[实用新型]一种带短路保护的高边开关输出电路

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及高边开关电路，尤其涉及一种带短路保护的高边开关输出电路。

技术背景

空调控制器中常常需要输出低电平或高电平来发出压缩机请求等信号，在接口端是微处理器检测的情况下，都是采用专用的低边开关或高边开关去驱动。专用驱动芯片一般较为昂贵，目前也有采用NPN三极管配合PNP三极管取代高边开关，但无法通过短路稳定性试验。在电路对地短路时，由于无限流措施，瞬间电流过大，三极管随即烧坏，无可恢复，功能输出异常。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足和缺点，提供一种带短路保护的高边开关输出电路。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：一种带短路保护的高边开关输出电路，包括第一开关管、第二开关管、采集流过第二开关管的电流信号并将该电流信号转换为电压信号的采样电路、以及在所述电压信号大于或等于预设值时关断所述第二开关管的保护电路。其中，所述第一开关管的控制端与控制信号输入端相连，其第一端通过电阻与第二开关管的控制端相连，其第二端接地。所述第二开关管的第一端与控制信号输出端相连，向控制信号输出端输出高电平或高阻信号，其第二端通过采样电路与恒压源相连。所述保护电路包括第三开关管、第一电阻和第二电阻；所述第三开关管的控制端与第一和第二电阻的连接点相连，其第一端与第二开关管的控制端相连，其第二端与所述恒压源相连；所述第一和第二电阻组成的串联支路与采样电路并联。

优选的，所述第一开关管为NPN型三极管，所述第二开关管为PNP型三极管；其中三极管的基极为其控制端，其集电极为其第一端，其发射极为其第二端。

优选的，所述采样电路包括采样电阻，采样电阻的一端与第二开关管的第二端相连，另一端与所述恒压源相连。

优选的，所述第三开关管为PNP型三极管，其基极为其控制端，其集电极为其第一端，其发射极为其第二端。

本实用新型带有短路保护的高边开关输出电路具有过流短路保护功能，电路结构简单，仅包括开关管、电阻和采样电路，成本非常低廉。此外，电路参数能根据需要调整，比采用专用芯片驱动更加灵活。本电路适用于输出高电平驱动汽车电子控制单元（ECU）分压检测单元和小电流继电器等电器电路。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的带有短路保护的高边开关输出电路的电路结构原理图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

如图1所示，一较佳实施例中，带短路保护的高边开关输出电路主要包括第一开关管、第二开关管、采样电路和保护电路。本实施例中，该高边开关输出电路应用于汽车空调控制器，用于根据空调控制器的控制信号向汽车微控制器（MCU）或汽车电子控制单元（ECU）输出对应的高电平或者高阻信号。因此，该高边开关输出电路的控制信号输入端与空调控制器的一个信号输出端CTRL相连，其控制信号输出端output与MCU或ECU的一个信号输入端相连。

其中，第一开关管的控制端与控制信号输出端CTRL相连，其第一端通过第三电阻R3与第二开关管的控制端相连，其第二端接地。第二开关管的第一端与控制信号输出端output相连，用于向控制信号输出端output输出高电平或高阻信号，其第二端通过采样电路与恒压源VBAT相连。本实施例中，第一开关管为NPN型三极管，第二开关管为PNP型三极管，三极管的基极为其控制端，三极管的集电极为其第一端，三极管的发射极为其第二端。

采样电路用于采集流过第二开关管的电流信号并将该电流信号转换为电压信号。本实施例中，采样电路用于采集流过第二开关管集电极和发射极的电流，其包括一阻值远小于1KΩ的第四电阻，例如10Ω的电阻。第四电阻一端与第二开关管的发射极相连，另一端接恒压源VABT，从而实时检测流过第二开关管的电流，并输出电压信号。

保护电路用于在采样电路输出的电压信号大于或等于预设值时关断第二开关管，从而有效防止流过第二开关管的电流太大，导致第二开关管坏掉。本实施例中，保护电路包括第三开关管、第一电阻R1和第二电阻R2。第三开关管的控制端与第一电阻R1和第二电阻R2的连接点相连，其第一端与第二开关管的控制端相连，其第二端与恒压源VBAT相连。本实施例中，第三开关管为PNP型三极管，其基极为其控制端，其集电极为其第一端，其发射极为其第二端。第一和第二电阻组成的串联支路与采样电路并联。