驱动单元、控制装置和电子装置的制作方法

1.本技术涉及电源设备技术领域，尤其涉及一种驱动单元、控制装置和电子装置。


背景技术：

2.目前，很多设备都是工作在危险的环境之中，例如工作在高压的环境中，如果用户直接去控制该设备，则存在较高的安全隐患，因此需要通过更为安全的方式对设备进行控制，现有的是通过隔离驱动对该设备进行控制，但是目前隔离驱动的方案可以有效的满足一些需求隔离驱动的方案上，但是该方案应用于一些需要低功耗或者对效率要求严格的产品上时，就满足不了实际需求，主要的弊端在于，功耗较高消耗较多的能量。因此，如何设计一个功耗低隔离驱动方案是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本技术的主要目的在于提供一种驱动单元、控制装置和电子装置，旨在设计一个功耗低的驱动电路。
4.第一方面，本技术提供一种驱动单元，包括：
5.控制电路，用于输出控制信号以及使能信号；
6.驱动电路，与所述控制电路相连接，用于在接收到所述使能信号时，根据所述控制信号输出周期性的电源电压信号；
7.隔离电路，与所述驱动电路相连接，用于对所述电源电压信号进行隔离处理，并输出隔离电源电压信号；所述隔离电源电压信号用于输出至开关单元，以及
8.电压检测电路，分别连接所述隔离电路和所述控制电路，用于检测所述隔离电源电压信号的电压值后输出至所述控制电路；
9.其中，在所述电压值大于或等于第一阈值电压时，所述控制电路停止输出所述控制信号和所述使能信号。
10.在一实施例中，所述电压检测电路包括adc采样电路；
11.所述adc采样电路，用于采集所述隔离电源电压信号并转换为相应的数字电压信号后，将所述数字电压信号输出至所述控制电路；
12.所述控制电路，还用于根据所述数字电压信号转换得到相应的电压值。
13.在一实施例中，在所述电压值小于或等于第二阈值电压时，所述控制电路还用于输出所述控制信号和所述使能信号至所述驱动电路；所述第二阈值电压小于所述第一阈值电压。
14.在一实施例中，所述隔离电路包括变压器；
15.所述变压器包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈连接所述驱动电路，所述次级线圈连接所述电压检测电路。
16.在一实施例中，还包括倍压电路；所述倍压电路的一端连接所述变压器的次级线圈，另一端连接所述电压检测电路，用于将提升所述隔离电源电压信号的电压。
17.在一实施例中，所述倍压电路包括第一二极管和第一电容；
18.所述第一二极管的阳极连接所述变压器的次级线圈的第二端，阴极连接所述电压检测电路；
19.所述第一电容的一端连接所述变压器的次级线圈的第一端，另一端连接所述第一二极管的阴极。
20.在一实施例中，所述倍压电路包括第二电容、第三电容、第二二极管和第三二极管；
21.所述第二电容的一端连接所述变压器的次级线圈的第二端，另一端连接所述第二二极管的阴极；
22.所述第三电容的一端连接所述变压器的次级线圈的第一端，另一端连接所述电压检测电路；
23.所述第二二极管的阳极连接所述变压器的次级线圈的第一端，阴极连接所述第三二极管的阳极；
24.所述第三二极管的阴极连接所述电压检测电路。
25.在一实施例中，驱动单元还包括整流电路；
26.所述整流电路的一端连接倍压电路，另一端连接所述电压检测电路。
27.第二方面，本技术还提供一种控制装置，包括：
28.开关单元；
29.如本技术实施例所述的驱动单元；所述隔离电路与所述开关单元相连接。
30.第三方面，本技术还提供一种隔离驱动设备，包括：
31.电源设备；
32.如本技术实施例所述的控制装置；所述开关单元设置于所述电源设备的充电回路或者放电回路上。
33.本技术提供一种驱动单元、控制装置和电子装置，驱动单元包括控制电路、驱动电路、隔离电路和电压检测电路，其中，控制电路用于输出控制信号以及使能信号；驱动电路与控制电路相连接，用于在接收到使能信号时，根据控制信号输出周期性的电源电压信号；隔离电路与驱动电路相连接，用于对电源电压信号进行隔离处理，并输出隔离电源电压信号；隔离电源电压信号用于输出至开关单元；以及电压检测电路，分别连接隔离电路和控制电路，用于检测隔离电源电压信号的电压值后输出至控制电路；其中，在电压值大于或等于第一阈值电压时，控制电路停止输出控制信号和使能信号，从而使得驱动电路不工作，进而可以降低整个电路的功耗。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对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，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本技术的实施例提供的驱动单元的一实施方式的电路示意图；
36.图2为本技术的实施例提供的驱动单元的另一实施方式的电路示意图；
37.图3为本技术的实施例提供的驱动单元的另一实施方式的电路示意图；
38.图4为本技术的实施例提供的驱动单元的另一实施方式的电路示意图；
39.图5为本技术的实施例提供的驱动单元的另一实施方式的电路示意图；
40.图6为本技术的实施例提供的驱动单元的另一实施方式的电路示意图；
41.图7为本技术实施例提供的控制装置一结构示意图；
42.图8为本技术实施例提供的电子装置一结构示意图。
43.本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
44.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
46.请参照图1，图1为本技术的实施例提供的驱动单元的一实施方式的电路示意图。
47.如图1所示，驱动单元100包括：控制电路110、驱动电路120、隔离电路130和电压检测电路140。
48.在一实施例中，如图1所示，驱动电路120与控制电路110相连接，隔离电路130与驱动电路120相连接，该电压检测电路140分别连接隔离电路130和控制电路110。
49.示例性的，控制电路110用于输出控制信号以及使能信号，驱动电路120用于在接收到使能信号时，根据控制信号输出周期性的电源电压信号；隔离电路130用于对电源电压信号进行隔离处理，并输出隔离电源电压信号；隔离电源电压信号用于输出至开关单元200；电压检测电路140用于检测隔离电源电压信号的电压值后输出至控制电路110；在电压值大于或等于第一阈值电压时，控制电路110停止输出控制信号和所述使能信号。其中，该第一阈值电压可以根据实际情况进行设置，本技术对此不做具体限定，例如，该第一阈值电压可以设置为5v。
50.需要说明的是，该控制电路110包括电压判断模块，根据该电压判断模块判断电压值是否大于或等于第一阈值电压。其中，该电压判断模块可以是放大器。此时，放大器的一个输入端输入电压检测电路140检测到的相应电压值，另一个输入端则输入第一阈值电压，从而使得放大器能够对两个输入端进行比较，进而判断出来该电压值是否大于或者等于第一阈值电压。
51.在一实施例中，控制单元用于实现对开关单元的控制。开关单元可以为mos管等器件组成的控制电路回路通断的单元。此时，控制信号可以是脉冲宽度调制(pwm)控制信号。在其他的实施例中，该控制信号也可以是脉冲幅度调制控制信号。
52.在一实施例中，电压检测电路140包括差分的运算放大器或者隔离型的电压检测芯片。当然，该电压检测电路140也可以是其他电压检测元件。
53.在一实施例中，电压检测电路140包括adc采样电路；adc采样电路用于采集隔离电源电压信号并转换为相应的数字电压信号后，将数字电压信号输出至控制电路110；控制电路110还用于根据数字电压信号转换得到相应的电压值。根据电压值可以准确的得到隔离
电路130输的电源电压信号的电压。在一具体实施例中，adc采样电路可以为一adc采样芯片。adc采样芯片的连接隔离电路120，且与隔离电路120共地连接。adc采样芯片在对隔离电路120输出的隔离电源电压信号进行采样后输出相应的电压值至控制电路110。
54.示例性的，电压检测电路140检测隔离电路130输出的隔离电源电压信号；当检测到隔离电源电压信号的电压值小于或等于第二阈值电压时，该控制电路110输出控制信号和使能信号至驱动电路120。其中，该第二阈值电压小于第一阈值电压，该第二阈值电压可以根据实际情况进行设置，本技术对此不做具体限定，例如，该第二阈值电压可以设置为3v。
55.当隔离电路130输出的隔离电源电压信号的电压值大于或等于第一阈值电压时，控制电路110停止输出控制信号和使能信号，从而使得驱动电路120因为未接收到使能信号而停止工作，相对于驱动电路120一直处于工作状态而言，本方案可以减少整个电路的能耗。当检测到隔离后的电源电压信号的电压值小于或等于第二阈值电压时，控制电路110输出控制信号和使能信号，以输出电源电压信号控制待控制开关单元200。
56.在一实施例中，如图2或图3所示，驱动电路120包括驱动器u1，该驱动器u1包括使能端en、输入端in、接地端gnd、输出端out和电源输入端vcc，该的输入端in连接控制电路110，驱动器u1的输出端out连接隔离电路130，该驱动器u1的vcc端连接电源vdd。假如1s内，通过该改善方案，使驱动器u1有0.5s内处于不工作状态，则改方案的功耗就降低了50％。
57.在一实施例中，如图6所示，驱动器u1可以为ix4340 mosfet驱动器u1，ix4340 mosfet驱动器u1包括输入端ina、输入端inb、输出端outa和输出端outb，输入端ina和输入端inb均连接控制电路110，输出端outa和输出端outb均连接隔离电路130，vcc端连接电源vdd，当然可以选择其他型号的驱动器u1，本技术对此不做具体限定。
58.示例性的，当控制电路110向驱动器u1输出控制信号时，驱动器u1根据控制信号向隔离电路130输出周期性的电源电压信号。通过该驱动器u1可以准确的输出周期性的电源电压信号。
59.在一实施例中，如图2所示，驱动电路120还包括第四电容c4，第四电容c4的一端连接驱动器u1的输入端，另一端接地。其中，该第四电容c4选择可以根据实际情况进行选择，本技术实施例对此不做具体限定。
60.示例性的，当控制电路110输出控制信号时，输出的控制信号经第四电容c4，该第四电容c4对该控制信号进行滤波处理，并将滤波后的控制信号输出至驱动器u1，以除去控制信号中的噪声信号。
61.在一实施例中，如图3所示，该驱动电路120还包括第六电容c6和第七电容c7中的至少一个，该第六电容c6一端连接电源vdd，另一端接地，该第七电容c7一端连接电源vdd，另一端接地。其中，该第六电容c6和第七电容c7的选择可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定。通过该第六电容c6和第七电容c7中至少一个可以使输入驱动器u1的电压更加稳定。
62.在一实施例中，如图2所示，该隔离电路130包括变压器t1，所述变压器t1的初级线圈连接驱动电路120，变压器t1的次级线圈连接电压检测电路140。其中，该变压器t1可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定。
63.示例性的，当驱动电路120向该变压器t1输出周期性的电源电压信号时，该变压器
t1根据该周期性的电源电压信号输出隔离后的电源电压信号，并将隔离电源电压信号输出给开关单元200。可以理解，在隔离电路130和开关单元200之间还可以设置有其他电路结构，以实现相应的功能。
64.在一实施例中，如图2所示，隔离电路130还包括第四二极管d4和第五电容c5，第四二极管d4的阳极连接变压器t1的初级线圈的第二端，阴极连接驱动电路120；第五电容c5的一端连接第四二极管d4的阴极，第五电容c5的另一端连接变压器t1的初级线圈的第一端。其中，该第四二极管d4和第五电容c5可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定。
65.示例性的，当驱动器u1输出的电源电压信号发生突变时，变压器t1中存储的电能通过该第四二极管d4进行续流，形成泄放回路。
66.在一实施例中，如图3所示，该隔离电路130还包括第一电阻r1和第二电阻r2中至少一个，第一电阻r1一端连接驱动电路120、另一端连接第五电容c5，第二电阻r2一端连接驱动电路120、另一端连接第五电容c5，需要说明的是，第一电阻r1和第二电阻r2可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定。
67.在一实施例中，如图6所示，当驱动器u1为两路输出驱动器时，该隔离电路130还包括第三电阻r3和第四电阻r4中至少一个，第三电阻r3一端连接驱动器u1的输出端、另一端连接第五电容c5，第四电阻r4一端连接驱动器u1的输出端、另一端连接第五电容c5，需要说明的是，第三电阻r3和第四电阻r4可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定。
68.在一实施例中，如图3所示，该驱动单元100还包括倍压电路150，倍压电压150的一端连接变压器t1的次级线圈，另一端连接电压检测电路140。通过该倍压电路150可以升高隔离电路130输出的电源电压信号的电压。
69.在一实施例中，如图3所示，该倍压电路150包括第一二极管d1和第一电容c1，第一二极管d1的阳极连接变压器t1的次级线圈的第二端和接地，阴极连接电压检测电路140；第一电容c1的一端连接变压器t1的次级线圈的第一端，另一端连接第一二极管d1的阴极。其中，该第一二极管d1和第一电容c1可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定。通过该第一二极管d1和第一电容c1可以升高隔离电路130输出的电源电压信号的电压。
70.在另一实施例中，如图4所示，所述倍压电路包括第二电容c2、第三电容c3、第二二极管d2和第三二极管d3；第二电容c2的一端连接变压器t1的次级线圈的第二端，另一端连接第二二极管d2的阴极；第三电容c3的一端连接变压器t1的次级线圈的第一端，另一端连接电压检测电路140；第二二极管d2的阳极连接变压器t1的次级线圈的第一端，阴极连接第三二极管d3的阳极；第三二极管d3的阴极连接电压检测电路140。通过该第二电容c2、第三电容c3、第二二极管d2和第三二极管d3可以升高隔离电路130输出的电源电压信号的电压。
71.需要说明的是，变压器t1的初级线圈的第一端和变压器t1的次级线圈的第一端是同名端，变压器t1的初级线圈的第二端和变压器t1的次级线圈的第二端是同名端。变压器t1的初级线圈的第一端为电流流入端，第二端为电流流出端。
72.在一实施例中，如图5所示，该驱动单元100还包括整流电路160；整流电路160一端连接倍压电路150，另一端连接电压检测电路140。通过该整流电路可以使输出的电源电压信号为直流电源电压信号。
73.在一实施例中，如图5所示，该整流电路160包括第五二极管d5，该第五二极管d5的
阳极连接倍压电路150，阴极连接电压检测电路140，其中，该第五二极管d5可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定。通过该第五二极管d5可以对变压器t1输出的隔离后的电源电压信号进行整流处理。
74.在一实施例中，如图5所示，该整流电路160包括第八电容c8，该第八电容c8一端连接变压器t1的次级线圈的第二端并接地，另一端连接第五二极管d5的阴极和电压检测电路140。通过该第八电容c8可以除去变压器t1输出的噪声，并储存电能，当控制电路110停止输出控制信号，该第八电容c8输出储存的电能并用于控制开关单元200。其中，第八电容c8可以根据实际情况进行选择，本技术对此不做具体限定，当然该整流电路还可以包括更多的用于储能的电容。
75.在一实施例中，变压器t1包括单路输出变压器t1、两路输出变压器t1和多路输出变压器t1中任一种。如图3或图4所示，该变压器t1为单路输出变压器t1，如图6所示，该变压器t1为两路输出变压器t1，通过选择变压器t1的输出路数量，可以控制多个开关单元，降低驱动单元的成本。
76.在一实施例中，如图6所示，当变压器t1为两路输出变压器t1时，变压器t1的两路输出分别连接电压检测电路141和电压检测电路142。
77.上述实施例所述的驱动单元100，驱动单元包括控制电路110、驱动电路120、隔离电路130和电压检测电路140，其中，控制电路110用于输出控制信号以及使能信号；驱动电路120与控制电路110相连接，用于在接收到使能信号时，根据控制信号输出周期性的电源电压信号；隔离电路130与驱动电路120相连接，用于对电源电压信号进行隔离处理，并输出隔离电源电压信号；隔离电源电压信号用于输出至开关单元200；以及电压检测电路140，分别连接隔离电路130和控制电路110，用于检测隔离电源电压信号的电压值后输出至控制电路110；其中，在电压值大于或等于第一阈值电压时，控制电路110停止输出控制信号和使能信号，从而使得驱动电路不工作，进而可以降低整个电路的功耗。
78.请参照图7，图7为本技术实施例提供的控制装置一结构示意图。
79.如图7所示，控制装置300，包括：
80.开关单元310；
81.驱动单元320，其中，所述隔离电路与所述开关单元相连接。驱动单元320可以实现对开关单元310的开关控制。由于驱动单元320中设置有隔离电路，因此能够将电源电压信号进行隔离后输出，从而避免了驱动回路收到其所在系统回路的影响，避免在开关单元310开启和关断时所产生的振荡，提升了电路的性能。同时，驱动单元320还具有前述实施例中的低功耗的性能，从而能够降低整个控制装置的功耗。
82.在一实施例中，该开关单元310可以是三极管和mos管，在其他实施例中，开关单元310还可以控制其他装置。
83.请参照图8，图8为本技术实施例提供的电子装置一结构示意图。
84.如图8所示，该电子装置400，包括：
85.电源设备410；
86.控制装置420。开关单元设置于所述电源设备的充电回路或者放电回路上。该电子装置400还可以包括其他部件，本技术对此不做具体限定。
87.在一实施例中，该电源设备410可以是储能电池。
88.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
89.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
90.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
91.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
92.上述实施方式仅为本技术的优选实施方式，不能以此来限定本技术保护的范围，本领域的技术人员在本技术的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本技术所要求保护的范围。