專利名稱：高邊閉環限流開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高邊閉環限流開關，尤其設計一種電機控制器對外負載驅動的開關。
背景技術：
目前，在控制器驅動負載的時候，尤其是感性負載，為了電路不超負荷，防止負載短路等目的，都需要一個自動限流環節。傳統的限流環節是串聯采樣電阻，然后將此信號引入差分比較器進行減法運算， 然后將減法結果進行放大還原，然后構建一個雙限比較器，達到斬波限流的目的。而且這種傳統的辦法僅適用于低邊開關的應用場合，且成本較高，其在高邊開關的場合，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弱信號，再加上一個縮小的環節，那信號強度就更弱了，所以對放大器的參數要求比較高，同時溫度引起的補償漂移會對這種小信號反饋造成很大的影，而且傳統的方式一般都是自身閉環，并沒有輸出過流診斷信號。由于以上原因，傳統的方式性能比較低，而且采用了比較器導致成本比較尚ο
發明內容為了克服上述技術方案的不足，本專利提供了一種高邊閉環限流開關，尤其是一種電機控制器對外負載驅動的開關。本專利通過如下技術方案來實現一種高邊閉環限流開關，包括電源、電流采樣電阻、功率晶體管、電流反饋放大電路、開關斬波電路、開關驅動電路、過流報警電路、負載電路、邏輯控制電路。所述電流反饋放大電路中的三極管Q4連接到所述開關斬波電路中的延時處理電路的R9、Cl、UlA的公共端；所述過流報警電路中的D3連接到所述開關斬波電路中的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并聯到采樣電阻R6兩端。所述開關斬波電路的組成電阻R9、電容Cl、施密特觸發器U1A、電容C2、電阻 R10、三極管Q7，其連接方式是電阻R9和電容Cl組成延時電路，接施密特觸發器UlA的輸入端，施密特觸發器UlA的輸出端接電容C2和電阻RlO的公共端，電容C2和電阻RlO的另一個公共端連接三極管Q7的基極。所述過流報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點沒有用到比較器，相對電路簡單；沒有將信號縮小的環節，而是直接進行信號放大，增強了信號的識別能力；能夠提供一個判斷開關電路是否過流的診斷信號；成本很低。
下面根據附圖及實施例對該專利作進一步說明圖1為本專利整體結構示意圖圖中1、電源；2、電流采樣電阻；3、功率晶體管；4、負載電路；5、邏輯控制電路; 6、電流反饋放大電路；7、開關斬波電路；8、開關驅動電路；9、過流報警電路。圖2為本專利電路結構及其連接方式示意圖
具體實施方式
如圖1-圖3所示，一種高邊閉環限流開關，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、開關斬波電路7、開關驅動電路8、過流報警電路9、負載電路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連接到所述開關斬波電路7中的延時處理電路的R9、C1、U1A的公共端，所述過流報警電路9中的D3連接到所述開關斬波電路7中的UlA輸出端。具體來講，本專利的構成及其連接方式電流反饋放大電路三極管Q5的發射機和基極直接并聯到電阻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的發射機接地，集電極輸出信號。開關斬波電路電阻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的發射機連接到地，集電極作為輸出。過流報警電路二極管D3的陽極連接到施密特觸發器的輸出端，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。本實用新型的工作原理在開關控制端口 102為高電平的時候，三極管Q2飽和導通，此時R2中就有電流流過，那么導致三極管Q3導通，此時Q3的集電極電壓等于電源電壓，此時功率晶體管Ql的柵極電壓等于電源電壓，Ql處于截止狀態，電源不能給負載供電，此時Ql沒有電流流過，那么導致采樣電阻R6兩端電壓壓降幾乎為零，從而三極管Q5無法導通，電阻R7，R8沒有電流流過，電壓為零，此時三極管Q4處于截止狀態，電容Cl通過電阻R9，其維持電壓在高電平狀態，此時施密特觸發器UlA輸入端為高，導致輸出端為低，那么三極管Q7處于截止狀態。由于施密特觸發器UlA的輸出端為低，所以經過二極管D3，到電容C3兩端電壓也為低，輸出端口 101的狀態也為低，說明沒有過流事故發生；當控制端口 102為低電平的時候，那么三極管Q2處于截止狀態，此時電阻R2中沒有電流流過，導致三極管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，其中穩壓管D2是防止功率晶體管柵極過呀的保護管，在這種情況下功率晶體管Ql導通，電源通過電阻R6功率晶體管Ql能夠給負載電阻Rll和電感Ll的串聯電路供電了。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就不會導通，還處于截止狀態，在這種情況下，限流斬波電路的狀態還是不會變化，也說明此時電路還沒有處于過流狀態。如果電阻Rll和電感Ll的串聯阻抗比較小的話，那么會導致流過電阻R6和功率晶體管Ql的電流比較大，從而會導致并聯到電阻R6兩端的三極管Q5導通，這樣電阻R7和電阻R8中就會有電流流過，三極管Q4導通，電容Cl放電，此時施密特觸發器UlA輸入端為低電平，導致輸出端為高電平，此時三極管Q7導通，電阻R2中存在了電流，導致Q3導通，從而抬升了功率晶體管Ql柵極的電壓，使功率晶體管Ql關斷，負載通過二極管Dl給自己提供一個放電回路。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兩端電壓達到施密特觸發器UlA的翻轉電壓以后，施密特觸發器UlA關斷三極管Q7，這樣Ql又開始導通工作。至此一個斬波周期完成，如果負載不變的話，那么這個斬波過程一直存在，從而施密特觸發器UlA的輸出端一直有一個高低電平變化，這個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，就可以得到一個是否發生過流事故的報警邏輯。在這個電路中，分別并聯到電阻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的動作延遲而設置的。本技術領域中的相關技術人員應當熟悉到，以上所述實施例僅是用來說明本實用新型的目的，而并非用作對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質范圍內，對上述實施例所做的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求范圍內。
權利要求1.一種高邊閉環限流開關，包括電源、電流采樣電阻、功率晶體管、電流反饋放大電路、 開關斬波電路、開關驅動電路、過流報警電路、負載電路、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連接到所述開關斬波電路中的延時處理電路的R9、Cl、 UlA的公共端，所述過流報警電路中的D3連接到所述開關斬波電路中的UlA輸出端。
2.根據權利要求1所述的一種高邊閉環限流開關，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 ；其連接結構是三極管Q5并聯到采樣電阻R6兩端。
3.根據權利要求1所述的一種高邊閉環限流開關，其特征在于所述開關斬波電路的組成電阻R9、電容Cl、施密特觸發器U1A、電容C2、電阻R10、三極管Q7，其連接結構是電阻R9和電容Cl組成延時電路，接施密特觸發器UlA的輸入端，施密特觸發器UlA的輸出端接電容C2和電阻RlO的公共端，電容C2和電阻RlO的另一個公共端連接三極管Q7的基極。
4.根據權利要求1所述的一種高邊閉環限流開關，其特征在于所述過流報警電路的連接結構二極管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。
專利摘要本實用新型涉及一種驅動外部負載的高邊閉環限流開關，包括電源、電流采樣電阻、功率晶體管、電流反饋放大電路、開關斬波電路、開關驅動電路、過流報警電路、負載電路、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行放大，然后將此信號給斬波電路形成斬波開關控制信號，此信號與邏輯控制電路共同控制開關驅動電路來控制開關晶體管的工作；同時，過流報警電路還會根據開關斬波電路的處理結果，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點沒有用到比較器，相對電路簡單；沒有將信號縮小的環節，而是直接進行信號放大，增強了信號的識別能力；能夠提供一個判斷開關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 優先權日2011年1月26日
發明者曾慶臣, 李萌 申請人:北京友信宏科電子科技有限公司