[发明专利]过流诊断处理电路以及低边驱动电路

说明书

本发明公开了一种过流诊断处理电路以及低边驱动电路，利用限流晶体管和晶体管控制电路配合以在所述低边驱动电路发生过流故障时，调整流过所述低边开关的电流大小。通过所述限流晶体管和所述晶体管控制电路的配合，可以实现在所述低边驱动电路发生过流故障时，对所述低边开关进行限流保护。由于故障诊断和处理过程并未利用MCU，而限流晶体管的开关速度为纳秒级，当发生过流故障时，所述过流故障诊断处理电路的硬件响应时间最长也仅有微秒级。无需软件做任何操作，且响应快，对电路功耗要求低，从而避免了对电路器件的损坏，提高了安全性。

技术领域

本发明涉及电路领域，尤其是涉及一种过流诊断处理电路以及低边驱动电路。

背景技术

低边驱动电路是一种用于向其它控制器提供长高电平信号、长低电平信号或PWM(Pulse width modulation)信号的电路设计，请参考图1，图1为一种典型的低边驱动电路。其中U1为低边开关；R1为下拉电阻，在驱动之前默认拉低状态；R2为限流电阻，C1为输入滤波电容，R2与C1构成滤波电路；R3为限流分压电阻，R4为下拉分压电阻，R3和R4构成分压诊断电路；R5为限流电阻，C2为诊断电路的滤波电容，R5与C2构成滤波电路；D1为双向ESD(Electro-Static Discharge)二极管，C3为ESD电容，D1和C3用来保护低边开关在ESD冲击时不受损坏。此外，In为电路的控制输入信号，来源于MCU(Microcontroller Unit，控制芯片)输出；DiagOut为电路的诊断输出信号，MCU通过采样DiagOut的电压状态来判断是否存在故障；R_load为负载端的上拉电阻，与控制器的Output相连，Output为控制器的输出信号，为负载端提供电压状态。

目前，低边驱动电路的故障诊断主要有SCB(短路到电源)、SCG(短路到地)和OL(开路)，对于不同的应用情况，其诊断需求也有所不同。当低边驱动电路应用于输出长高电平信号和长低电平信号时，若低边开关关断(Output长高)，则MCU通过采样DiagOut电压，诊断低边驱动电路是否存在SCG和OL故障；若低边开关导通(Output长低)，则MCU通过采样DiagOut电压模拟值诊断低边驱动电路是否存在SCB故障。当低边驱动电路应用于输出PWM信号时，在一个采样周期内，MCU通过采样Diagout的电压状态可诊断低边驱动电路是否存在SCB、SCG和OL。MCU通过采样DiagOut电压状态诊断出相应的故障，做出相应的后处理。低边驱动电路的诊断策略为MCU通过AD端口采样DiagOut电压状态来确定是否存在故障：对于输出常高、常低电平信号的低边电路，当低边开关导通时，若没有发生任何故障，MCU应采样到低于某阈值的电压值，而若MCU采样得到DiagOut电压高于此阈值时则可判断低边驱动电路发生SCB故障；对于输出PWM信号的低边驱动电路，当采样周期内有高低电平变化时，则判断为正常情况，若采样周期内DiagOut电压使MCU的I/O口保持常高时，则判断低边驱动电路发生SCB故障。

在SCB(短路到电源)、SCG(短路到地)和OL(开路)这三类故障中，SCB在低边驱动电路导通状态时对控制器的损害最大。发明人发现利用现有技术中提出的故障诊断电路时存在以下问题：若发生SCB故障，该电路的诊断及处理时间需要几毫秒甚至几十毫秒，而且在发生故障期间的短路电流可以达数十安培，毫秒级别以上的大电流冲击会有以下风险：烧坏低边开关、烧坏PCB走线、超过功能安全所要求的关断时间所引发的其它安全风险问题。综上可知，现有技术提出的故障诊断电路的故障确认及关断的时效性很差，会有损坏电路器件的风险。

因此，需要提出一种可以提高故障确认以及关断时效性的方案。

需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种过流诊断处理电路以及低边驱动电路，用于解决现有技术中存在故障确认及关断的时效性很差，会有损坏电路器件风险的问题。