一种带保护电路的车载电平输出电路的制作方法

文档序号:11663489阅读:206来源:国知局

本实用新型涉及车载电子技术领域,具体是一种带保护电路的车载电平输出电路。



背景技术:

随着汽车行业的不断发展,汽车电子也日新月异,对车载电子的要求也越来越高,除了具有较高的安全可靠性外,还追求低成本效益。

目前对于汽车电子中的电平输出电路,其保护方案主要采用以下几种方式实现:

方案一:采用限流电阻。该方案的优点是有电流输出,成本较低,缺点是为了让限流电阻能够限流,限流电阻的阻值一般很大,电路工作时会有较大的电流流过,从而产生较大的压降损耗。当电源出故障时,电路中有一个较大的电流存续,给汽车车载系统带来很大的负载,存在一定的安全隐患。

方案二:采用AD采样监控,通过MCU判断电源是否工作正常,是否关断电源。其优点是有电流输出,电源输出故障时,可以通过软件实时获知,关断可靠,但缺点是对MCU实时快速采样要求高,如果MCU响应较慢,软件出现异常,容易造成晶体管的烧毁。

方案三:电路中增加限流比较电路。其优点是电流有输出,电源发生故障时,通过限流比较电路可以使限制电流继续增大,提高安全性,但缺点是增加限流比较电路,成本有所增加,并且当电源发生故障时产生的较大电流,增加了车载仪表的功耗,需要配置较大功率的电源。

方案四:采用晶体管的集电极输出方式,用户端加上拉。该优点为成本较低,但不足之处为电路的灌入电流弱,当电流增大时,输出的低电平电压上升明显,进而影响电平的识别。

上述几种现有电路,均不同程度存在一定的不足,为了有效解决上述问题,发明人对此进行研究,本案由此而生。



技术实现要素:

基于上述现有技术的不足,本实用新型的目的是提供一种具有限流保护、低成本、防止反向电流的带保护电路的车载电平输出电路。

为了实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案为:

一种带保护电路的车载电平输出电路,包括电源输出使能电路、电平输出电路、电流反馈电路、防负压电路和电平使用端;所述电源输出使能电路包括与电源输出使能端连接的电阻R1,电平输出电路包括晶体管Q2,电流反馈电路包括晶体管Q1和电阻R3,防负压电路包括二极管D1,电平使用端包括与电源连接的电阻R5;电阻R1的一端连接电源输出使能端,另一端与晶体管Q2的基极相连,晶体管Q1的集电极与晶体管Q2的基极相连,晶体管Q1的基极与晶体管Q2的发射极相连后接地,晶体管Q1的发射极接地;晶体管Q2的集电极与电阻R3的一端相连,电阻R3的另一端与二极管D1的阴极相连后再与电平使用端相连,二极管D1的阳极接地。

所述电源输出使能电路还包括电阻R2,电阻R2的一端跨接于电阻R1和晶体管Q1集电极之间,电阻R2的另一端接地。

所述晶体管Q1的基极与接地端之间还连接有电阻R4。

本实用新型提供的车载电平输出电路与现有技术相比,采用灌入式电流设计,用简单有效的限流电路实现了限流保护,且限流电路对输出电平影响很小,几乎可以忽略不计,不但具有成本低、响应速度快、电路功耗低以及安全可靠性更高的优点,而且产品电源本身不需要有较强过载能力,可以进一步降低电源的设计成本。

以下通过附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述。

附图说明:

图1为本实用新型的电路结构示意图。

具体实施方式:

结合图1所示,本实用新型提供的一种带保护电路的车载电平输出电路,包括电源输出使能电路、电平输出电路、电流反馈电路、防负压电路和电平使用端。其中,电源输出使能电路包括与电源输出使能端连接的电阻R1,电平输出电路包括晶体管Q2,电流反馈电路包括晶体管Q1和电阻R3,防负压电路包括二极管D1,电平使用端包括与电源连接的电阻R5。电阻R1的一端连接电源输出使能端,另一端分别连接电阻R2、晶体管Q2的基极以及晶体管Q1的集电极,即晶体管Q1的集电极与晶体管Q2的基极相连;电阻R2的另外一端与晶体管Q1的发射极相连后接地,晶体管Q1的基极与晶体管Q2的发射极相连后通过电阻R4接地;晶体管Q2的集电极与电阻R3的一端相连,电阻R3的另一端与二极管D1的阴极相连后再与电平使用端相连,二极管D1的阳极接地。

具有上述结构的车载电平输出电路的工作原理为:

当需要对外输出高电平时,给电源对外输出使能端输出一个低电平,电平输出电路中的晶体管Q2被截止,将电平使用端的电源上拉,就可以输出高电平。

当需要对外输出低电平时,给电源对外输出使能端输出一个高电平,电平输出电路中的晶体管Q2被导通后即可输出低电平。此时,电路中的电流增大,电流反馈电路中电阻R3的电压上升,当R3的电压达到晶体管Q1控制端的导通电压时(如0.7V),电流反馈电路中的晶体管Q1导通,晶体管Q2就被截止。

上述电路中的防负压电路中的二极管D1,可以有效将汽车上频发的负脉冲和负电压信号干扰阻挡在外部,减少了对电路正常工作的干扰,进一步增加了电路的安全可靠性。

而本实用新型中的电流反馈电路结构并不使用限流电阻,因此可以将该电平输出电路的灌入电流设计得很大,其产生的压降功耗可以忽略不计,不会对车载仪表电源产生影响。因此,可以根据晶体管Q1的导通电压来对电阻R3的阻值进行调准,设计所需要的灌入电流大小,从而起到理想的限流保护目的。与现有方案比较,本实用新型用较低的成本实现了更加安全可靠的目的。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制,本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换,只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围,均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

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