一种信号级高边驱动电路及系统的制作方法

1.本发明涉及高边驱动电路技术领域，特别涉及一种信号级高边驱动电路及系统。


背景技术：

2.目前，信号级(20ma内)高边驱动信号在车辆ecu中需求广泛，有专用的集成电路方案，如智能高边开关，但大量使用，成本会过于昂贵。而车辆对成本控制相当敏感，因此，亟需提供一种信号级高边驱动电路，降低使用成本。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种信号级高边驱动电路及驱动系统，其能解决现有技术采用专用的集成电路搭建信号级高边驱动电路，成本较高的技术问题。
4.第一方面，提供了一种信号级高边驱动电路，所述信号级高边驱动电路包括：第一npn型三极管、第一pnp型三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及驱动电源；
5.所述第一电阻的第一端与高低电平输入控制端连接，所述第一电阻的第二端与所述第一npn型三极管的基极连接，所述第一npn型三极管的发射极接地；
6.所述第二电阻的第一端与所述第一npn型三极管的集电极连接，所述第二电阻的第二端与所述第一pnp型三极管的基极连接；
7.所述第三电阻的第一端与所述第一pnp型三极管的基极连接，所述第三电阻的第二端与所述第一pnp型三极管的发射极连接；
8.所述第四电阻的第一端连接驱动电源，所述第四电阻的第二端与所述第一pnp型三极管的发射极连接；
9.所述第一pnp型三极管的集电极为所述信号级高边驱动电路的输出端。
10.一些实施例中，所述信号级高边驱动电路还包括：
11.限流子电路，所述限流子电路与所述第一pnp型三极管连接，所述限流子电路用于限制所述第一pnp型三极管的负载电流。
12.一些实施例中，所述限流子电路包括：第五电阻和第二pnp型三极管；
13.所述第五电阻的第一端与所述第一pnp型三极管的发射极和所述第二pnp型三极管的基极连接，所述第五电阻的第二端与所述第四电阻的第二端连接；所述第五电阻为可调电阻；
14.所述第二pnp型三极管的发射极与所述第四电阻的第二端连接，所述第二pnp型三极管的集电极与所述第一pnp型三极管的基极连接。
15.一些实施例中，所述信号级高边驱动电路还包括：
16.滤波子电路，所述滤波子电路与所述第一pnp型三极管连接，所述滤波子电路用于将所述第一pnp型三极管的集电极的电压稳压输出。
17.一些实施例中，所述滤波子电路包括：
18.第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一pnp型三极管的集电极连接，所述第
一电容的第二端接地。
19.第二方面，提供了一种信号级高边驱动系统，包括前述的信号级高边驱动电路，所述信号级高边驱动系统还包括：
20.mcu，所述mcu与所述第一电阻的第一端连接，所述mcu输出高低电平至所述第一电阻的第一端。
21.一些实施例中，所述高边驱动系统还包括：
22.限流子电路，所述限流子电路与所述第一pnp型三极管连接，所述限流子电路用于限制所述第一pnp型三极管的负载电流。
23.一些实施例中，所述限流子电路包括：第五电阻和第二pnp型三极管；
24.所述第五电阻的第一端与所述第一pnp型三极管的发射极和所述第二pnp型三极管的基极连接，所述第五电阻的第二端与所述第四电阻的第二端连接；所述第五电阻为可调电阻；
25.所述第二pnp型三极管的发射极与所述第四电阻的第二端连接，所述第二pnp型三极管的集电极与所述第一pnp型三极管的基极连接。
26.一些实施例中，所述高边驱动系统还包括：
27.滤波子电路，所述滤波子电路与所述第一pnp型三极管连接，所述滤波子电路用于将所述第一pnp型三极管的集电极的电压稳压输出。
28.一些实施例中，所述滤波子电路包括：
29.第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一pnp型三极管的集电极连接，所述第一电容的第二端接地。
30.本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
31.本发明实施例提供了一种信号级高边驱动电路及系统，其只需设置一个第一npn型三极管、一个第一pnp型三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，就可以搭建信号级高边驱动电路，能够有效降低使用成本。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1为本发明实施例提供的一种信号级高边驱动电路的一个结构示意图；
34.图2为本发明实施例提供的一种信号级高边驱动电路的另一个结构示意图；
35.图3为本发明实施例提供的一种信号级高边驱动系统的结构示意图。
具体实施方式
36.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.本发明实施例提供了一种信号级高边驱动电路，其能解决现有技术采用成熟芯片搭建信号级高边驱动电路，使用成本较高的技术问题。
38.参见图1所示，本发明实施例提供了一种信号级高边驱动电路，所述信号级高边驱动电路包括：第一npn型三极管q1、第一pnp型三极管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4以及驱动电源power。
39.所述第一电阻r1的第一端与高低电平输入控制端in连接，所述第一电阻r1的第二端与所述第一npn型三极管的基极连接，所述第一npn型三极管的发射极接地。所述第二电阻r2的第一端与所述第一npn型三极管的集电极连接，所述第二电阻r2的第二端与所述第一pnp型三极管的基极连接。所述第三电阻r3的第一端与所述第一pnp型三极管q2的基极连接，所述第三电阻r3的第二端与所述第一pnp型三极管q2的发射极连接。所述第四电阻的第一端连接驱动电源，所述第四电阻r4的第二端与所述第一pnp型三极管q2的发射极连接。所述第一pnp型三极管q2的集电极为所述信号级高边驱动电路的输出端out。
40.本发明实施例中的信号级高边驱动电路的工作原理如下：
41.当高低电平输入控制端in输入低电平时，所述第一npn型三极管q1的集电极处于高阻状态，所述第一npn型三极管q1截止，所述q1无法导通，所述信号级高边驱动电路的输出端out关断。
42.当高低电平输入控制端in输入高电平时，所述第一npn型三极管q1的集电极处于饱和状态，所述第一npn型三极管q1的集电极对地导通，所述第一pnp型三极管q2的发射极和基极偏置导通，所述信号级高边驱动电路的输出端out打开。
43.本发明实施例中的信号级高边驱动电路，其只需设置一个第一npn型三极管q1、一个第一pnp型三极管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4，就可以搭建信号级高边驱动电路，能够有效降低使用成本。
44.作为可选的实施方式，在一个发明实施例中，参见图2所示，所述信号级高边驱动电路还包括：限流子电路，所述限流子电路与所述第一pnp型三极管q2连接，所述限流子电路用于限制所述第一pnp型三极管q2的负载电流。
45.当负载电流过大，如果超过了所述第一pnp型三极管q2的最大驱动能力，则会对所述第一pnp型三极管q2造成不可恢复的损坏，通过设置所述限流子电路，可以实现当负载电流过大时控制所述第一pnp型三极管q2截止，限制过大电流通过。
46.进一步地，参见图2所示，所述限流子电路包括：第五电阻r5和第二pnp型三极管q3。
47.所述第五电阻r5的第一端与所述第一pnp型三极管q2的发射极和所述第二pnp型三极管q3的基极连接，所述第五电阻r5的第二端与所述第四电阻r4的第二端连接。所述第二pnp型三极管q3的发射极与所述第四电阻r4的第二端连接，所述第二pnp型三极管q3的集电极与所述第一pnp型三极管q2的基极连接。可选地，所述第五电阻r5为可调电阻。
48.具体地，随着负载电流的增大，所述第五电阻r5两端的压降会增大，产生的压降偏置到所述第二pnp型三极管q3的发射极和基极，进而所述第二pnp型三极管q3导通，所述第二pnp型三极管q3导通会导致所述第一pnp型三极管q2自动关断(所述第一pnp型三极管q2的发射极和基极之间压降接近0v)；限流能力≈0.7v/r5，通过调节所述第五电阻r5的取值可以调整限流值的大小，结构简单，功能实现成本低。
49.作为可选的实施方式，在一个发明实施例中，参见图2所示，所述信号级高边驱动电路还包括：滤波子电路，所述滤波子电路与所述第一pnp型三极管q2连接，所述滤波子电路用于将所述第一pnp型三极管q2的集电极的电压稳压输出。
50.进一步地，参见图2所示，所述滤波子电路包括：第一电容c1，所述第一电容c1的第一端与所述第一pnp型三极管q2的集电极连接，所述第一电容c1的第二端接地，所述第一电容c1起到去除干扰的作用，使所述第一pnp型三极管q2的集电极的电压输出更稳定。
51.参见图3所示，本发明实施例还提供了一种信号级高边驱动系统，包括前述的信号级高边驱动电路，所述信号级高边驱动系统还包括：
52.mcu，所述mcu与所述第一电阻r1的第一端连接，所述mcu输出高低电平至所述第一电阻r1的第一端。
53.本发明实施例中的信号级高边驱动系统，其包括前述的信号级高边驱动电路，只需设置一个第一npn型三极管q1、一个第一pnp型三极管q2、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3和第四电阻r4就可以搭建信号级高边驱动电路，能够有效降低使用成本。
54.作为可选的实施方式，在一个发明实施例中，参见图2所示，所述信号级高边驱动系统还包括：限流子电路，所述限流子电路与所述第一pnp型三极管q2连接，所述限流子电路用于限制所述第一pnp型三极管q2的负载电流。
55.当负载电流过大，如果超过了所述第一pnp型三极管q2的最大驱动能力，则会对所述第一pnp型三极管q2造成不可恢复的损坏，通过设置所述限流子电路，可以实现当负载电流过大时控制所述第一pnp型三极管q2截止，限制过大电流通过。
56.进一步地，参见图2所示，所述限流子电路包括：第五电阻r5和第二pnp型三极管q3。
57.所述第五电阻r5的第一端与所述第一pnp型三极管q2的发射极和所述第二pnp型三极管q3的基极连接，所述第五电阻r5的第二端与所述第四电阻r4的第二端连接。所述第二pnp型三极管q3的发射极与所述第四电阻r4的第二端连接，所述第二pnp型三极管q3的集电极与所述第一pnp型三极管q2的基极连接。可选地，所述第五电阻r5为可调电阻。
58.具体地，随着负载电流的增大，所述第五电阻r5两端的压降会增大，产生的压降偏置到所述第二pnp型三极管q3的发射极和基极，进而所述第二pnp型三极管q3导通，所述第二pnp型三极管q3导通会导致所述第一pnp型三极管q2自动关断(所述第一pnp型三极管q2的发射极和基极之间压降接近0v)；限流能力≈0.7v/r5，通过调节所述第五电阻r5的取值可以调整限流值的大小，结构简单，功能实现成本低。
59.作为可选的实施方式，在一个发明实施例中，参见图2所示，所述信号级高边驱动系统还包括：滤波子电路，所述滤波子电路与所述第一pnp型三极管q2连接，所述滤波子电路用于将所述第一pnp型三极管q2的集电极的电压稳压输出。
60.进一步地，参见图2所示，所述滤波子电路包括：第一电容c1，所述第一电容c1的第一端与所述第一pnp型三极管q2的集电极连接，所述第一电容c1的第二端接地，所述第一电容c1起到去除干扰的作用，使所述第一pnp型三极管q2的集电极的电压输出更稳定。
61.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本
发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
62.需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
63.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。