理为：本实用新型采用两个pnp型三极管和三个npn的三极管，外加一些电阻电容构成一种用于汽车空调控制器的压缩机继电器驱动电路，三极管q1为pnp管，集电极电流ic 2a，作为继电器控制的三极管，三极管q2为pnp型三极管，三极管q2压降vce为0.5v，过流保护单元中，通过电阻r5和三极管q2压降来实现，过流值（可以通过r5调整）为vce/r5，本实施例中，过流值=0.5v/0.4ω=1.25a， 电阻r5为400mω采用2512封装。
29.三极管q1用于控制输出ac out（h）信号。
30.三极管q4为npn型三极管，作为控制三极管q1的开或关。
31.三极管q3和三极管q5为npn三极管，作为软件和硬件保护部分，其中，三极管q3用作软件保护部分，三极管q5用作硬件保护部分，过流时三极管q3输出低电平，判断输入单片机采用中断口，下降升沿触发。关闭 ctr控制信号，三极管q5用于实现过流或短路时硬件关断输出功能。 ac out（h）输出短路或输出电流大于设定值，三极管q2会导通，进而三极管q3/三极管q5都会导通，三极管q3输出的ts1信号进单片机中断口触发，即给单片机输入触发信号，靠软件关闭ctr控制信号，三极管q5导通会拉低三极管q4基极电平，使其关断，三极管q1基极电平为高电平，不导通，输出关闭继电器。
32.信号触发单元：ac out（h）输出过流或短路时，三极管q2导通，三极管q3基极为高电平，三极管q3导通，ts1信号端口为低电平，同时进单片机中断口采用下降沿触发。关闭ctr控制信号，三极管q4和三极管q1都不导通，无输出，实现软件关断保护。
33.过流保护单元：利用三极管q2的集电极和发射极两端压降vce与电阻r5的比值来设定过流值；如果输出电流大于设定值，三极管q2导通，三极管q3导通，三极管q5也导通，三极管q3导通其输出信号进单片机中断口，靠软件去关闭ctr控制信号，而三极管q5导通是拉低三极管q4基极，使其关闭，三极管q1也关闭输出，实现硬件关断功能。
34.控制输入单元：单片机io口ctr控制信号输出高或低电平来控制三极管q4三极管。单片机io口输出高电平，三极管q4三极管导通，拉低三极管q1三极管基极，三极管q1导通，ac out（h）输出高电平驱动继电器。
35.硬件关断单元：利用输出电路电流大于设定值或短路，三极管q2导通，三极管q5基极为高电平，三极管q5导通拉低三极管q4基极电平，使其关断输出，三极管q1也会关断输出，实现硬件保护。
36.驱动单元：主要靠pnp型三极管q1来驱动继电器。
37.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。