可实现过温度保护的H桥驱动电路以及电气系统的制作方法

本申请涉及h桥驱动电路技术领域，具体而言，本申请涉及一种可实现过温度保护的h桥驱动电路以及电气系统。

背景技术：

在现有的h桥驱动电路中，h桥电路中开关器件的驱动电压，由驱动芯片、二极管和电容组成的自举电路提供。自举电路中的二极管的第一端与预设电压端电连接，二极管的第一端和电容的第一端与都与驱动芯片的电压输入端电连接，电容的第一端与连个开关器件的串联节点电连接。上述形式的自举电路向开关器件提供驱动电压时，需要设置充放电时间，致使驱动芯片所接收的pwm（脉冲宽度调制）信号的占空比无法达到100%，不能持续地为二极管充电；而且，pwm信号的频率需要与自举电路相匹配，若频率低时占空比过高，则易导致开关器件被关断。

另外，在现有的h桥驱动电路会根据需要设置温度检测模块，温度检测模块用于检测受控电器的温度。温度检测模块通常与驱动芯片电连接，将检测到的温度信息发送至驱动芯片，驱动芯片根据温度信息来控制开关器件的通断，从而实现对受控电器的过温度保护的功能。然而，在原有的h桥驱动电路增加温度检测模块需要对h桥驱动电路做较大的改变，也会增加驱动芯片本身算法的复杂度。

技术实现要素：

本申请针对现有方式的缺点，提出一种可实现过温度保护的h桥驱动电路以及电气系统，用以同时解决上述的多个技术缺陷。

第一方面，本申请实施例提供了一种可实现过温度保护的h桥驱动电路，包括第一驱动芯片、第二驱动芯片、控制信号调节电路、稳压输出电路、温度检测电路和h桥电路；

稳压输出电路的输出端，分别与第一驱动芯片的第一电压输入端和第二驱动芯片的第一电压输入端电连接，用于提供预设电压；

温度检测电路具有温度传感器，温度传感器设置于受控电器的发热部件上，用于检测受控电器的温度；温度检测电路的输出端与稳压输出电路的一个信号输入端电连接，温度检测电路用于根据温度传感器检测到的温度信息，输出相应的温控信号以控制稳压输出电路开始或停止提供预设电压；

控制信号调节电路的输出端，分别与第一驱动芯片的信号输入端和第二驱动芯片的信号输入端电连接，控制信号调节电路用于根据初始信号输出开关控制信号；

第一驱动芯片的信号输出端、第二驱动芯片的信号输出端，分别与h桥电路的上桥臂、下桥臂电连接，用于根据开关控制信号控制上桥臂和下桥臂中的开关器件的通断；

上桥臂的输出端和下桥臂的输出端，用于与受控电器电连接，向受控电器供电。

在本申请的一个实施例中，温度检测电路还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一比较器、第一与门芯片和微控制器；

第一电阻与温度传感器串联；第一电阻与温度传感器的串联节点，与第一比较器的第一信号输入端电连接；

第二电阻与第三电阻串联；第二电阻与第三电阻的串联节点，与第一比较器的第二信号输入端电连接；

第一比较器的信号输出端与第一与门芯片的第一信号输入端电连接，微控制器的输出端与第一与门芯片的第二信号输入端电连接；

第一与门芯片的输出端作为温度检测电路的输出端，与稳压输出电路的一个信号输入端电连接。

在本申请的一个实施例中，温度检测电路还包括第四电阻和第五电阻；

第一电阻与温度传感器的串联节点，通过第四电阻与第一比较器的第一信号输入端电连接；

第二电阻与第三电阻的串联节点，通过第五电阻与第一比较器的第二信号输入端电连接。

在本申请的一个实施例中，稳压输出电路为独立于h桥电路的升压电路、独立于h桥电路的充放电电路或独立于h桥电路的自举电路。

在本申请的一个实施例中，稳压输出电路包括升压芯片、及依次串联的第一电感、第一二极管、第六电阻和第七电阻；

升压芯片的第一端、第一电感的一端以及第七电阻的一端，都与电源连接；升压芯片的第三端，与第一电感和第一二极管的串联节点电连接；升压芯片的第四端，与第六电阻和第七电阻的串联节点电连接；

第一二极管和第六电阻的串联节点作为稳压输出电路的输出端，分别与第一驱动芯片的第一电压输入端和第二驱动芯片的第一电压输入端电连接；

升压芯片的使能信号输入端作为稳压输出电路的一个信号输入端，与温度检测电路的输出端电连接。

在本申请的一个实施例中，第一驱动芯片的信号输出端包括第一信号输出端、第二信号输出端和浮动电源偏置端，上桥臂包括第一开关器件和第二开关器件，第一开关器件的第二端与第二开关器件的第一端串联；

第一驱动芯片的第一信号输出端与第一开关器件的控制端电连接，第一驱动芯片的浮动电源偏置端与第一开关器件和第二开关器件的串联节点电连接，第一驱动芯片的第二信号输出端与第二开关器件的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，h桥驱动电路还包括第一稳压管，第一稳压管的正极端与第一开关器件的第二端电连接，第一稳压管的负极端与第一开关器件的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，h桥驱动电路还包括第二稳压管，第二稳压管的正极端与第二开关器件的第二端电连接，第二稳压管的负极端与第二开关器件的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，第二驱动芯片的信号输出端包括第一信号输出端、第二信号输出端和浮动电源偏置端，下桥臂包括第三开关器件和第四开关器件，第三开关器件的第二端与第四开关器件的第一端串联；

第二驱动芯片的第一信号输出端与第三开关器件的控制端电连接，第二驱动芯片的浮动电源偏置端与第三开关器件和第四开关器件的串联节点电连接，第二驱动芯片的第二信号输出端与第四开关器件的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，h桥驱动电路还包括第三稳压管，第三稳压管的正极端与第三开关器件的第二端电连接，第三稳压管的负极端与第三开关器件的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，h桥驱动电路还包括第四稳压管，第四稳压管的正极端与第四开关器件的第二端电连接，第四稳压管的负极端与第四开关器件的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，控制信号调节电路包括第一至第四与非门芯片；初始信号包括第一类初始信号和第二类初始信号；

第一与非门芯片的第一信号输入端与第一电压端电连接，第一与非门芯片的第二信号输入端用于接收第一类初始信号，第一与非门芯片的输出端与第三与非门芯片的第一信号输入端电连接；

第二与非门芯片的第一信号输入端、第二信号输入端，分别用于接收第一类初始信号、第二类初始信号；第二与非门芯片的输出端，分别与第四与非门芯片的第二信号输入端、第二驱动芯片的第一信号输入端电连接；

第三与非门芯片的第二信号输入端用于接收第二类初始信号；第三与非门芯片的输出端，分别与第四与非门芯片的第一信号输入端、第一驱动芯片的第一信号输入端电连接；

第四与非门芯片的输出端，分别与第一驱动芯片的第二信号输入端、第二驱动芯片的第二信号输入端电连接。

在本申请的一个实施例中，h桥驱动电路还包括旁路电路，旁路电路包括旁路芯片和第一电容；

旁路芯片的电压输入端和第一电容的第一端，与第一电压端电连接；第一电容的第二端与参考电压端电连接，且参考电压端的电压小于第一电压端的电压。

第二方面，本申请实施例提供了一种电气系统，包括受控电器、以及本申请实施例提供的可实现过温度保护的h桥驱动电路；

在h桥驱动电路的h桥电路中，上桥臂的输出端和下桥臂的输出端，与受控电器电连接，用于向受控电器供电。

在本申请的一个实施例中，受控电器包括半导体制冷器；上桥臂的输出端与半导体制冷器的第一连接端电连接，下桥臂的输出端与半导体制冷器的第二连接端电连接。

本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下有益效果：

在本申请实施例中，第一驱动芯片和第二驱动芯片可以接收控制信号调节电路发送的开关控制信号，该开关控制信号中包括pwm信号。稳压输出电路代替了现有的自举电路的功能，由于稳压输出电路的输出端仅与第一驱动芯片的第一电压输入端和第二驱动芯片的第一电压输入端电连接，在受控电器的温度未超过阈值温度的情况下，稳压输出电路能够向第一驱动芯片和第二驱动芯片提供稳定的预设电压，这就避免了现有的自举电路对开关器件的导通与关断的限制，从而实现h桥电路可以受任意占空比和任意频率pwm信号控制，当在100%占空比pwm信号驱动h桥电路时，可以快速提高受控电器的功率，当低频率（≤1hz）pwm信号驱动h桥电路时，可以避免影响受控电器的使用寿命。而且，相比于自举电路的方式，稳压输出电路与驱动芯片的连接方式更加简洁。

另外，温度检测电路无需与驱动芯片电连接（第一驱动芯片和第二驱动芯片），而是直接与稳压输出电路电连接。温度检测电路可以根据温度传感器检测到的温度信息向稳压输出电路输出相应的温控信号，当受控电器的温度超过阈值温度时，稳压输出电路可以停止向驱动芯片输出预设电压，进而将h桥电路中的开关器件关断，实现对受控电器的过温度保护的功能。上述温度检测电路与驱动芯片连接方式无需对原有的h桥驱动电路做较大的改变，同时又简化了驱动芯片算法的复杂度。

综上所述，本申请提供的可实现过温度保护的h桥驱动电路，在无需对原有的h桥驱动电路做较大的改变的情况下，既可以有效地避免了现有的自举电路对开关器件的导通与关断的限制，又可以避免因增加温度检测模块而导致驱动芯片算法过于复杂度的问题，兼顾了至少两种实际需求。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例提供的一种可实现过温度保护的架构图；

图2是本申请实施例提供的温度检测电路的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的温度传感器与受控电器的一种连接示意图；

图4是本申请实施例提供的比较器u5的信号端关系的示意图；

图5是本申请实施例提供的与门芯片u6的信号端关系的示意图；

图6是本申请实施例提供的一种稳压输出电路的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的与非门芯片的信号端关系示意图；

图8是本申请实施例提供的第一驱动芯片和第二驱动芯片的一种内部结构图；

图9是本申请实施例提供一种电气系统的架构图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语），具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

首先对说明书或说明书附图中可能涉及到的英文简称做简单的解释：

mos：metaloxidesemiconductor，场效应晶体管。

igbt：insulatedgatebipolartransisto，绝缘栅双极型晶体管。

tec：thermoelectriccooler，半导体致冷器。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

本申请实施例提供了一种可实现过温度保护的h桥驱动电路（以下简称h桥驱动电路），如图1和图2所示，h桥驱动电路包括稳压输出电路3、第一驱动芯片1、第二驱动芯片2、控制信号调节电路4和h桥电路5和温度检测电路6。

稳压输出电路3的输出端，分别与第一驱动芯片1的第一电压输入端和第二驱动芯片2的第一电压输入端电连接，用于提供预设电压。

温度检测电路6具有温度传感器p2，温度传感器p2设置于受控电器的发热部件上，用于检测受控电器的温度；温度检测电路6的输出端与稳压输出电路3的一个信号输入端电连接，温度检测电路6用于根据温度传感器p2检测到的温度信息，输出相应的温控信号以控制稳压输出电路3开始或停止提供预设电压。

控制信号调节电路4的输出端，分别与第一驱动芯片1的信号输入端和第二驱动芯片2的信号输入端电连接，控制信号调节电路4用于根据初始信号输出开关控制信号。

第一驱动芯片1的信号输出端、第二驱动芯片2的信号输出端，分别与h桥电路5的上桥臂、下桥臂电连接，用于根据开关控制信号控制上桥臂和下桥臂中的开关器件的通断。

上桥臂的输出端和下桥臂的输出端，用于与受控电器p1电连接，向受控电器p1供电。

h桥电路5能否开启工作受稳压输出电路3控制，当稳压输出电路3开始提供预设电压时，第一驱动芯片1和第二驱动芯片2能够驱动h桥电路5正常工作；当稳压输出电路3停止提供预设电压时，第一驱动芯片1和第二驱动芯片2能够停止驱动h桥电路5工作。

稳压输出电路3是否提供预设电压受温度检测电路6控制，当温度检测电路6向稳压输出电路输出高电平时，稳压输出电路3开始提供预设电压；当温度检测电路6向稳压输出电路输出低电平时，稳压输出电路3停止提供预设电压。

在本申请实施例提供的可实现过温度保护的h桥驱动电路中，温度检测电路6采用了温度传感器p2，如图3所示，温度传感器p2与受控电器p1贴紧，温度传感器p2可以检测受控电器p1的温度并反馈温度对应的电压，温度检测电路6将温度传感器p2反馈的电压与预期的保护温度电压比较，得到相应的控制信号，控制h桥电路5的开启和关断，从而达到预期的过温度保护功能。

本申请实施例提供的可实现过温度保护的h桥驱动电路，可以应用在具有受控电器p1电气系统中。第一驱动芯片1和第二驱动芯片2可以接收控制信号调节电路4发送的开关控制信号，该开关控制信号中包括pwm信号。稳压输出电路3代替了现有的自举电路的功能，由于稳压输出电路3的输出端仅与第一驱动芯片1的第一电压输入端和第二驱动芯片2的第一电压输入端电连接，在受控电器p1的温度未超过阈值温度的情况下，稳压输出电路3能够向第一驱动芯片1和第二驱动芯片2提供稳定的预设电压，这就避免了现有的自举电路对开关器件的导通与关断的限制，从而实现h桥电路可以受任意占空比和任意频率pwm信号控制，当在100%占空比pwm信号驱动h桥电路时，可以快速提高受控电器p1的功率，当低频率（≤1hz）pwm信号驱动h桥电路时，可以避免影响受控电器p1的使用寿命。而且，相比于自举电路的方式，稳压输出电路3与驱动芯片的连接方式更加简洁。

另外，温度检测电路6无需与驱动芯片电连接（第一驱动芯片1和第二驱动芯片2），而是直接与稳压输出电路3电连接。温度检测电路6可以根据温度传感器p2检测到的温度信息向稳压输出电路3输出相应的温控信号，当受控电器p1的温度超过阈值温度时，稳压输出电路3可以停止向驱动芯片输出预设电压，进而将h桥电路中的开关器件关断，实现对受控电器p1的过温度保护的功能。上述温度检测电路6与稳压输出电路3连接方式无需对原有的h桥驱动电路做较大的改变，同时又简化了驱动芯片算法的复杂度。

综上所述，本申请提供的可实现过温度保护的h桥驱动电路，在无需对原有的h桥驱动电路做较大的改变的情况下，既可以有效地避免了现有的自举电路对开关器件的导通与关断的限制，又可以避免因增加温度检测模块而导致驱动芯片算法过于复杂度的问题，兼顾了至少两种实际需求。

本申请实施例提供的h桥驱动电路的过温度保护的实现过程，将在后续的实施例中做进一步的介绍。

在本申请的一个实施例中，温度检测电路6还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一比较器、第一与门芯片和微控制器61。

第一电阻与温度传感器p2串联；第一电阻与温度传感器p2的串联节点，与第一比较器的第一信号输入端电连接。第二电阻与第三电阻串联；第二电阻与第三电阻的串联节点，与第一比较器的第二信号输入端电连接。第一比较器的信号输出端与第一与门芯片的第一信号输入端电连接，微控制器61的输出端与第一与门芯片的第二信号输入端电连接。第一与门芯片的输出端作为温度检测电路6的输出端，与稳压输出电路的一个信号输入端电连接。

以图2为例，第一电阻为电阻r9，第二电阻为电阻r15，第三电阻为电阻r16，第一比较器为比较器u5。电阻r9的一端与电压端vref电连接，电阻r9的另一端与温度传感器p2的一端电连接，温度传感器p2的另一端与参考电压端gnd电连接。电阻r15的一端与电压端vref电连接，电阻r15的另一端与电阻r16的一端电连接，电阻r16的另一端与参考电压端gnd电连接。

比较器u5的电压输入端与一个电源端电连接，以图2为例，比较器u5的电压输入端与电压为3.3v的电源端vcc电连接。比较器u5的电压输出端与参考电压端电连接。

比较器u5的信号端关系的示意图如图4所示，a1端为与比较器u5的第一信号输入端，b1端为比较器u5的第二信号输入端，y1端为比较器u5的信号输出端，c1端为比较器u5的电压输入端，d1端为比较器u5的电压输出端。

应当说明的是，比较器u5的第二信号输入端的电压大于第一信号输入端的电压时，比较器u5的信号输出端输出高电平（如3.3v），其他情况下比较器u5的信号输出端输出低电平（如0v）。

如图2所示，第一与门芯片为与门芯片u6，与门芯片u6的信号端关系的示意图如图5所示，a2端为与与门芯片u6的第一信号输入端，b2端为与门芯片u6的第二信号输入端，y2端为与门芯片u6的信号输出端。

应当说明的是，与门芯片u6的第一信号输入端和第二信号输入端都为高电平（如3.3v）时，与门芯片u6的信号输出端输出高电平（如3.3v）；其他情况下与门芯片u6的信号输出端输出低电平（如0v）。

应当说明的是，附图中的两个电压端vref可以是指同一个电压端，也可以是两个独立的电压端。电压端vref的电压值可以根据实际的设计需要而定，例如电压端vref的电压值可以为2.5v。

可选地，附图中的多个参考电压端gnd可以是同一个电压端，也可以是多个独立的电压端。参考电压端gnd的电压值可以根据实际的设计需要而定，例如参考电压端gnd可以是接地端。

可选地，温度传感器p2为铂热电阻（pt1000）。当然，温度传感器p2也可以是为其他类型。

在本申请的一个实施例中，温度检测电路6还包括第四电阻和第五电阻。第一电阻与温度传感器p2的串联节点，通过第四电阻与第一比较器的第一信号输入端电连接。第二电阻与第三电阻的串联节点，通过第五电阻与第一比较器的第二信号输入端电连接。

以图2为例，第四电阻为电阻r11，第五电阻为电阻r14。电阻r9与温度传感器p2的串联节点，通过电阻r11与比较器u5的第一信号输入端（符号-所指的一端）电连接；电阻r15与电阻r16的串联节点，通过电阻r14与比较器u5的第二信号输入端（符号+所指的一端）电连接。

在本申请的一个实施例中，温度检测电路6还包括电容c6和电阻r10。电容c6的一端与比较器u5的电压输入端电连接，电容c6的另一端与参考电压端gnd电连接。电阻r10的一端与一个电源端电连接，以图2为例，电阻r10的一端与电压为3.3v的电源端vcc电连接；电阻r10的另一端与第一比较器的信号输出端电连接。

在本申请的一个实施例中，温度检测电路6还包括电阻r13，电阻r13的一端与微控制器61的输出端电连接，电阻r13的另一端与参考电压端gnd电连接。

在本申请的一个实施例中，稳压输出电路3为独立于h桥电路5的升压电路、独立于h桥电路5的充放电电路或独立于h桥电路5的自举电路。

可选地，当稳压输出电路3为独立于h桥电路5的升压电路时，稳压输出电路3包括升压芯片、及依次串联的第一电感、第一二极管、第六电阻和第七电阻。

升压芯片的第一端、第一电感的一端以及第七电阻的一端，都与电源连接；升压芯片的第三端，与第一电感和第一二极管的串联节点电连接；升压芯片的第四端，与第六电阻和第七电阻的串联节点电连接；

第一二极管和第六电阻的串联节点作为稳压输出电路3的输出端，分别与第一驱动芯片1的第一电压输入端和第二驱动芯片2的第一电压输入端电连接。

升压芯片的使能信号输入端作为稳压输出电路的一个信号输入端，与温度检测电路6的输出端电连接。

如图6所示，升压芯片为dcdc升压芯片u4。图6中的dcdc升压芯片u4的型号为ap3015。当然，在能够满足dcdc升压芯片u4功能的前提下，dcdc升压芯片u4也可以采用其它型号的升压芯片。升压芯片的第一端为dcdc升压芯片u4的vin端，升压芯片的第三端为dcdc升压芯片u4的sw端，升压芯片的第四端为dcdc升压芯片u4的fb3端，dcdc升压芯片u4的vin端与3.3v的电源电连接。升压芯片的使能信号输入端即为dcdc升压芯片u4的shnd端。

第一电感为电感l1，第一二极管为二极管d5，第六电阻为电阻r7，第七电阻为电阻r8。电感l1的一端与3.3v的电源电连接，电感l1的另一端与二极管d5的正极端电连接，二极管d5的负极端与电阻r7的一端电连接，电阻r7的另一端与电阻r8的一端电连接，电阻r8的另一端与3.3v的电源电连接。二极管d5和电阻r7的串联节点，作为稳压输出电路3的输出端，分别与第一驱动芯片1的第一电压输入端和第二驱动芯片2的第一电压输入端电连接。

可选地，稳压输出电路3还包括二极管d4。dcdc升压芯片u4的shnd端和vin端，以及电阻r8的另一端，通过二极管d4与3.3v的电源电连接。具体地，稳压输出电路3还包括二极管d4，二极管d4的正极端与3.3v的电源电连接。dcdc升压芯片u4的shnd端和vin端，以及电阻r8的另一端，都与二极管d4的负极端电连接。

可选地，稳压输出电路3还包括电容c4。电阻r8的另一端，依次通过电容c4和二极管d4与3.3v的电源电连接。具体地，电阻r8的另一端与电容c4的一端电连接，电容c4的另一端与二极管d4的负极端电连接。

可选地，稳压输出电路3还包括电容c5。电容c5的一端，与二极管d5和电阻r7的串联节点电连接；电容c5的另一端与电阻r8的另一端电连接。

应当说明的是，在满足能够输出预设电压的前提下，升压电路还可以采用其他结构。当稳压输出电路3为独立于h桥电路5的充放电电路或独立于h桥电路5的自举电路时，在满足能够输出预设电压的前提下，本申请对充放电电路和自举电路的具体结构不做限制。

本申请实施例提供的可实现过温度保护的h桥驱动电路应用在电气系统中时，既能够实现过高温保护功能，又能够实现过低温保护功能。

过高温保护功能的意义在于：避免受控电器p1因温度超过阈值温度而被损坏。

本领域的技术人员可以理解，在实验条件下，当受控电器p1的温度远低于室温时（如受控电器p1的温度小于5℃），受控电器p1的表面会形成冷凝水，且时间越久冷凝水越多，这增加了产品内部的零件损坏的风险。因此，过低温保护功能的意义在于：避免因受控电器p1的表面形成较多冷凝水而导致产品内部的零件损坏。

受控电器p1的阈值温度为可以根据实际的设计需要而定。控电器p1的温度超过阈值温度，既可以表示受控电器p1的温度高于阈值温度，也可以表示受控电器p1的温度低于阈值温度。

例如，对于用于实现过高温保护功能的h桥驱动电路，受控电器p1的阈值温度可以设置为120℃，当受控电器p1的温度高于120℃时，即确定受控电器p1的温度超过阈值温度。对于用于实现过低温保护功能的h桥驱动电路，受控电器p1的阈值温度可以设置为10℃，当受控电器p1的温度低于10℃时，即确定受控电器p1的温度超过阈值温度。

下面以一个具体实例，来简述当h桥驱动电路用于实现过高温保护功能时的工作过程：

首先需要说明的是，在本申请实施例中，预设电压可以为34v。dcdc升压芯片u4的shnd端电压大于0.9v时，向第一驱动芯片1的第一电压输入端和第二驱动芯片2的第一电压输入端提供34v的电压，使得第一驱动芯片1和第二驱动芯片2能够驱动h桥电路5正常工作；dcdc升压芯片u4的shnd端电压小于0.9v时，向第一驱动芯片1的第一电压输入端和第二驱动芯片2的第一电压输入端提供3v的电压，使得第一驱动芯片1和第二驱动芯片2停止驱动h桥电路5工作。

假设受控电器p1的阈值温度为120℃，当受控电器p1达到阈值温度时，温度传感器p2的温度为119.3℃，温度传感器p2的阻值为1460.68ω。电阻r9的阻值为10kω，电阻r14的阻值为24kω，电阻r15阻值为3.5kω，比较器u5的第一信号输入端的电压vin-为0.318129v，比较器u5的第二信号输入端的电压vin+为0.318182v，此时比较器u5的第一信号输入端的电压和第二信号输入端的电压可以看做是相等；当受控电器p1的温度大于120℃导致温度传感器p2的温度大于119.3℃时，比较器u5的第一信号输入端的电压大于第二信号输入端的电压；当受控电器p1的温度大于120℃导致温度传感器p2的温度小于119.3℃时，比较器u5的第一信号输入端的电压小于第二信号输入端的电压。

根据比较器u5的原理可知，温度传感器p2的温度小于119.3℃时，比较器u5的第一信号输入端的电压vin-小于第二输入端的电压vin+，比较器u5的信号输出端输出高电平3.3v，若微控制器61也输出高电平3.3v，与门芯片u6的信号输出端向dcdc升压芯片u4的shnd端电压输出高电平3.3v；此时dcdc升压芯片u4的shnd端电压大于0.9v，dcdc升压芯片向第一驱动芯片1的第一电压输入端和第二驱动芯片2的第一电压输入端提供34v的电压，使得第一驱动芯片1和第二驱动芯片2能够驱动h桥电路5正常工作。

温度传感器p2的温度大于119.3℃时，比较器u5的第一信号输入端的电压vin-大于第二输入端的电压vin+，比较器u5的信号输出端输出低电平0v，无论微控制器61是输出高电平3.3v还是低电平0v，与门芯片u6的信号输出端都会向dcdc升压芯片u4的shnd端电压输出低电平0v；此时dcdc升压芯片u4的shnd端电压小于0.9v，dcdc升压芯片u4向第一驱动芯片1的第一电压输入端和第二驱动芯片2的第一电压输入端提供3.3v的电压，使得第一驱动芯片1和第二驱动芯片2停止驱动h桥电路5工作。

也就是说，当受控电器p1的温度大于阈值温度时，dcdc升压芯片u4关断，驱动芯片u2和驱动芯片u3的vb端的电压为3.3v，当驱动芯片u2和驱动芯片u3的ho端输出高电平时，对应的电压也为3.3v，结合h桥电路5的原理可知，此时第一开关器件q1和第三开关器件q3无法导通，h桥电路5是关断的，即h桥电路5停止工作。

在本申请的一个实施例中，第一驱动芯片1的信号输出端包括第一信号输出端、第二信号输出端和浮动电源偏置端，上桥臂包括第一开关器件q1和第二开关器件q2，第一开关器件q1的第二端与第二开关器件q2的第一端串联。

第一驱动芯片1的第一信号输出端与第一开关器件q1的控制端电连接，第一驱动芯片1的浮动电源偏置端与第一开关器件q1和第二开关器件q2的串联节点电连接，第一驱动芯片1的第二信号输出端与第二开关器件q2的控制端电连接。

可选地，第一开关器件q1和第二开关器件q2可以为三极管、mos管和igbt管中的至少一种。图1中第一开关器件q1和第二开关器件q2均为n沟道mos管。

第一开关器件q1的控制端为n沟道mos管的门极，第一开关器件q1的第一端为n沟道mos管的漏极，第一开关器件q1的第二端为n沟道mos管的源极。

第二开关器件q2的控制端为n沟道mos管的门极，第二开关器件q2的第一端为n沟道mos管的漏极，第二开关器件q2的第二端为n沟道mos管的源极。

第一开关器件q1的第一端与电压为24v的电源端电连接；第一开关器件q1的第二端与第二开关器件q2的第一端电连接，作为第一开关器件q1和第二开关器件q2的串联节点；第二开关器件q2的第二端与参考电压端gnd_m电连接。

以图1为例，第一驱动芯片1为驱动芯片u2。图1中的驱动芯片u2是型号为ir2104的半桥驱动芯片。当然，在能够满足第一驱动芯片1功能的前提下，驱动芯片u2也可以采用其它型号的半桥驱动芯片。第一驱动芯片1的第一电压输入端，为驱动芯片u2的vb3端；第一驱动芯片1的第一信号输出端，为驱动芯片u2的ho端；第一驱动芯片1的浮动电源偏置端，为驱动芯片u2的vs端；第一驱动芯片1的第二信号输出端，为驱动芯片u2的lo端。

驱动芯片u2的vb3端与稳压输出电路3的输出端电连接。可选地，h桥驱动电路还包括电阻r2。驱动芯片u2的vb3端通过电阻r2与稳压输出电路3的输出端电连接。

驱动芯片u2的ho端与第一开关器件q1的控制端电连接。可选地，h桥驱动电路还包括电阻r1。驱动芯片u2的ho端通过电阻r1与第一开关器件q1的控制端电连接。

驱动芯片u2的vs端与第一开关器件q1和第二开关器件q2的串联节点电连接。

驱动芯片u2的lo端与第二开关器件q2的控制端电连接。可选地，h桥驱动电路还包括电阻r3。驱动芯片u2的lo端通过电阻r3与第二开关器件q2的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，驱动芯片u2还具有vcc端和com端。驱动芯片u2的vcc端与电压为12v的电源电连接。驱动芯片u2的com端与参考电压端gnd电连接。

可选地，h桥驱动电路还包括电容c2。驱动芯片u2的vcc端还通过电容c2，与参考电压端gnd电连接。

在本申请的一个实施例中，h桥驱动电路还包括第一稳压管d1，第一稳压管d1的正极端与第一开关器件q1的第二端电连接，第一稳压管d1的负极端与第一开关器件q1的控制端电连接。

第一稳压管d1可以确保第一开关器件q1的控制端和第二端之间的电压vgs不超过阈值电压（如12v），起到保护第一开关器件q1的作用。

在本申请的一个实施例中，h桥驱动电路还包括第二稳压管d2，第二稳压管d2的正极端与第二开关器件q2的第二端电连接，第二稳压管d2的负极端与第二开关器件q2的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，第二驱动芯片2的信号输出端包括第一信号输出端、第二信号输出端和浮动电源偏置端，下桥臂包括第三开关器件q3和第四开关器件q4，第三开关器件q3的第二端与第四开关器件q4的第一端串联；

第二驱动芯片2的第一信号输出端与第三开关器件q3的控制端电连接，第二驱动芯片2的浮动电源偏置端与第三开关器件q3和第四开关器件q4的串联节点电连接，第二驱动芯片2的第二信号输出端与第四开关器件q4的控制端电连接。

可选地，第三开关器件q3和第四开关器件q4可以为三极管、mos管和igbt管中的至少一种。图1中第三开关器件q3和第四开关器件q4均为n沟道mos管。

第三开关器件q3的控制端为n沟道mos管的门极，第三开关器件q3的第一端为n沟道mos管的漏极，第三开关器件q3的第二端为n沟道mos管的源极。

第四开关器件q4的控制端为n沟道mos管的门极，第四开关器件q4的第一端为n沟道mos管的漏极，第四开关器件q4的第二端为n沟道mos管的源极。

第三开关器件q3的第一端与电压为24v的电源端电连接；第三开关器件q3的第二端与第四开关器件q4的第一端电连接，作为第三开关器件q3和第四开关器件q4的串联节点；第四开关器件q4的第二端与参考电压端gnd_m电连接。

以图1为例，第二驱动芯片2为驱动芯片u3。图1中的驱动芯片u3是型号为ir2104的半桥驱动芯片。当然，在能够满足第二驱动芯片2功能的前提下，驱动芯片u3也可以采用其它型号的半桥驱动芯片。第二驱动芯片2的第一电压输入端，为驱动芯片u3的vb3端；第二驱动芯片2的第一信号输出端，为驱动芯片u3的ho端；第二驱动芯片2的浮动电源偏置端，为驱动芯片u3的vs端；第二驱动芯片2的第二信号输出端，为驱动芯片u3的lo端。

驱动芯片u3的vb3端与稳压输出电路3的输出端电连接。可选地，h桥驱动电路还包括电阻r5。驱动芯片u3的vb3端通过电阻r5与稳压输出电路3的输出端电连接。

驱动芯片u3的ho端与第三开关器件q3的控制端电连接。可选地，h桥驱动电路还包括电阻r4。驱动芯片u3的ho端通过电阻r4与第三开关器件q3的控制端电连接。

驱动芯片u3的vs端与第三开关器件q3和第四开关器件q4的串联节点电连接。

驱动芯片u3的lo端与第四开关器件q4的控制端电连接。可选地，h桥驱动电路还包括电阻r6。驱动芯片u3的lo端通过电阻r6与第四开关器件q4的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，驱动芯片u3还具有vcc端和com端。驱动芯片u3的vcc端与电压为12v的电源电连接。驱动芯片u3的com端与参考电压端gnd电连接。

可选地，h桥驱动电路还包括电容c3。驱动芯片u3的vcc端还通过电容c3，与参考电压端gnd电连接。

在本申请的一个实施例中，h桥驱动电路还包括第三稳压管d3，第三稳压管d3的正极端与第三开关器件q3的第二端电连接，第三稳压管d3的负极端与第三开关器件q3的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，h桥驱动电路还包括第四稳压管d6，第四稳压管d6的正极端与第四开关器件q4的第二端电连接，第四稳压管d6的负极端与第四开关器件q4的控制端电连接。

在本申请的一个实施例中，控制信号调节电路4包括第一与非门芯片u1a、第二与非门芯片u1b、第三与非门芯片u1c和第四与非门芯片u1d。初始信号包括第一类初始信号和第二类初始信号。

第一与非门芯片u1a的第一信号输入端与第一电压端电连接，第一与非门芯片u1a的第二信号输入端用于接收第一类初始信号，第一与非门芯片u1a的输出端与第三与非门芯片u1c的第一信号输入端电连接。

第二与非门芯片u1b的第一信号输入端、第二信号输入端，分别用于接收第一类初始信号、第二类初始信号；第二与非门芯片u1b的输出端，分别与第四与非门芯片u1d的第二信号输入端、第二驱动芯片2的第一信号输入端电连接。

第三与非门芯片u1c的第二信号输入端用于接收第二类初始信号；第三与非门芯片u1c的输出端，分别与第四与非门芯片u1d的第一信号输入端、第一驱动芯片1的第一信号输入端电连接。

第四与非门芯片u1d的输出端，分别与第一驱动芯片1的第二信号输入端、第二驱动芯片2的第二信号输入端电连接。

第一与非门芯片u1a、第二与非门芯片u1b、第三与非门芯片u1c和第四与非门芯片u1d的信号端关系的示意图如图7所示，a3端为与非门芯片的第一信号输入端，b3端为与非门芯片的第二信号输入端，y3端为与非门芯片的输出端。第一电压端为电压为3.3v的电源端。

可选地，上述四个与非门芯片的信号可以为74hc00。当然，与非门芯片也可以为其它型号。本领域的技术人员可以理解，在与非门芯片中，当a3端和b3端的输入信号都为高电平时，y3端输出信号为低电平；其他情况下y3端输出信号为高电平。

以图1为例，第一驱动芯片1为驱动芯片u2。第一驱动芯片1的第一信号输入端，为驱动芯片u2的in端；第一驱动芯片1的第二信号输入端，为驱动芯片u2的sd端。第二驱动芯片2为驱动芯片u3。

第二驱动芯片2的第一信号输入端，为驱动芯片u3的in端；第二驱动芯片2的第二信号输入端，为驱动芯片u3的sd端。

应当说明的是，第一类初始信号为mode信号，第二类初始信号为pwm信号。若受控电器p1为tec（半导体制冷器），则第一类初始信号为tec_mode信号，第二类初始信号为tec_pwm信号。

在本申请的一个实施例中，如图1所示，h桥驱动电路还包括旁路电路7，旁路电路7包括旁路芯片和第一电容。

旁路芯片的电压输入端和第一电容的第一端，与第一电压端电连接；第一电容的第二端与参考电压端电连接，且参考电压端的电压小于第一电压端的电压。

以图1为例，旁路芯片为芯片u1e，旁路芯片的电压输入端为芯片u1e的vcc端。第一电容为电容c1。第一电压端为电压为3.3v的电源端。

在本申请实施例中，第一电容可以作为旁路电容，可以将高频信号旁路到参考电压端gnd，避免高频信号进入各与非门芯片。

应当说明的是，驱动芯片u2和驱动芯片u3的结构和工作原理是相同的。以驱动芯片u2为例，驱动芯片u2内部结构如图8所示。为方便叙述，用“1”表示逻辑高电平，用“0”表示逻辑低电平。

驱动芯片u2中各端的输入信号和输出信号的逻辑关系，可以用表1表示。

表1

当sd端的输入为1时，驱动芯片u2和驱动芯片u4正常工作，ho端的输出与in端一致，lo端的输出in相反；当sd端的输入0时，驱动芯片u2和驱动芯片u4关断，ho端和lo端的输出都为0，与in端无关。当驱动芯片u2输出高电平时，34v的电源端通过电阻r2和电阻r1连接到第一开关器件q1的控制端。此时，第一稳压管d1可以确保第一开关器件q1的控制端和第二端之间的电压vgs不超过阈值电压（如12v），起到保护第一开关器件q1的作用。当然，第三稳压管d3也可以对第三开关器件q3起到相同的作用。

对于h桥电路5，本领域的技术人员可以理解，第一开关器件q1和第四开关器件q4可以形成一个通路，第二开关器件q2和第三开关器件q3可以形成另一个通路。上述两个通路可以同时为关断状态，或者其中一个通路关断而另一个通路导通。

上述两个通路不可以同时导通。具体地，为避免同一个桥臂中的两个开关器件因为开关控制信号翻转而发生同时导通，可以设置的一个保护时间（死区时间）。驱动芯片u2和驱动芯片u3可以自动控制死区时间，因而可以保证in端输出的信号翻转时，第一开关器件q1和第二开关器件q2（或第三开关器件q3和第四开关器件q4）不会同时导通。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种电气系统，如图9所示，电气系统包括受控电器p1、以及本申请实施例提供的可实现过温度保护的h桥驱动电路。

在h桥驱动电路的h桥电路5中，上桥臂的输出端和下桥臂的输出端，与受控电器p1电连接，用于向受控电器p1供电。

本申请实施例提供的电气系统，与前面的各实施例具有相同的发明构思及相同的有益效果，该电气系统中未详细示出的内容可参照前面的各实施例，在此不再赘述。

在本申请的一个实施例中，受控电器p1包括半导体制冷器。上桥臂的输出端与半导体制冷器的第一连接端电连接，下桥臂的输出端与半导体制冷器的第二连接端电连接。

下面以一个具体实例来简述申请实施例提供的电气系统的工作过程，该工作过程处于第一驱动芯片1和第二驱动芯片2能够驱动h桥电路5正常工作的状态。

假设一个tec_pwm信号的周期为1秒，占空比为50%。则tec_pwm信号的前半周期（前0.5秒）为低电平0，后半周期（后0.5秒）为高电平1。

当tec_mode信号=0时：

在tec_pwm信号的前半周期，第一与非门芯片u1a、第二与非门芯片u1b和第三与非门芯片u1c都输出高电平1，第四与非门芯片u1d输出低电平0；驱动芯片u2的ho端和lo端，以及驱动芯片u3的ho端和lo端都输出低电平0；第一开关器件q1、第二开关器件q2、第三开关器件q3和第四开关器件q4都为关断状态；半导体制冷器处于未工作状态，既不致热也不致冷。

在tec_pwm信号的后半周期，第一与非门芯片u1a、第二与非门芯片u1b和第四与非门芯片u1d都输出高电平1，第三与非门芯片u1c输出低电平0；驱动芯片u2的ho端输出低电平0，驱动芯片u2的lo端输出高电平1，驱动芯片u2的ho端输出高电平1，驱动芯片u2的lo端输出低电平0；第一开关器件q1和第四开关器件q4都为关断状态，第二开关器件q2和第三开关器件q3为导通状态；半导体制冷器致热。

由此可见，当tec_mode信号=0时，仅通过调节tec_pwm信号的占空比的大小能控制半导体制冷器的致热时间的长短，从而达到精确加热的目的。

当tec_mode=1时：

在tec_pwm信号的前半周期，在tec_pwm信号的前半周期，第一与非门芯片u1a和第四与非门芯片u1b都输出低电平0，第二与非门芯片u1b和第三与非门芯片u1c都输出高电平1；驱动芯片u2的ho端和lo端，以及驱动芯片u3的ho端和lo端都输出低电平0；第一开关器件q1、第二开关器件q2、第三开关器件q3和第四开关器件q4都为关断状态；半导体制冷器处于未工作状态，既不致热也不致冷。

在tec_pwm信号的后半周期，第一与非门芯片u1a和第二与非门芯片u1b都输出低电平0，第三与非门芯片u1c和和第四与非门芯片u1d都输出高电平1；驱动芯片u2的ho端输出高电平1，驱动芯片u2的lo端输出低电平0，驱动芯片u3的ho端输出低电平0，驱动芯片u3的lo端输出高电平1；第一开关器件q1和第四开关器件q4都为导通状态，第二开关器件q2和第三开关器件q3为关断状态；半导体制冷器致冷。

由此可见，当tec_mode信号=1时，仅通过调节tec_pwm信号的占空比的大小能控制半导体制冷器的致冷时间的长短，从而达到精确致冷的目的。

在本申请实施例提供的电气系统中，第一驱动芯片1和第二驱动芯片2可以接收控制信号调节电路4发送的开关控制信号，该开关控制信号中包括pwm信号。稳压输出电路3代替了现有的自举电路的功能，由于稳压输出电路3的输出端仅与第一驱动芯片1的第一电压输入端和第二驱动芯片2的第一电压输入端电连接，在受控电器p1的温度未超过阈值温度的情况下，稳压输出电路3能够向第一驱动芯片1和第二驱动芯片2提供稳定的预设电压，这就避免了现有的自举电路对开关器件的导通与关断的限制，从而实现h桥电路可以受任意占空比和任意频率pwm信号控制，当在100%占空比pwm信号驱动h桥电路时，可以快速提高受控电器p1的功率，当低频率（≤1hz）pwm信号驱动h桥电路时，可以避免影响受控电器p1的使用寿命。而且，相比于自举电路的方式，稳压输出电路3与驱动芯片的连接方式更加简洁。

另外，温度检测电路6无需与驱动芯片电连接（第一驱动芯片1和第二驱动芯片2），而是直接与稳压输出电路3电连接。温度检测电路6可以根据温度传感器p2检测到的温度信息向稳压输出电路3输出相应的温控信号，当受控电器p1的温度超过阈值温度时，稳压输出电路3可以停止向驱动芯片输出预设电压，进而将h桥电路中的开关器件关断，实现对受控电器p1的过温度保护的功能。上述温度检测电路6与稳压输出电路3连接方式无需对原有的h桥驱动电路做较大的改变，同时又简化了驱动芯片算法的复杂度。

综上所述，本申请提供的可实现过温度保护的电气系统，在无需对原有的h桥驱动电路做较大的改变的情况下，既可以有效地避免了现有的自举电路对开关器件的导通与关断的限制，又可以避免因增加温度检测模块而导致驱动芯片算法过于复杂度的问题，兼顾了至少两种实际需求。

应该说明的是，上述内容以及说明书附图中涉及的电压值、电阻值和电容值等，可以根据实际需要修改为其他值，本申请并不对上述电压值、电阻值和电容值的限定。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。