上下电驱动电路及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及电子技术领域，特别涉及一种上下电驱动电路及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在通信系统中，为了提高电能利用率，需要对通信系统中的通信电源进行电源管理，以将该通信电源的电能有效分配给通信系统中的不同负载。在进行电源管理时，可以通过对不同负载进行上下电，实现对不同负载的电能分配，而对不同负载进行上下电可以通过上下电驱动电路来实现。其中，对不同负载进行上下电是指对不同负载进行上电或下电，且对负载进行上电指对该负载进行供电，对负载进行下电指断开对该负载的供电。
[0003]目前，提供了一种上下电驱动电路，如图1所示，该上下电驱动电路包括:负载1、接触器2、继电器3、继电器驱动电路4、金属氧化物半导体(英文:Metal OxideSemi conductor，简称:M0S)管5和MOS管驱动电路6。负载I的一端与外接电源的正极连接，负载I的另一端与接触器2的常闭触点2a连接，接触器2的常开触点2b与外接电源的负极连接，接触器2中的线圈的一端与外接电源的正极连接，接触器2中的线圈的另一端与继电器3的常闭触点3a连接，而继电器3与MOS管5串联连接，且继电器3的常开触点3b与MOS管5的漏极d连接，继电器驱动电路4并联在继电器3中的线圈的两端，MOS管驱动电路6并联在MOS管5的栅极g和源极s之间，MOS管5的源极s与外接电源的负极连接。另外，当通过该上下电驱动电路进行上下电驱动时，通过继电器驱动电路4控制继电器3的闭合或断开，并通过MOS管驱动电路6控制MOS管5的导通或关闭，从而控制接触器2的闭合或断开，以对负载I进行上电或下电。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:由于接触器2体积较大，且继电器3和MOS管5需要不同的驱动电路来控制，因此导致该上下电驱动电路的整体体积较大。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中上下电驱动电路整体体积较大的问题，本发明实施例提供了一种上下电驱动电路及其控制方法。所述技术方案如下:
[0006]第一方面，提供了一种上下电驱动电路，所述上下电驱动电路包括:负载、开关电路、继电器和单源驱动电路，所述单源驱动电路为控制所述开关电路和所述继电器的驱动电路；
[0007]所述负载的一端与第一外接电源的正极连接，所述开关电路的第一输入端和所述继电器的常开触点分别与所述负载的另一端连接，所述开关电路的输出端和所述继电器的常闭触点分别与所述第一外接电源的负极连接；
[0008]所述继电器中的线圈的一端与第二外接电源的正极连接，所述单源驱动电路的第一输入端与所述第二外接电源的正极连接，所述继电器中的线圈的另一端与所述单源驱动电路的第二输入端连接；
[0009]所述单源驱动电路的第一输出端与所述开关电路的第二输入端连接，所述单源驱动电路的第二输出端与所述开关电路的输出端连接，所述单源驱动电路的第三输出端与所述第二外接电源的负极连接；
[0010]其中，所述第一外接电源和所述第二外接电源共负极，当接通所述第二外接电源时，所述单源驱动电路用于控制所述开关电路导通和控制所述继电器闭合，以对所述负载进行上电；当断开所述第二外接电源时，所述单源驱动电路用于控制所述继电器断开和控制所述开关电路关闭，以对所述负载进行下电，所述第二外接电源用于向所述单源驱动电路和所述继电器提供电能。
[0011]需要说明的是，在本发明实施例中，开关电路和继电器被同一驱动电路控制，因此，可以将该驱动电路称为单源驱动电路。
[0012]在本发明实施例中，当通过该上下电驱动电路对负载进行上电时，接通第二外接电源，从而通过单源驱动电路控制开关电路导通，控制继电器闭合，以对负载进行上电。而当通过该上下电驱动电路对负载进行下电时，断开第二外接电源，从而通过单源驱动电路控制继电器断开，控制开关电路关闭，以对负载进行下电。本发明实施例中不需要使用接触器，只需通过开关电路和继电器就可以对负载进行上下电，该开关电路和该继电器被同一单源驱动电路控制，且不需手动控制，因此，减小了上下电驱动电路的整体体积，提高上下电驱动电路的智能化程度。
[0013]结合第一方面，在上述第一方面的第一种可能的实现方式中，所述单源驱动电路包括:第一驱动模块和第二驱动模块；
[0014]所述第一驱动模块的输入端与所述第二外接电源的正极连接，所述第一驱动模块的第一输出端与所述开关电路的第二输入端连接，所述第一驱动模块的第二输出端与所述开关电路的输出端连接；
[0015]所述第一驱动模块的第三输出端与所述第二驱动模块的第一输入端连接，所述第二驱动模块的第二输入端与所述继电器中的线圈的另一端连接，所述第二驱动模块的输出端与所述第二外接电源的负极连接；
[0016]其中，所述第一驱动模块的第三输出端处具有稳压特性。
[0017]在本发明实施例中，可以基于第一驱动模块的第三输出端处的稳压特性，实现对负载进行上电时，先控制开关电路导通，再控制继电器闭合，对负载进行下电时，先控制继电器断开，再控制开关电路关闭，从而可以避免该继电器闭合或者断开瞬间电弧的产生，实现对该继电器闭合或者断开时的灭弧，避免对该继电器的损坏。且本发明实施例中不需要通过额外的控制器，仅通过纯硬件就可以实现在上下电驱动时对开关电路和继电器的时序控制，简化了电路结构，降低了电路成本。
[0018]结合第一方面的第一种可能的实现方式，在上述第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一驱动模块包括:第一二极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一稳压管、第一三极管、第二三极管和第三三极管；
[0019]所述第一二极管的阳极与所述第二外接电源的正极连接，所述第一二极管的阴极与所述第一电阻的一端连接，所述第一稳压管的正极、所述第二电阻的一端、所述第二三极管的集电极、所述第三三极管的集电极和所述开关电路的第二输入端分别与所述第一电阻的另一端连接；
[0020]所述第一稳压管的负极与所述第三电阻的一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极和所述第二电阻的另一端分别与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与所述第三三极管的基极连接；
[0021]所述第一三极管的发射极和所述第三三极管的发射极分别与所述开关电路的输出端连接。
[0022]在本发明实施例中，第一二极管的单向导电性可以有效避免第二外接电源反接时对单源驱动电路中的组件造成损坏，且基于第二稳压管的稳压特性，可以实现对负载进行上电时，先控制开关电路导通，再控制继电器闭合，对负载进行下电时，可以先控制继电器断开，再控制开关电路关闭，从而避免该继电器闭合或者断开瞬间电弧的产生，实现对该继电器闭合或者断开时的灭弧，避免对该继电器的损坏。另外，本发明实施例中不需要通过额外的控制器，仅通过纯硬件就可以实现在上下电驱动时对开关电路和继电器的时序控制，简化了电路结构，降低了电路成本。
[0023]结合第一方面的第二种可能的实现方式，在上述第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第一驱动模块还包括第一电容；
[0024]所述第一电容并联在所述第一三极管的集电极与发射极之间。
[0025]在本发明实施例中，接通第二外接电源时，第一电容的两个极板上可以积累电荷，从而延缓第一稳压管的导通时间，进一步确保在对负载进行上电时，第二驱动模块在开关电路导通后，才可以驱动继电器闭合，而断开第二外接电源时，第一电容可以通过之前积累的电荷在短时间内进行放电，为第一驱动模块提供电流，使第一驱动模块可以在短时间内继续驱动开关电路导通，从而进一步保证了对负载进行下电时，在继电器断开后，第一驱动模块才可以驱动开关电路关闭，有效避免该继电器闭合或者断开瞬间电弧的产生，实现对该继电器闭合或者断开时的灭弧，避免对该继电器的损坏。
[0026]结合第一方面的第一种可能的实现方式至第一方面的第三种可能的实现方式中任一可能的实现方式，在上述第一方面的第四种可能的实现方式中，所述第二驱动模块包括:第四电阻、第四三极管、第五三极管和第二二极管；
[0027]所述第四电阻的一端与所述第一稳压管的负极连接，所述第四电阻的另一端与所述第四三极管的基极连接，所述第四三极管的发射极与所述第五三极管的基极连接，所述第五三极管的发射极与所述第二二极管的阳极连接，所述第二二极管的阴极与所述第二外接电源的负极连接；
[0028]所述第四三极管的集电极和所述第五三极管的集电极分别与所述继电器中的线圈的另一端连接。
[0029]在本发明实施例中，第二二极管的单向导电性可以有效避免第二外接电源反接时对单源驱动电路中的组件造成损坏。
[0030]结合第一方面至第一方面的第四种可能的实现方式中任一可能的实现方式，在上述第一方面的第五种可能的实现方式中，所述开关电路包括:第一金属氧化物半导体MOS管；
[0031]所述第一MOS管的漏极与所述负载的另一端连接，所述第一 MOS管的栅极与所述单源驱动电路的第一输出端连接，所述单源驱动电路的第二输出端和所述第一外接电源的负极分别与所述第一 MOS管的源极连接。
[0032]在本发明实施例中，在第一MOS管导通后，闭合继电器，由于该继电器和第一MOS管并联，因此，第一外接电源的一部分电流可以经过第一 MOS管流向第一外接电源的负极，第一外接电源的另一部分电流可以经过继电器流向第一外接电源的负极，从而减小第一 MOS管中流过的电流，降低第一 MOS管导通时内部产生的热量，避免烧毁第一 MOS管。
[0033]结合第一方面的第五种可能的实现方式，在上述第一方面的第六种可能的实现方式中，所述开关电路还包括第二MOS管；
[0034]所述第二MOS管的栅极与所述第一 MOS管的栅极连接，所述第二 MOS管的源极和所述单源驱动电路的第二输出端分别与所述第一 MOS管的源极连接，所述第二 MOS管的漏极与所述第一外接电源的负极连接。
[0035]在本发明实施例中，将第二MOS管反向串联在第一MOS管上，此时，第二MOS管中的体二极管也反向串联在第一 MOS管中的体二极管上，从而当第一外接电源反接时，第一 MOS管和第二 MOS管中的体二极管均处于逆向截止状态，开关电路的导通与关闭依旧被单源驱动电路控制，有效避免了第一外接电源反接时，单源驱动电路对开关电路的控制失效。另夕卜，由于第一 MOS管和第二 MOS管的耐压值较高，因此，当第一外接电源反接导致电路电压升高时，第一 MOS管和第二 MOS管可以分担较大的电压，使负载分担的电压较小，从而避免第一外接电源反接时对负载造成损坏。再者，由于第一MOS管和第二MOS管为反向串联，所以，开关电路中的电流既可以经过第一 MOS管流入第二 MOS管，也可以经过第二 MOS管流入第一 MOS管，因此，可以实现双向上下电驱动。
[0036]结合第一方面的第五种可能的实现方式或者第一方面的第六种可能的实现方式，在上述第一方面