上下电驱动电路及其控制方法_3

文档序号:9790341阅读:来源:国知局
电路的整体体积,提高上下电驱动电路的智能化程度。
[0085]还需要说明的是,负载7可以包括蓄电池、通信设备等设备,本发明实施例对此不做具体限定。
[0086]另外,第一外接电源和第二外接电源用于向该上下电驱动电路提供电能,且第一外接电源用于向负载7提供电能,第二外接电源用于向单源驱动电路10和继电器9提供电能,第二外接电源提供的电能用于导通开关电路8以及闭合继电器9。
[0087]参见图10,该单源驱动电路10包括:第一驱动模块1A和第二驱动模块10B;
[0088]第一驱动模块1A的输入端1a与第二外接电源的正极连接,第一驱动模块1A的第一输出端1c与开关电路8的第二输入端8b连接,第一驱动模块1A的第二输出端1d与开关电路8的输出端8c连接;第一驱动模块1A的第三输出端1f与第二驱动模块1B的第一输入端1g连接,第二驱动模块1B的第二输入端1b与继电器9中的线圈的另一端连接,第二驱动模块1B的输出端1e与第二外接电源的负极连接;其中,第一驱动模块1A的第三输出端I Of处具有稳压特性。
[0089]其中,在接通第二外接电源时,第二外接电源的电流流入第一驱动模块10A,通过第一驱动模块1A的第一输出端1c驱动开关电路8导通,而由于第一驱动模块1A的第三输出端I Of处具有稳压特性,该稳压特性可以确保第一驱动模块1A的第三输出端I Of输出电压的时间晚于第一输出端I Oc输出电压的时间,因此,通过第一驱动模块1A的第一输出端1c输出的电压驱动开关电路8导通的时间早于驱动继电器9导通的时间,也即是,可以基于第一驱动模块1A的第三输出端1f处的稳压特性,在开关电路8导通后,将第二外接电源的电流通过第一驱动模块1A的第三输出端1f流入第二驱动模块10B,并通过第二驱动模块1B驱动继电器9闭合。而在断开第二外接电源时,断开第二驱动模块1B中流入的电流,以将继电器9断开,由于第一驱动模块1A的第三输出端处1f的稳压特性可以确保第一驱动模块1A的第三输出端1f断开电压的时间早于第一输出端1c断开电压的时间,因此,继电器9断开的时间早于开关电路8关闭的时间,也即是,可以基于第一驱动模块1A的第三输出端1f处的稳压特性,在继电器9断开后,断开第一驱动模块1A中流入的电流,以将开关电路8关闭。
[0090]如图4所示,由于第一驱动模块1A的第三输出端1f处具有稳压特性,因此,在接通第二外接电源的t8时刻,第一驱动模块1A的第一输出端1c输出的电压可以驱动开关电路8导通,之后,第一驱动模块1A基于该稳压特征在T8时间段内稳定自身电压,而由于第二外接电源的电流需要通过第一驱动模块1A的第三输出端1f流入第二驱动模块1B,因此,在第一驱动模块1A驱动开关电路8导通TI时间段后的t9时刻,第二驱动模块1B中才会有电流流入,进而第二驱动模块1B才能驱动继电器9闭合。而在断开第二外接电源的tlO时亥丨J,第二驱动模块1B无电流流入,继电器9断开,由于第一驱动模块1A的第三输出端1f处具有稳压特性,因此,在断开第二外接电源时,第一驱动模块1A可以基于该稳压特性在T9时间段内维持自身电压,从而维持开关电路8导通,而在T9时间段后的t4时刻,第一驱动模块1A中无电流存在,开关电路8关闭。
[0091 ]在本发明实施例中,对负载7进行上电时,可以先控制开关电路8导通,再控制继电器9闭合,由于该开关电路8与该继电器9并联,所以,在该开关电路8处于导通状态时闭合该继电器9,该继电器9属于零电压闭合,因此,避免了该继电器9闭合瞬间电弧的产生,实现了对该继电器9闭合时的灭弧,避免了对该继电器9的损坏。而对负载7进行下电时,可以先控制继电器9断开,再控制开关电路8关闭,由于该开关电路8与该继电器9并联,所以,在该开关电路8处于导通状态时断开该继电器9,该继电器9属于零电压断开,因此,避免了该继电器9断开瞬间电弧的产生,实现了对该继电器9断开时的灭弧,避免了对该继电器9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8和继电器9的时序控制,简化了电路结构,降低了电路成本。
[0092]参见图5,该第一驱动模块1A包括:第一二极管Dl、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一稳压管D2、第一三极管Ql、第二三极管Q2和第三三极管Q3;
[0093]第一二极管Dl的阳极与第二外接电源的正极连接,第一二极管Dl的阴极与第一电阻Rl的一端连接,第一稳压管D2的正极、第二电阻R2的一端、第二三极管Q2的集电极、第三三极管Q3的集电极和开关电路的第二输入端I b分别与第一电阻R2的另一端连接;第一稳压管D2的负极与第三电阻R3的一端连接,第三电阻R3的另一端与第一三极管Ql的基极连接,第一三极管Ql的集电极和第二电阻R2的另一端分别与第二三极管Q2的基极连接,第二三极管Q2的发射极与第三三极管Q3的基极连接;第一三极管Ql的发射极和第三三极管Q3的发射极分别与开关电路8的输出端8c连接。
[0094]其中,接通第二外接电源时,第二外接电源的电流经过第一二极管Dl和第一电阻Rl流入开关电路8,向开关电路8提供电压,以导通开关电路8。而导通开关电路8后,第一稳压管D2两端的电压短时间内达到反向击穿电压,使第一稳压管D2导通,此时,第二外接电源的电流可以经过第一驱动模块1A流入第二驱动模块1B,向第二驱动模块1B提供电压,使第二驱动模块1B驱动继电器9闭合。
[0095]而断开第二外接电源时,第二驱动模块1B中无电流流入,继电器9断开,而在断开第二外接电源时,第一稳压管D2会在短时间内维持自身两端电压不变,从而可在断开第二外接电源后的短时间内为第一驱动模块1A提供电压,使第一驱动模块1A可以在短时间内继续驱动开关电路8导通,在第一稳压管D2不能再维持自身两端电压后,第一驱动模块1A中无电流存在,开关电路8关闭。
[0096]需要说明的是,由于第一二极管Dl具有单向导电性,即电流只能从第一二极管Dl的阳极流向阴极,因此,当第二外接电源反接时,第一二极管Dl不导通,第二外接电源的电流无法流入单源驱动电路10中,从而可以有效避免第二外接电源反接时对单源驱动电路10中的组件造成损坏。
[0097]进一步地,参见图6,该第一驱动模块1A还包括第一电容Cl,第一电容Cl并联在第一三极管Ql的集电极与发射极之间。
[0098]其中,第一电容Cl与第二电阻R2可以组成RC充放电电路,在接通第二外接电源时,第二外接电源通过第二电阻R2向第一电容Cl充电,第一电容Cl的两个极板上积累电荷,从而可以延缓第一稳压管D2达到反向击穿电压的时间,进而延缓第一稳压管D2的导通时间,进一步确保了在对负载7进行上电时,第二驱动模块1B在开关电路8导通后,才可以驱动继电器9闭合,有效避免了继电器9闭合瞬间电弧的产生,实现了对该继电器9闭合时的灭弧,避免了对该继电器9的损坏。
[0099]而在断开第二外接电源时,第一电容Cl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1A提供电流,使第一驱动模块1A可以在短时间内继续驱动开关电路8导通,从而进一步保证了对负载7进行下电时,在继电器9断开后,第一驱动模块1A才可以驱动开关电路8关闭,有效避免了该继电器9断开瞬间电弧的产生,实现了对该继电器9断开时的灭弧,避免了对该继电器9的损坏。
[0100]参见图5,该第二驱动模块1B包括:第四电阻R4、第四三极管Q4、第五三极管Q5和第二二极管D3;
[0101]第四电阻R4的一端与第一稳压管D2的负极连接,第四电阻R4的另一端与第四三极管Q4的基极连接,第四三极管Q4的发射极与第五三极管Q5的基极连接,第五三极管Q5的发射极与第二二极管D3的阳极连接,第二二极管D3的阴极与第二外接电源的负极连接;第四三极管Q4的集电极和第五三极管Q5的集电极分别与继电器9中的线圈的另一端连接。
[0102]其中,当通过第二驱动模块1B驱动继电器9闭合时,接通第二外接电源,第二外接电源的电流经过第一驱动模块1A流入第二驱动模块10B,为第二驱动模块1B中第四三极管Q4和第五三极管Q5提供电压,以导通第四三极管Q4和第五三极管Q5,并且第二外接电源的电流经过继电器9中的线圈也流入第二驱动模块10B,此时,继电器9中的线圈带电,可以将继电器9的常开触点9a吸合,从而闭合继电器9。而当通过第二驱动模块1B驱动继电器9断开时,断开第二外接电源,继电器9中的线圈中无电流流入,此时,继电器9中的线圈不带电,无法将继电器9的常开触点9a吸合,从而断开继电器9。
[0103]需要说明的是,由于第二二极管D3具有单向导电性,即电流只能从第二二极管D3的阳极流向阴极,因此,当第二外接电源反接时,第二二极管D 3不导通,第二外接电源的电流无法流入单源驱动电路10中,从而可以有效避免第二外接电源反接时对单源驱动电路10中的组件造成损坏。
[0104]参见图5,该开关电路8包括:第一 MOS管;
[0105]第一MOS管的漏极dl与负载7的另一端连接,第一 MOS管的栅极gl与单源驱动电路10的第一输出端1c连接,单源驱动电路10的第二输出端1d和第一外接电源的负极分别与第一 MOS管的源极Si连接。
[0106]由于MOS管的栅极电压大于该MOS管的导通电压时,该MOS管的源极和漏极之间会形成导电沟道,从而可以导通该MOS管,因此,第一驱动模块1A驱动开关电路8导通时,第一驱动模块1A可以向第一MOS管的栅极gl提供电压,当第一MOS管栅极gl的电压大于第一MOS管的导通电压时,可以导通第一MOS管,以导通开关电路8。
[0107]需要说明的是,由于第一MOS管的电阻较大,因此,在第一 MOS管导通时,第一 MOS管内部会产生较大的热量,极易烧毁第一MOS管,而本发明实施例中,在第一MOS管导通后,还会闭合继电器9,由于该继电器9和第一MOS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9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。
[0108]进一步地,参见图6,该开关电路8还包括第二 MOS管;
[0109]第二MOS管的栅极g2与第一 MOS管的栅极gl连接,第二 MOS管的源极s2和单源驱动电路10的第二输出端1d与第一 MOS管的源极Si连接,第二 MOS管的漏极d2与第一外接电源的负极连接。
[0110]当MOS管的栅极电压大于导通电压时,该MOS管的源极和漏极之间会形成导电沟道,使该MOS管导通,因此,当第一驱动模块1A驱动开关电路8导通且该开关电路8还包括第二 MOS管时,第一驱动模块1A还可以向第二 MOS管的栅极g2提供电压,使第二 MOS管的栅极g2的电压大于第二 MOS管的导通电压,从而导通第二 MOS管,以导通开关电路8。
[0111]由于第一MOS管和第二MOS管中均设置有体二极管,因此,当第二MOS管顺向
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