專利名稱：高邊閉環(huán)限流開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高邊閉環(huán)限流開關(guān)，尤其設(shè)計(jì)一種電機(jī)控制器對外負(fù)載驅(qū)動(dòng)的開關(guān)。
背景技術(shù)：
目前，在控制器驅(qū)動(dòng)負(fù)載的時(shí)候，尤其是感性負(fù)載，為了電路不超負(fù)荷，防止負(fù)載短路等目的，都需要一個(gè)自動(dòng)限流環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的限流環(huán)節(jié)是串聯(lián)采樣電阻，然后將此信號引入差分比較器進(jìn)行減法運(yùn)算， 然后將減法結(jié)果進(jìn)行放大還原，然后構(gòu)建一個(gè)雙限比較器，達(dá)到斬波限流的目的。而且這種傳統(tǒng)的辦法僅適用于低邊開關(guān)的應(yīng)用場合，且成本較高，其在高邊開關(guān)的場合，需要先將信號按照比例縮小，然后再放大，然后再雙限比較。由于信號本身就是一個(gè)弱信號，再加上一個(gè)縮小的環(huán)節(jié)，那信號強(qiáng)度就更弱了，所以對放大器的參數(shù)要求比較高，同時(shí)溫度引起的補(bǔ)償漂移會(huì)對這種小信號反饋造成很大的影，而且傳統(tǒng)的方式一般都是自身閉環(huán)，并沒有輸出過流診斷信號。由于以上原因，傳統(tǒng)的方式性能比較低，而且采用了比較器導(dǎo)致成本比較尚ο
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述技術(shù)方案的不足，本專利提供了一種高邊閉環(huán)限流開關(guān)，尤其是一種電機(jī)控制器對外負(fù)載驅(qū)動(dòng)的開關(guān)。本專利通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種高邊閉環(huán)限流開關(guān)，包括電源、電流采樣電阻、功率晶體管、電流反饋放大電路、開關(guān)斬波電路、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、過流報(bào)警電路、負(fù)載電路、邏輯控制電路。所述電流反饋放大電路中的三極管Q4連接到所述開關(guān)斬波電路中的延時(shí)處理電路的R9、Cl、UlA的公共端；所述過流報(bào)警電路中的D3連接到所述開關(guān)斬波電路中的UlA輸出端；所述電流反饋放大電路的組成三極管Q5、電阻R7、電阻R8、三極管Q4 ；其連接方式是三極管Q5并聯(lián)到采樣電阻R6兩端。所述開關(guān)斬波電路的組成電阻R9、電容Cl、施密特觸發(fā)器U1A、電容C2、電阻 R10、三極管Q7，其連接方式是電阻R9和電容Cl組成延時(shí)電路，接施密特觸發(fā)器UlA的輸入端，施密特觸發(fā)器UlA的輸出端接電容C2和電阻RlO的公共端，電容C2和電阻RlO的另一個(gè)公共端連接三極管Q7的基極。所述過流報(bào)警電路的連接方式二極管D3的陽極作為輸入端，陰極連接到電容C3 和輸出端口 101，作為輸出端，電容C 3的另一端連接到地。本專利具有如下明顯優(yōu)點(diǎn)沒有用到比較器，相對電路簡單；沒有將信號縮小的環(huán)節(jié)，而是直接進(jìn)行信號放大，增強(qiáng)了信號的識別能力；能夠提供一個(gè)判斷開關(guān)電路是否過流的診斷信號；成本很低。
下面根據(jù)附圖及實(shí)施例對該專利作進(jìn)一步說明圖1為本專利整體結(jié)構(gòu)示意圖圖中1、電源；2、電流采樣電阻；3、功率晶體管；4、負(fù)載電路；5、邏輯控制電路; 6、電流反饋放大電路；7、開關(guān)斬波電路；8、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路；9、過流報(bào)警電路。圖2為本專利電路結(jié)構(gòu)及其連接方式示意圖
具體實(shí)施方式
如圖1-圖3所示，一種高邊閉環(huán)限流開關(guān)，包括電源1、電流采樣電阻2、功率晶體管3、電流反饋放大電路6、開關(guān)斬波電路7、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路8、過流報(bào)警電路9、負(fù)載電路4、 邏輯控制電路5。所述電流反饋放大電路6中的三極管Q4連接到所述開關(guān)斬波電路7中的延時(shí)處理電路的R9、C1、U1A的公共端，所述過流報(bào)警電路9中的D3連接到所述開關(guān)斬波電路7中的UlA輸出端。具體來講，本專利的構(gòu)成及其連接方式電流反饋放大電路三極管Q5的發(fā)射機(jī)和基極直接并聯(lián)到電阻R6兩端，三極管Q5的集電極連接到電阻R7的一端，電阻R7的另一端分別連接到電阻R8和三極管Q4的基極，電阻R8的另外一端連接到地，三極管Q4的發(fā)射機(jī)接地，集電極輸出信號。開關(guān)斬波電路電阻R9連接到邏輯電源端VCC，電阻R9的另一端分別連接到施密特觸發(fā)器UlA的輸入端，電容Cl，電容Cl的另外一端連接到地，施密特觸發(fā)器的輸出端分別連接到電容C2 和電阻R10，電容C2和電阻RlO的另外一公共端連接到三極管Q7的基極，Q7的發(fā)射機(jī)連接到地，集電極作為輸出。過流報(bào)警電路二極管D3的陽極連接到施密特觸發(fā)器的輸出端，二極管D3的陰極分別連接到電容C3和輸出端口 101，電容C3另一端連接到地。本實(shí)用新型的工作原理在開關(guān)控制端口 102為高電平的時(shí)候，三極管Q2飽和導(dǎo)通，此時(shí)R2中就有電流流過，那么導(dǎo)致三極管Q3導(dǎo)通，此時(shí)Q3的集電極電壓等于電源電壓，此時(shí)功率晶體管Ql的柵極電壓等于電源電壓，Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，電源不能給負(fù)載供電，此時(shí)Ql沒有電流流過，那么導(dǎo)致采樣電阻R6兩端電壓壓降幾乎為零，從而三極管Q5無法導(dǎo)通，電阻R7，R8沒有電流流過，電壓為零，此時(shí)三極管Q4處于截止?fàn)顟B(tài)，電容Cl通過電阻R9，其維持電壓在高電平狀態(tài)，此時(shí)施密特觸發(fā)器UlA輸入端為高，導(dǎo)致輸出端為低，那么三極管Q7處于截止?fàn)顟B(tài)。由于施密特觸發(fā)器UlA的輸出端為低，所以經(jīng)過二極管D3，到電容C3兩端電壓也為低，輸出端口 101的狀態(tài)也為低，說明沒有過流事故發(fā)生；當(dāng)控制端口 102為低電平的時(shí)候，那么三極管Q2處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)電阻R2中沒有電流流過，導(dǎo)致三極管Q3截止，由于下拉電阻R5 的作用，功率晶體管Ql的柵極處于低電平，其中穩(wěn)壓管D2是防止功率晶體管柵極過呀的保護(hù)管，在這種情況下功率晶體管Ql導(dǎo)通，電源通過電阻R6功率晶體管Ql能夠給負(fù)載電阻Rll和電感Ll的串聯(lián)電路供電了。如果電阻Rll和電感Ll的阻抗比較大的話，那么流經(jīng)電阻R6和功率晶體管Ql的電流就比較小，這樣三極管Q5就不會(huì)導(dǎo)通，還處于截止?fàn)顟B(tài)，在這種情況下，限流斬波電路的狀態(tài)還是不會(huì)變化，也說明此時(shí)電路還沒有處于過流狀態(tài)。如果電阻Rll和電感Ll的串聯(lián)阻抗比較小的話，那么會(huì)導(dǎo)致流過電阻R6和功率晶體管Ql的電流比較大，從而會(huì)導(dǎo)致并聯(lián)到電阻R6兩端的三極管Q5導(dǎo)通，這樣電阻R7和電阻R8中就會(huì)有電流流過，三極管Q4導(dǎo)通，電容Cl放電，此時(shí)施密特觸發(fā)器UlA輸入端為低電平，導(dǎo)致輸出端為高電平，此時(shí)三極管Q7導(dǎo)通，電阻R2中存在了電流，導(dǎo)致Q3導(dǎo)通，從而抬升了功率晶體管Ql柵極的電壓，使功率晶體管Ql關(guān)斷，負(fù)載通過二極管Dl給自己提供一個(gè)放電回路。在功率晶體管Ql截止以后，電阻R6沒有電流流過，三極管Q5截止，此時(shí)由于電阻R7和電阻R8的下拉作用，三極管Q4截止，邏輯電源VCC通過電阻R9給電容Cl 充電，等電容Cl兩端電壓達(dá)到施密特觸發(fā)器UlA的翻轉(zhuǎn)電壓以后，施密特觸發(fā)器UlA關(guān)斷三極管Q7，這樣Ql又開始導(dǎo)通工作。至此一個(gè)斬波周期完成，如果負(fù)載不變的話，那么這個(gè)斬波過程一直存在，從而施密特觸發(fā)器UlA的輸出端一直有一個(gè)高低電平變化，這個(gè)變化的電平通過二極管D3的整流作用和電容C3的保持作用，就可以得到一個(gè)是否發(fā)生過流事故的報(bào)警邏輯。在這個(gè)電路中，分別并聯(lián)到電阻RlO和電阻R4兩端的電容C2和電容C4是為了減少三極管Q7和三極管Q2的動(dòng)作延遲而設(shè)置的。本技術(shù)領(lǐng)域中的相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)熟悉到，以上所述實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型的目的，而并非用作對本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對上述實(shí)施例所做的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高邊閉環(huán)限流開關(guān)，包括電源、電流采樣電阻、功率晶體管、電流反饋放大電路、 開關(guān)斬波電路、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、過流報(bào)警電路、負(fù)載電路、邏輯控制電路。其特征在于，所述電流反饋放大電路中的三極管Q4連接到所述開關(guān)斬波電路中的延時(shí)處理電路的R9、Cl、 UlA的公共端，所述過流報(bào)警電路中的D3連接到所述開關(guān)斬波電路中的UlA輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高邊閉環(huán)限流開關(guān)，其特征在于所述電流反饋放大電路的組成三極管Q5、電阻R7、電阻R8、三極管Q4 ；其連接結(jié)構(gòu)是三極管Q5并聯(lián)到采樣電阻R6兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高邊閉環(huán)限流開關(guān)，其特征在于所述開關(guān)斬波電路的組成電阻R9、電容Cl、施密特觸發(fā)器U1A、電容C2、電阻R10、三極管Q7，其連接結(jié)構(gòu)是電阻R9和電容Cl組成延時(shí)電路，接施密特觸發(fā)器UlA的輸入端，施密特觸發(fā)器UlA的輸出端接電容C2和電阻RlO的公共端，電容C2和電阻RlO的另一個(gè)公共端連接三極管Q7的基極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高邊閉環(huán)限流開關(guān)，其特征在于所述過流報(bào)警電路的連接結(jié)構(gòu)二極管D3的陽極作為輸入端，陰極連接到電容C3和輸出端口 101，作為輸出端， 電容C3的另一端連接到地。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載的高邊閉環(huán)限流開關(guān)，包括電源、電流采樣電阻、功率晶體管、電流反饋放大電路、開關(guān)斬波電路、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、過流報(bào)警電路、負(fù)載電路、邏輯控制電路。電源通過采樣電阻和功率晶體管給負(fù)載電路供電；電流反饋放大電路將電流采樣電阻上的信號進(jìn)行放大，然后將此信號給斬波電路形成斬波開關(guān)控制信號，此信號與邏輯控制電路共同控制開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路來控制開關(guān)晶體管的工作；同時(shí)，過流報(bào)警電路還會(huì)根據(jù)開關(guān)斬波電路的處理結(jié)果，得出目前電流是否過流的診斷信號傳給邏輯控制電路。本專利具有如下明顯優(yōu)點(diǎn)沒有用到比較器，相對電路簡單；沒有將信號縮小的環(huán)節(jié)，而是直接進(jìn)行信號放大，增強(qiáng)了信號的識別能力；能夠提供一個(gè)判斷開關(guān)電路是否過流的診斷信號；成本很低。
文檔編號H03K17/082GK202026285SQ201120025128
公開日2011年11月2日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者曾慶臣, 李萌 申請人:北京友信宏科電子科技有限公司