高边驱动输出电路的制作方法

本技术涉及电路领域，特别地，涉及高边输出驱动电路技术。

背景技术：

1、已知电路设计领域中，当电源给电子设备供电时，在设备的内部电路中需要对一些电路模块进行上电时序先后的控制，或者需要对一些电路模块的电源的通断进行控制，或者在为外接设备提供电源时需要控制其开启/关断等。

2、智能驾驶底层驱动的控制器产品会和很多的外设相互连接，如imu(inertialmeasurement unit，惯性测量单元)模块、声光警示装置、激光雷达、轮速计模块、温度采集模块等。在给电路模块和外设供电时不仅要控制电路的上下电，还要考虑电路在短路情况下驱动电路应能立即切断，保护电路避免出现发热、击穿损坏、起火等危险。同时还要能保证负载在切换电源供电后快速泄放掉负载模块供电线上的残压，为下次快速启动提供可靠的电源稳定性。此外，也要考虑电路启动瞬间负载对电源供电的要求。

3、现有技术的电路设计中，目前使用的短路保护电路一般为电流检测ic，大多数不带快速放电功能，且结构复杂、价格昂贵。

4、此外，现有技术的短路保护电路只起到了短路保护和开关控制功能，但不能降低电路模块或者外设在启动瞬间对电源供电的要求，并且无法提供对电源线快速放电的功能。

5、因此，设计一种电路可以实现支持快速放电的高边驱动输出、并降低启动瞬间对电源能力的要求和具备断电后快速放电的能力是有益的。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的至少一种问题，本实用新型提供了一种高边驱动输出电路，包括：

2、信号输入端，接收输入信号，所述输入信号为高电平或低电平，

3、输出模块，包括与供电电源连接的第一开关器件以及与接地端连接的第二开关器件，第一开关器件和第二开关器件通过输出端连接，

4、开关控制模块，连接于信号输入端和输出模块之间，

5、其中，输出模块还包括与第一开关器件连接的短路保护模块，在流过第一开关器件的电流超出预设值时关闭第一开关器件，

6、第一开关器件和第二开关器件由开关控制模块根据输入信号的高电平或低电平状态控制通断，使得：

7、输入信号为高电平时输出模块输出与供电电源相同的电压信号，输入信号由高电平转为低电平时输出模块不输出信号且高边驱动输出电路通过导通的第二开关器件放电。

8、本实用新型提供的电路能够解决控制器电路内部模块和外部设备上电瞬时输出电流过冲问题，并且能够快速泄放电路上残压，因此无论面对的是故障导致的断电情形还是需要切换电源的情形，都能保证在快速上电时输出的电源电压稳定可靠，尤其是能够保证对后续电源供电的稳定。

9、在本实用新型的一些实施方式中，短路保护模块可包括保护器件、限流电阻和电流采样电阻，所述保护器件选自三极管。

10、在本实用新型的一些实施方式中，开关控制模块可包括第三开关器件和第一分压电路。

11、在本实用新型的一些实施方式中，第一分压电路包括一端与信号输入端连接、另一端接地的串联电阻，其中，串联电阻中两个电阻的连接端与第三开关器件的控制端连接。

12、在本实用新型的一些实施方式中，第三开关器件可通过第二分压电路使所述第一开关器件导通。

13、在本实用新型的一些实施方式中，第三开关器件可以是三极管。

14、在本实用新型的一些实施方式中，所述第二分压电路可包括一端与供电电源连接、另一端通过第三开关器件接地的串联电阻，其中，串联电阻中两个电阻的连接端与第一开关器件的控制端连接。

15、在本实用新型的一些实施方式中，保护器件可以使用三极管。

16、在本实用新型的一些实施方式中，第一开关器件、第二开关器件和第三开关器件选自mos场效应晶体管或三极管，其中，第一开关器件和第二开关器件可以互补。

17、在本实用新型的一些实施方式中，第三开关器件可以采用npn型三极管。在此情况下，第三开关器件的发射极接地，集电极与所述第二分压电路连接。

18、在本实用新型的一些实施方式中，保护器件可以采用pnp三极管，第一开关器件可以采用pmos场效应晶体管。在这种情况下，保护器件的集电极与第一开关器件的栅极连接，保护器件的发射极与供电电源连接，保护器件的基极与限流电阻的一端连接，而限流电阻的另一端与第一开关器件的源极连接，并通过电流采用电阻与供电电源连接。此外，第二开关器件可以采用nmos场效应晶体管。此时，第二开关器件的栅极与第三开关器件的集电极、分压电阻的一端相连，而分压电阻的另一端接地，第二开关器件的漏极通过另外的电阻与输出端连接。

19、在本实用新型的一些实施方式中，电路还可以包括缓启动控制模块，该缓启动控制模块的一端与所述第一开关器件的控制端连接，另一端与电路输出端连接。

20、该实施方式在第三开关器件开启时，可以起到增大第一开关器件导通时间，降低负载对电源的瞬时冲击的作用。

21、在本实用新型的一些实施方式中，上述缓启动控制模块可以为电容。

22、在本实用新型的一些实施方式中，电路的输出模块还可以包括二极管，该二极管的正极与第一开关器件连接，负极与第二开关器件连接。该实施方式可以防止信号输出端与外部短路时损坏供电电源。

23、本实用新型提供的高边驱动输出电路，通过特定的电路结构设计，在为外接设备和模块供电从而控制外设的上下电时，对该电路进行了过流保护设计，使得该电路在过流情况下能立即切断，同时在切换电源供电后实现了快速泄放掉外接的负载模块供电线上的残压，有效地保证了对上电有要求的电路模块在快速切换开关时的电源稳定性。这样使得高边输出具有确保负载模块能够正常启动及关机、且该高边驱动输出电路所连接的设备可以不受电源开通和关闭切换的影响的作用，适用性广泛。

技术特征：

1.一种高边驱动输出电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高边驱动输出电路，其特征在于，短路保护模块包括保护器件、限流电阻和电流采样电阻，所述保护器件选自三极管。

3.根据权利要求1所述的高边驱动输出电路，其特征在于，所述输出模块还包括缓启动控制模块，所述缓启动控制模块的一端与所述第一开关器件的控制端连接，另一端与电路输出端连接。

4.根据权利要求1所述的高边驱动输出电路，其特征在于，开关控制模块包括第三开关器件和第一分压电路。

5.根据权利要求4所述的高边驱动输出电路，其特征在于，所述第一分压电路包括一端与信号输入端连接、另一端接地的串联电阻，其中，串联电阻中两个电阻的连接端与第三开关器件的控制端连接。

6.根据权利要求5所述的高边驱动输出电路，其特征在于，第三开关器件为三极管。

7.根据权利要求4所述的高边驱动输出电路，其特征在于，所述第三开关器件通过第二分压电路使所述第一开关器件导通。

8.根据权利要求7所述的高边驱动输出电路，其特征在于，所述第二分压电路包括一端与所述供电电源连接、另一端通过第三开关器件接地的串联电阻，其中，串联电阻中两个电阻的连接端与第一开关器件的控制端连接。

9.根据权利要求7或8所述的高边驱动输出电路，其特征在于，所述第一开关器件、第二开关器件和第三开关器件选自mos场效应晶体管或三极管，其中，第一开关器件和第二开关器件互补。

10.根据权利要求9所述的高边驱动输出电路，其特征在于，所述第三开关器件为npn型三极管，其中，第三开关器件的发射极接地，集电极与所述第二分压电路连接。

11.根据权利要求10所述的高边驱动输出电路，其特征在于，保护器件为pnp三极管，第一开关器件是pmos场效应晶体管，第二开关器件是nmos场效应晶体管，

12.根据权利要求3所述的高边驱动输出电路，其特征在于，所述缓启动控制模块包括电容。

13.根据权利要求1所述的高边驱动输出电路，其特征在于，所述输出模块还包括二极管，所述二极管的正极与第一开关器件连接，负极与第二开关器件连接。

技术总结
本技术公开了一种高边驱动输出电路，包括：信号输入端，接收输入信号；输出模块，包括与供电电源连接的第一开关器件以及与接地端连接的第二开关器件，第一开关器件和第二开关器件通过输出端连接；开关控制模块，连接于信号输入端和输出模块之间；其中，输出模块还包括与第一开关器件连接的短路保护模块，短路保护模块在流过第一开关器件的电流超出预设值时关闭第一开关器件；第一开关器件和第二开关器件由开关控制模块根据输入信号的高电平或低电平状态控制通断，使得：输入信号为高电平时输出模块输出与供电电源相同的电压信号，输入信号由高电平转为低电平或高阻态时输出模块不输出信号且高边驱动输出电路通过导通的第二开关器件放电。

技术研发人员：田跃龙,马江涛,刘汝涛,陈志名
受保护的技术使用者：武汉智行者科技有限公司
技术研发日：20221107
技术公布日：2024/1/12