本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種過(guò)壓保護(hù)電路以及電子控制單元ECU輸出電路。

背景技術(shù)：

在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)由于供給電源輸出的電壓不穩(wěn)，可能會(huì)導(dǎo)致加載在負(fù)載上的電壓過(guò)大，從而會(huì)造成該負(fù)載出現(xiàn)受損或報(bào)廢的現(xiàn)象。

然而，現(xiàn)有技術(shù)中，并不存在過(guò)壓保護(hù)電路，當(dāng)供給電源輸出的電壓大于負(fù)載所能承載的最大電壓時(shí)，使得供電電路斷路，不再為負(fù)載供電，進(jìn)而保護(hù)負(fù)載。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種過(guò)壓保護(hù)電路以及電子控制單元ECU輸出電路，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中由于供給電源輸出電壓大于負(fù)載所能承載的最大電壓，導(dǎo)致負(fù)載受損或報(bào)廢的問(wèn)題。

本實(shí)用新型實(shí)施例采用下述技術(shù)方案：

一種過(guò)壓保護(hù)電路，所述電路包括供給電源連接端口、通用輸入/輸出GPIO連接端口、第一NPN三極管、穩(wěn)壓管、第二NPN三極管、PNP三極管、輸出端口，其中：

所述供給電源連接端口與所述穩(wěn)壓管的負(fù)極連接，其中，所述供給電源連接端口與供給電源的正極連接；

所述穩(wěn)壓管的正極通過(guò)所述第一電阻接地，并且所述穩(wěn)壓管的正極連接至所述第一NPN三極管的基極；

所述第一NPN三極管的發(fā)射極接地；

所述第一NPN三極管的集電極連接至所述GPIO連接端口，并且所述第一NPN三極管的集電極與所述第二NPN三極管的基極連接；其中，所述GPIO連接端口與GPIO連接；

所述第二NPN三極管的發(fā)射極接地；

所述第二NPN三極管的集電極連接至所述PNP三極管的基極；

所述PNP三極管的發(fā)射極與所述供給電源連接端口連接；其中，所述供給電源連接端口與供給電源的正極連接；

所述PNP三極管的集電極與所述輸出端口連接；

其中，所述穩(wěn)壓管的擊穿電壓與所述第一NPN三極管的導(dǎo)通電壓之和，不大于與所述輸出端口連接的負(fù)載能夠承載的最大電壓。

一種電子控制單元ECU輸出電路，包括上述的過(guò)壓保護(hù)電路，ECU模塊，供給電源，至少一個(gè)負(fù)載：

所述供給電源正極與所述過(guò)壓保護(hù)電路的供給電源連接端口連接；

所述ECU模塊與所述過(guò)壓保護(hù)電路的GPIO連接端口連接；

所述過(guò)壓保護(hù)電路的輸出端口與所述至少一個(gè)負(fù)載連接；

所述至少一個(gè)負(fù)載接地。

本實(shí)用新型實(shí)施例采用的上述至少一個(gè)技術(shù)方案能夠達(dá)到以下有益效果：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種過(guò)壓保護(hù)電路，該過(guò)壓保護(hù)電路包括供給電源連接端口、通用輸入/輸出GPIO連接端口、第一NPN三極管、穩(wěn)壓管、第二NPN三極管、PNP三極管、輸出端口。所述供給電源連接端口與所述穩(wěn)壓管的負(fù)極連接，其中，所述供給電源連接端口與供給電源的正極連接。所述穩(wěn)壓管的正極通過(guò)所述第一電阻接地，并且所述穩(wěn)壓管的正極連接至所述第一NPN三極管的基極，所述第一NPN三極管的發(fā)射極接地，所述第一NPN三極管的集電極連接至所述GPIO連接端口，并且所述第一NPN三極管的集電極與所述第二NPN三極管的基極連接，所述第二NPN三極管的發(fā)射極接地，所述第二NPN三極管的集電極連接至所述PNP三極管的基極，所述PNP三極管的發(fā)射極與所述供給電源連接端口連接。所述PNP三極管的集電極與所述輸出端口連接。其中，所述穩(wěn)壓管的擊穿電壓與所述第一NPN三極管的導(dǎo)通電壓之和，不大于負(fù)載能夠承載的最大電壓。

采用上述過(guò)壓保護(hù)電路來(lái)為負(fù)載供電時(shí)，當(dāng)供給電源輸入上述電路的電壓大于負(fù)載能夠承載的最大電壓時(shí)，以使得上述穩(wěn)壓管處于擊穿狀態(tài)，以使得所述第一NPN三極管處于非截止?fàn)顟B(tài)，則使得第二NPN三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，那么PNP三極管便處于截止?fàn)顟B(tài)，最終使得上述電路斷路，沒(méi)有電壓加載在負(fù)載上，那么便保護(hù)了負(fù)載。

附圖說(shuō)明

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種過(guò)壓保護(hù)電路；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第一種過(guò)壓保護(hù)電路；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第二種過(guò)壓保護(hù)電路；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第三種過(guò)壓保護(hù)電路；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的第四種過(guò)壓保護(hù)電路；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種電子控制單元ECU輸出電路。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型具體實(shí)施例及相應(yīng)的附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中由于供給電源輸出電壓大于負(fù)載所能承載的最大電壓，導(dǎo)致負(fù)載受損或報(bào)廢的問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種過(guò)壓保護(hù)電路12。

該過(guò)壓保護(hù)電路12的具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。其中，該過(guò)壓保護(hù)電路12包括供給電源連接端口1、通用輸入/輸出(General Purpose Input Output，GPIO)連接端口2、第一NPN三極管3、穩(wěn)壓管4、第一電阻5、第二NPN三極管6、PNP三極管7以及輸出端口8。

供給電源連接端口1與穩(wěn)壓管4的負(fù)極連接。其中，供給電源連接端口1與供給電源的正極連接。穩(wěn)壓管4的正極通過(guò)第一電阻5接地，并且穩(wěn)壓管4的正極連接至第一NPN三極管3的基極。第一NPN三極管3的發(fā)射極接地，第一NPN三極管3的集電極連接至GPIO連接端口2，并且第一NPN三極管3的集電極與第二NPN三極管6的基極連接。其中，GPIO連接端口2與GPIO連接。第二NPN三極管6的發(fā)射極接地，第二NPN三極管6的集電極連接至PNP三極管7的基極。PNP三極管7的發(fā)射極與供給電源連接端口1連接。其中，供給電源連接端口1與供給電源的正極連接。PNP三極管7的集電極與輸出端口8連接。需要說(shuō)明的是，上述連接至，可以用于表明兩個(gè)元器件是直接連接在一起的，也可以是間接連接在一起的。若在本實(shí)用新型中，上述連接至用于表明兩個(gè)元器件是間接連接在一起的，那么兩個(gè)元器件之間可以通過(guò)其他元器件間接連接在一起。上述其他元器件可以為電阻等元器件。

其中，穩(wěn)壓管4的擊穿電壓與第一NPN三極管3的導(dǎo)通電壓之和，不大于與輸出端口8連接的負(fù)載能夠承載的最大電壓。上述GPIO為通用輸入/輸出端口，在本實(shí)用新型中，該GPIO為輸入端口，主要用于與該GPIO連接的系統(tǒng)或其他電路向過(guò)壓保護(hù)電路12輸入電壓或電流，以控制該過(guò)壓保護(hù)電路12的工作狀態(tài)，即控制該過(guò)壓保護(hù)電路12處于通路狀態(tài)或斷路狀態(tài)。

當(dāng)供給電源的正極與供給電源連接端口1連接后，若與GPIO連接的系統(tǒng)或其他電路并未通過(guò)該GPIO向過(guò)壓保護(hù)電路12輸入電壓或電流，那么過(guò)壓保護(hù)電路12便處于斷路狀態(tài)，便不能向外輸出電壓。若與GPIO連接的系統(tǒng)或其他電路通過(guò)該GPIO向過(guò)壓保護(hù)電路12輸入了電壓或電流，那么過(guò)壓保護(hù)電路12便可能存在下述三種情況：

情況一：供給電源輸入過(guò)壓保護(hù)電路12的電壓，大于穩(wěn)壓管4的擊穿電壓與第一NPN三極管3的導(dǎo)通電壓之和，那么穩(wěn)壓管4便處于擊穿狀態(tài)，從而使得加載在第一電阻5上的電壓不小于第一NPN三極管3的導(dǎo)通電壓，則由于第一NPN三極管3的發(fā)射極接地，那么由于加載在第一NPN三極管3基極上的電壓不小于第一NPN三極管3的導(dǎo)通電壓，則該第一NPN三極管3便處于非截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)?shù)谝籒PN三極管3處于非截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，該第一NPN三極管3的發(fā)射極與集電極之間的電壓可近似看做是零。又由于第二NPN三極管的發(fā)射極接地，這便會(huì)導(dǎo)致加載在第二NPN三極管6基極上的電壓小于第二NPN三極管6的導(dǎo)通電壓，于是該第二NPN三極管6便處于截止?fàn)顟B(tài)，那么PNP三極管便處于截止?fàn)顟B(tài)，該過(guò)壓保護(hù)電路12便處于斷路狀態(tài)，無(wú)法向外輸出電壓，從而便可以保護(hù)與輸出端口8連接的負(fù)載。其中，GPIO中輸出的電壓或電流可以為任意值。

情況二：供給電源輸入過(guò)壓保護(hù)電路12的電壓，不小于穩(wěn)壓管4的擊穿電壓，但是小于第一NPN三極管3的導(dǎo)通電壓，那么穩(wěn)壓管4便處于擊穿狀態(tài)，但是加載在第一電阻5上的電壓小于第一NPN三極管3的導(dǎo)通電壓，則第一NPN三極管3處于截止?fàn)顟B(tài)，那么第一NPN三極管3便不會(huì)影響加載在第二NPN三極管基極上的電壓。當(dāng)系統(tǒng)或其他電路通過(guò)GPIO向過(guò)壓保護(hù)電路12輸入的電壓或電流滿足第二NPN三極管6的導(dǎo)通條件時(shí)，該第二NPN三極管6便可處于非截止?fàn)顟B(tài)。由于當(dāng)?shù)诙﨨PN三極管6處于非截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，該第二NPN三極管的電阻可近似看做是零，便可認(rèn)為第二NPN三極管6不分壓。那么可以認(rèn)為加載在PNP三極管7基極上的電壓等于系統(tǒng)或其他電路通過(guò)GPIO向過(guò)壓保護(hù)電路12輸入的電壓。另外，加載在PNP三極管7發(fā)射極上的電壓為供給電源輸入過(guò)壓保護(hù)電路12的電壓。那么，若供給電源輸入過(guò)壓保護(hù)電路12的電壓，與GPIO中輸入過(guò)壓保護(hù)電路12的電壓的差值滿足PNP三極管7的導(dǎo)通條件，那么該P(yáng)NP三極管7便可處于非截止?fàn)顟B(tài)，那么該過(guò)壓保護(hù)電路12便處于通路狀態(tài)，可以正常為與輸出端口8連接的負(fù)載供給電壓。

情況三：供給電源輸入過(guò)壓保護(hù)電路12的電壓，小于穩(wěn)壓管4的擊穿電壓，那么穩(wěn)壓管4便處于截止穿狀態(tài)，第一NPN三極管3處于截止?fàn)顟B(tài)，那么第一NPN三極管3便不會(huì)影響加載在第二NPN三極管基極上的電壓。

這時(shí)，第二NPN三極管6、PNP三極管7的工作狀態(tài)與情況中的提及的第二NPN三極管6、PNP三極管7的工作狀態(tài)相同，那么該過(guò)壓保護(hù)電路12便處于通路狀態(tài)，可以正常為與輸出端口8連接的負(fù)載供給電壓。

因此，采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)電路12，當(dāng)供給電源向該過(guò)壓保護(hù)電路12輸入的電壓不大于負(fù)載能夠承載的最大電壓時(shí)，該過(guò)壓保護(hù)電路便可以為該負(fù)載正常提供電壓；當(dāng)供給電源向該過(guò)壓保護(hù)電路12輸入的電壓大于負(fù)載能夠承載的最大電壓時(shí)，該過(guò)壓保護(hù)電路12便處于斷路狀態(tài)，不能為上述負(fù)載提供電壓，便可以保護(hù)負(fù)載了。

進(jìn)一步的，為了保護(hù)第一NPN三極管3，防止因?yàn)榈谝籒PN三極管3所在電路的電流過(guò)大，導(dǎo)致第一NPN三極管3受損或報(bào)廢，如圖1所示的過(guò)壓保護(hù)電路12還可以包括第二電阻9，可參見圖2。那么穩(wěn)壓管4的正極通過(guò)第一電阻5接地，并且穩(wěn)壓管4的正極通過(guò)第二電阻9間接連接至第一NPN三極管的基極。其中，第一電阻5與第二電阻之間是并聯(lián)關(guān)系。在穩(wěn)壓管4與第一NPN三極管3之間添加第二電阻9，可以增大第一NPN三極管3所在電路的電阻，可以盡可能減小第一NPN三極管3所在電路的電流，盡量避免由于第一NPN三極管3所在電路中的電流過(guò)大，而導(dǎo)致第一NPN三極管3受損或報(bào)廢。

進(jìn)一步的，基于保護(hù)第一NPN三極管3的相同的理由，為了保護(hù)第二NPN三極管6，如圖1所示的過(guò)壓保護(hù)電路12還可以包括第三電阻10，可參見圖3。那么第一NPN三極管3的集電極通過(guò)第三電阻10間接連接至GPIO連接端口2，并且第一NPN三極管3的集電極與第二NPN三極管6的基極連接。在過(guò)壓保護(hù)電路12中添加第三電阻10，可以盡可能增大第二NPN三極管6所在電路的電阻，盡可能減小第二NPN三極管6所在電路的電流，便可以盡量避免由于第二NPN三極管6所在電路的電流過(guò)大導(dǎo)致第二NPN三極管6受損或報(bào)廢。

進(jìn)一步的，基于保護(hù)第一NPN三極管3的相同的理由，為了保護(hù)PNP三極管7，如圖1所示的過(guò)壓保護(hù)電路12還可以包括第四電阻11，可參見圖4。那么第二NPN三極管6的集電極通過(guò)第四電阻11間接連接至PNP三極管7的基極。在過(guò)壓保護(hù)電路12中添加第四電阻11，可以增大PNP三極管7所在電路的電阻，盡可能減小PNP三極管7所在電路的電流，便可以盡量避免由于PNP三極管7所在電路的電流過(guò)大，而導(dǎo)致PNP三極管7受損或報(bào)廢。

其中，上述第二電阻9、第三電阻10以及第四電阻11的阻值與供給電源輸入過(guò)壓保護(hù)電路12的電壓、GPIO連接端口輸入的電流、以及第一NPN三極管3、第二NPN三極管6、PNP三極管7能夠承受的最大電流等情況有關(guān)，因此，可以根據(jù)實(shí)際情況，來(lái)選擇阻值合適的第二電阻9、第三電阻10以及第四電阻11。

為了使得過(guò)壓保護(hù)電路自身更加安全穩(wěn)定，可以按照上述第二電阻9、第三電阻10以及第四電阻11分別對(duì)應(yīng)的連接方式，將第二電阻9、第三電阻10以及第四電阻11分別連接到如圖1所示的過(guò)壓保護(hù)電路12中，該過(guò)壓保護(hù)電路12的結(jié)構(gòu)示意圖參見圖5。或者根據(jù)實(shí)際需求，將上述第二電阻9、第三電阻10以及第四電阻11中任意兩個(gè)電阻連接到如圖1所示的過(guò)壓保護(hù)電路12中。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種包括如圖1所示的過(guò)壓保護(hù)電路12的電子控制單元(Electronic Control Unit，ECU)輸出電路16。該ECU輸出電路16，可應(yīng)用于汽車中，為汽車中的各負(fù)載供電。該ECU輸出電路16的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。該ECU輸出電路16包括過(guò)壓保護(hù)電路12，ECU模塊13，供給電源14以及至少一個(gè)負(fù)載15。其中，供給電源14正極與過(guò)壓保護(hù)電路12的供給電源連接端口1連接，ECU模塊13與過(guò)壓保護(hù)電路12的GPIO連接端口2連接，過(guò)壓保護(hù)電路12的輸出端口8與至少一個(gè)負(fù)載15連接，至少一個(gè)負(fù)載15接地。

其中，ECU模塊13中包含GPIO，ECU模塊13可以通過(guò)GPIO向過(guò)壓保護(hù)電路12輸入電壓或電流，該ECU模塊13可以是車機(jī)、車載電腦等設(shè)備。

在汽車中安裝上述ECU輸出電路16，汽車便可以安全的為各種元器件提供電壓，保障汽車各個(gè)功能的正常使用。

另外，上述ECU輸出電路16包括的如圖1所示的過(guò)壓保護(hù)電路12中還可以包括第二電阻9、第三電阻10或第四電阻11中的至少一個(gè)電阻。上述第二電阻9、第三電阻10或第四電阻11中的至少一個(gè)電阻在如圖1所示的過(guò)壓保護(hù)電路12中的連接方式，可以參見本實(shí)用新型實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)電路12中提及的上述第二電阻9、第三電阻10或第四電阻11中的至少一個(gè)電阻的連接方式，此處不再進(jìn)行贅述。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的過(guò)壓保護(hù)電路12以及ECU輸出電路16，能夠使得當(dāng)供給電源輸入過(guò)壓保護(hù)電路12或ECU輸出電路16的電壓不大于負(fù)載能夠承載的最大電壓時(shí)，該過(guò)壓保護(hù)電路12或ECU輸出電路16便可以為該負(fù)載正常提供電壓；當(dāng)供給電源向該過(guò)壓保護(hù)電路12或ECU輸出電路16的電壓大于負(fù)載能夠承載的最大電壓時(shí)，該過(guò)壓保護(hù)電路12或ECU輸出電路16處于斷路狀態(tài)，不能為上述負(fù)載提供電壓，便可以保護(hù)負(fù)載了。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。