[发明专利]带过流保护的高速数字输出电路和集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种带过流保护的高速数字输出电路和包含该高速数字输出电路的集成电路。

背景技术

高速数字输出电路可实时可靠反馈电动车辆的运行状态，例如，反馈车辆的当前车速、电机的当前转速等关键信息至仪表等其他整车设备，成本低廉且可靠性高，可广泛应用于电动自行车、电动汽车、电动摩托车、电动叉车等。

目前常用的高速数字输出电路为进行短路保护，常采用的方案及缺陷为：

1)可恢复保险丝，当短路时，流经可恢复保险丝的电路迅速增大，从而导致保险丝发热，阻抗增加，回路电流逐渐减小，从而起到限流保护的作用；

由于电动汽车等领域，环境温度较高(可高达100℃以上)，可恢复保险丝在高温情况下阻抗较大，影响电路正常工作。

2)过流自锁电路，短路时，由于采样电阻电压迅速上升，自锁电路工作，将输入控制拉低，强制切断负载，以起到保护高速数字输出电路关键器件的作用。

采用过流自锁电路，电路复杂且当进行过流自锁保护后，控制器需重新上电，高速数字输出电路才能重新正常工作。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述可靠性低、成本高且保护过后的恢复需要重新上电的缺陷，提供一种可靠性高、成本低且恢复过程简单的带过流保护的高速数字输出电路和集成电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种带过流保护的高速数字输出电路，包括将接收的电平信号转换为标准数字信号后输出至负载的输出开关电路，还包括驱动电路、电流感应开关电路、瞬时放电电路和延时复位电路，其中：所述电流感应开关电路用于采样输出至所述负载的电流并在所述电流超过保护电流时导通；所述瞬时放电电路用于在所述电流感应开关电路切换到导通状态时开始放电；所述延时复位电路用于在所述电流感应开关电路从切换到断开状态时开始充电；所述驱动电路用于在所述瞬时放电电路的电压低于翻转阈值时输出过流保护信号，在所述延时复位电路的电压高于所述翻转阈值时接收输入的电平信号并将所述电平信号输出至所述输出开关电路；所述输出开关电路用于在接收到所述过流保护信号时断开以实现切断所述负载，在接收到所述电平信号时输出相应的标准数字信号至所述负载；

其中，所述延时复位电路包括充电电阻，所述瞬时放电电路包括放电电阻，且延时复位电路和瞬时放电电路共用一个电容；所述电容的第一端连接至所述驱动电路，所述电容的第二端接地；所述电容的第一端还通过所述充电电阻连接至内部电源VCC，所述电容的第一端还通过所述放电电阻以及电流感应开关电路接地。

本发明所述的带过流保护的高速数字输出电路，其中，所述驱动电路包括与门，所述与门的一个输入端用于接收所述电平信号，所述与门的另一个输入端连接至所述电容的第一端，所述与门的输出端连接至所述输出开关电路。

本发明所述的带过流保护的高速数字输出电路，其中，所述电流感应开关电路包括三极管和采样电阻，所述三极管的集电极通过所述放电电阻连接至所述电容的第一端，所述三极管的发射极接地，所述采样电阻的一端分别连接至所述三极管的基极和所述输出开关电路，所述采样电阻的另一端接地。

本发明所述的带过流保护的高速数字输出电路，其中，所述电流感应开关电路还包括滤波电容和滤波电阻；所述滤波电阻串联在所述三极管的基极和采样电阻之间，所述滤波电容与所述滤波电阻以及采样电阻并联。

本发明所述的带过流保护的高速数字输出电路，其中，还包括用于防止所述滤波电容通过所述滤波电阻以及采样电阻进行放电的二极管，所述二极管的阴极连接至所述滤波电容，所述二极管的阳极连接至所述滤波电阻。

本发明所述的带过流保护的高速数字输出电路，其中，所述输出开关电路包括MOS管、上拉电阻，所述MOS管的漏极用于与负载连接；所述MOS管的漏极通过所述上拉电阻连接至内部电源VDD，所述MOS管的栅极连接至所述驱动电路，所述MOS管的源极连接至所述采样电阻。

本发明还公开了一种集成电路，包括如上所述的带过流保护的高速数字输出电路。