一种负载驱动端保护装置及电子设备的制作方法

1.本实用新型属于液压电控系统技术领域，尤其涉及一种负载驱动端保护装置及电子设备。


背景技术：

2.液压电控系统中由于负载端发生短路而导致产品损坏的现象屡见不鲜，其原因是：参见下表所示，在负载工作的时候可能会遇到各种短路情况，其最恶劣情况为负载正端短路到地，以及负载负端短路到电源，这两种情况都会在功率回路上产生大电流，从而损坏产品。具体的，现有常见的控制方式为高边驱动或者低边驱动，其保护电路由检流电阻、负载及mos管组成，由控制器控制mos的打开关断操作，但现有单一控制方式在负载正端短路到地时会造成电流过大升温烧坏mos管，在负载负端短路到电源时对检流电阻功率要求很大，且容易烧毁检流电阻。
3.功能安全保护需求表：
4.

技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供了一种负载驱动端保护装置及电子设备，以解决现有液压电控系统发生短路导致产品损坏的问题。
6.一方面，为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种负载驱动端保护装置，包括：微处理器芯片、第一mos管驱动芯片、第二mos管驱动芯片以及负载；
7.所述第一mos管驱动芯片的栅极引脚和所述第二mos管驱动芯片的栅极引脚均连接所述微处理器芯片的i/o引脚以接收所述微处理器芯片发送的脉冲调制信号，所述第一mos管驱动芯片的漏极引脚连接驱动电源正极，所述第一mos管驱动芯片的源极引脚经所述负载连接所述第二mos管驱动芯片的漏极引脚，所述第二mos管驱动芯片的源极引脚接地，所述第一mos管驱动芯片的电流反馈引脚和所述第二mos管驱动芯片的电流反馈引脚均连接所述微处理器芯片的a/d模拟引脚。
8.根据本实用新型的一实施方式，所述第一mos管驱动芯片和所述第二mos管驱动芯
片均包括串联连接的mos管和检测电阻。
9.根据本实用新型的另一实施方式，所述mos管为pmos管。
10.根据本实用新型的另一实施方式，所述第一mos管驱动芯片和所述第二mos管驱动芯片均内置热保护电路。
11.根据本实用新型的另一实施方式，所述负载为电阻、电机或者电磁阀。
12.另一方面，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括上述所述的负载驱动端保护装置。
13.本实用新型的有益效果：
14.本实用新型实施例的负载驱动端保护装置中由微处理器芯片、第一mos管驱动芯片及负载构成高边驱动控制电路，由微处理器芯片第二mos管驱动芯片及负载构成低边驱动控制电路，该高边及低边驱动控制电路通过微处理器的a/d模拟端口将反馈的电流转化为电压，微处理芯片根据反馈的电压值通过i/o口进行输出pwm控制信号以控制第一mos管驱动芯片和第二mos管驱动芯片的电路导通关断。因此，本实用新型实施例的负载驱动端保护装置能实现单边打开，高边及低边驱动控制，其在负载非运行时进行检测，并在负载运行时保护负载，能够避免液压电控系统发生短路导致产品损坏。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型的负载驱动端保护装置的一个实施例的结构框图；
17.图2是本实用新型的负载驱动端保护装置的一个实施例的电路原理图；
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.参见图1-2所示，本实用新型实施例提供了一种负载驱动端保护装置100，包括：微处理器芯片(mcu)1、第一mos管驱动芯片2、第二mos管驱动芯片3以及负载4；
20.其中，该第一mos管驱动芯片2的栅极引脚和第二mos管驱动芯片3的栅极引脚均连接微处理器芯片1的i/o引脚以接收微处理器芯片发送的脉冲调制信号(pwm)，第一mos管驱动芯片2的漏极引脚连接驱动电源正极v_power，第一mos管驱动芯片1的源极引脚经负载lord连接第二mos管驱动芯片3的漏极引脚，第二 mos管驱动芯片3的源极引脚接地gnd，第一mos管驱动芯片2 的电流反馈引脚和第二mos管驱动芯片3的电流反馈引脚均连接微处理器芯片1的a/d模拟引脚。
21.需要说明的是，本实施例中微处理器芯片可以采用spc582系列 mcu。
22.本实用新型实施例的负载驱动端保护装置中由微处理器芯片、第一mos管驱动芯
片及负载构成高边驱动控制电路，由微处理器芯片第二mos管驱动芯片及负载构成低边驱动控制电路，该高边及低边驱动控制电路通过微处理器的a/d模拟端口将反馈的电流转化为电压，微处理芯片根据反馈的电压值通过i/o口进行输出pwm控制信号以控制第一mos管驱动芯片和第二mos管驱动芯片的电路导通关断。因此，本实用新型实施例的负载驱动端保护装置能实现单边打开，高边及低边驱动控制，其在负载非运行时进行检测，并在负载运行时保护负载，能够避免液压电控系统发生短路导致产品损坏。
23.在一些实施例中，本实用新型的负载驱动端保护装置100中第一 mos管驱动芯片2和第二mos管驱动芯片3均包括串联连接的mos 管和检测电阻。
24.需要说明的是，本实施例中第一mos管驱动芯片和第二mos管驱动芯片可共用一个检测电阻，参见图2所示。
25.可选的，本实用新型实施例的负载驱动端保护装置100中第一 mos管驱动芯片2和第二mos管驱动芯片3采用vnd5t100laj-e 或vnd5n07tr-e。
26.在一些实施例中，本实用新型的负载驱动端保护装置100中mos 管为pmos管。
27.在一些实施例中，本实用新型的负载驱动端保护装置100中第一 mos管驱动芯片和第二mos管驱动芯片均内置热保护电路。
28.本实施例中采用mos管驱动芯片，主要包含mos管、电流检测、热保护模块等，mos管则是控制电路导通关断；电流检测是内部集成检测电阻，将电流转化成电压值，并输出给mcu，热保护电路是在长时间工作mos管发热，进行硬件热保护。
29.在一些实施例中，本实用新型的负载驱动端保护装置100中负载 4为电阻、电机或者电磁阀。
30.本实用新型实施例的负载驱动端保护装置采用智能化的mos管驱动芯片，该驱动芯片内部自带电流检测，能够实时反馈出电流相应的电压给微处理器芯片，在微处理器芯片根据检测的电压值反馈输出控制值；另外因为负载的阻值不同，可判断所接负载是否正确，及负载有无短路开路等损坏情况。负载开路表现为采集负载的电压值小于控制值，计算得来的负载电流很小接近于0；负载短路表现为采集负载的电压值远大于控制值，接近mcu端口钳位电压，数值异常，长时间工作mos管发热，进入硬件热保护模式。本实施例中进行电流判断的依据为负载的特性曲线，一般常见的为根据pwm占空比来看输出电流情况，此数值为一一对应，具备可标定性。当发生采集数值异常时，多次采集几个点可判断负载是否为正常件，采集电流偏差过大接近于极端0或端口最大值，可判断为短路或开路。
31.本实用新型的负载驱动端保护装置能够实现高边驱动及低边驱动控制，其主要方向点为基于iso26262安全功能方向考虑设计。在产品通电时进行驱动电路故障诊断，确保电路正常，不影响功能的实现；基于诊断运行的策略，即使系统运行中出现异常情况也能最短时间内发现并关断驱动输出，保护硬件电路。
32.另一方面，本实用新型实施例还提供了一种电子设备，包括上述实施例所述的负载驱动端保护装置100。
33.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实用新型的保护之内。

技术特征：
1.一种负载驱动端保护装置，其特征在于，包括：微处理器芯片、第一mos管驱动芯片、第二mos管驱动芯片以及负载；所述第一mos管驱动芯片的栅极引脚和所述第二mos管驱动芯片的栅极引脚均连接所述微处理器芯片的i/o引脚以接收所述微处理器芯片发送的脉冲调制信号，所述第一mos管驱动芯片的漏极引脚连接驱动电源正极，所述第一mos管驱动芯片的源极引脚经所述负载连接所述第二mos管驱动芯片的漏极引脚，所述第二mos管驱动芯片的源极引脚接地，所述第一mos管驱动芯片的电流反馈引脚和所述第二mos管驱动芯片的电流反馈引脚均连接所述微处理器芯片的a/d模拟引脚。2.根据权利要求1所述的负载驱动端保护装置，其特征在于，所述第一mos管驱动芯片和所述第二mos管驱动芯片均包括串联连接的mos管和检测电阻。3.根据权利要求2所述的负载驱动端保护装置，其特征在于，所述mos管为pmos管。4.根据权利要求2所述的负载驱动端保护装置，其特征在于，所述第一mos管驱动芯片和所述第二mos管驱动芯片均内置热保护电路。5.根据权利要求1所述的负载驱动端保护装置，其特征在于，所述负载为电阻、电机或者电磁阀。6.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的负载驱动端保护装置。

技术总结
本实用新型提供一种负载驱动端保护装置及电子设备，包括：微处理器芯片、第一MOS管驱动芯片、第二MOS管驱动芯片以及负载；第一MOS管驱动芯片的栅极引脚和第二MOS管驱动芯片的栅极引脚均连接微处理器芯片的I/O引脚以接收微处理器芯片发送的脉冲调制信号，第一MOS管驱动芯片的漏极引脚连接驱动电源正极，第一MOS管驱动芯片的源极引脚经负载连接第二MOS管驱动芯片的漏极引脚，第二MOS管驱动芯片的源极引脚接地，第一MOS管驱动芯片的电流反馈引脚和第二MOS管驱动芯片的电流反馈引脚均连接微处理器芯片的A/D模拟引脚，该装置能实现单边打开，高边及低边驱动控制，其在负载非运行时进行检测，并在负载运行时保护负载，能够避免液压电控系统发生短路导致产品损坏。避免液压电控系统发生短路导致产品损坏。避免液压电控系统发生短路导致产品损坏。


技术研发人员：陈行文 黄懿祥 丁叶青 李丽 刘文灿 曹腾华
受保护的技术使用者：微进电子科技（上海）有限公司
技术研发日：2021.10.21
技术公布日：2022/5/25