一种防反接供电电路及车辆的制作方法

1.本技术涉及汽车电子控制中防负压馈入技术领域，特别涉及一种防反接供电电路及车辆。


背景技术：

2.车载电子产品易受到电磁的强烈干扰，若车载电子产品长期处于电磁干扰，则易产生负压馈入导致车载电子产品损坏。
3.现有技术中，常常采用场效应管作为防负压馈入的主要器件，并选择较大的电阻和电容，来强化场效晶体管的栅端和源端的防护水平，但这增大栅源电压建立延时，造成场效晶体管截止延时过大，进而会构成负向瞬变脉冲或负电压输入，电源有负向瞬变脉冲或负电压输入时会有负压馈入的风险。
4.因此，需要一种防反接供电电路的方案，来解决现有技术中存在的场效晶体管的栅源电压建立延时以及截止延时过大等问题，提高场效晶体管断开的效率。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术的问题，本技术实施例提供了一种防反接供电电路及车辆的技术方案，其所述技术方案如下：
6.一方面，提供了一种防反接供电电路，包括：场效晶体管、第一防反接电路、第二防反接电路和第三防反接电路；
7.其中，场效晶体管的源端与第一防反接电路的一端连接，场效晶体管的栅端与第三防反接电路的一端连接，场效晶体管与第二防反接电路连接；第一防反接电路的另一端与第三防反接电路连接，第三防反接电路另一端与第二防反接电路连接，第一防反接电路与第二防反接电路连接；
8.响应于表征负压馈入的异常电信号，第二防反接电路处于断开的状态，第一防反接电路和第三防反接电路处于导通的状态，以使场效晶体管处于断开的状态。
9.另一方面，提供了一种车辆，所述车辆用于执行上述防反接供电电路的技术方案。
10.本技术提供的一种防反接供电电路及车辆，具有如下技术效果：
11.本技术实施例通过设置场效晶体管、第一防反接电路、第二防反接电路和第三防反接电路，实现在负电馈入的异常电信号的情况下，对车载电器进行保护，其中，场效晶体管的源端与第一防反接电路的一端连接，场效晶体管的栅端与第三防反接电路的一端连接，场效晶体管与第二防反接电路连接；第一防反接电路的另一端与第三防反接电路连接，第三防反接电路另一端与第二防反接电路连接，第一防反接电路与第二防反接电路连接；响应于表征负压馈入的异常电信号，第二防反接电路处于断开的状态，第一防反接电路和第三防反接电路处于导通的状态，以使场效晶体管处于断开的状态。利用本技术提供的技术方案可以防止负电馈入对车载电器的损坏，提高场效晶体管断开的效率。
附图说明
12.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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。
13.图1为本技术实施例提供的一种防反接供电电路的结构示意图；
14.其中，附图标记对应为：100-场效晶体管；200-第四防反接电路；210-第一防反接电路、220-第二防反接电路；230-第三防反接电路；310-第一回路；320-第二回路；330-第三回路；311-第一三极管；321-第二三极管；331-第三三极管；312-第一电阻；322-第二电阻；332-第三电阻；400-第四电阻；370-第五电阻；371-第六电阻；372-第七电阻；201-第一电容；202-稳压二极管；340-第二电容；350-电感；360-防反二极管；500-瞬态抑制二极管；600-浪涌抑制电容；700-第三电容。
具体实施方式
15.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，所描述的实施例仅仅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的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。
16.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
17.请参阅图1，其所示为本技术实施例提供的一种防反接供电电路的结构示意图，下面结合图1对本技术的技术方案进行详细描述。
18.本技术实施例提供了一种防反接供电电路，具体包括场效晶体管(100)、第一防反接电路(210)、第二防反接电路(220)和第三防反接电路(230)。
19.其中，场效晶体管(100)的源端与第一防反接电路(210)的一端连接，场效晶体管(100)的栅端与第三防反接电路(230)的一端连接，场效晶体管(100)与第二防反接电路(220)连接；第一防反接电路(210)的另一端与第三防反接电路(230)连接，第三防反接电路(230)另一端与第二防反接电路(220)连接，第一防反接电路(210)与第二防反接电路(220)连接。
20.响应于表征负压馈入的异常电信号，第二防反接电路(220)处于断开的状态，第一防反接电路(210)和第三防反接电路(230)处于导通的状态，以使场效晶体管(100)处于断开的状态。
21.在本技术实施例中，通过设置场效晶体管(100)、第一防反接电路(210)、第二防反接电路(220)和第三防反接电路(230)，以使在供电电路中出现表征负压馈入的异常电信号的情况下，第二防反接电路(220)处于断开的状态，进而使得第一防反接电路(210)和第三防反接电路(230)处于导通的状态，以使场效晶体管(100)处于断开的状态，整个供电电路中难以形成回路，实现在负电馈入的异常电信号的情况下，防止负电馈入对车载电器的损
坏，解决了现有技术中存在的场效晶体管的栅源电压建立延时以及截止延时过大等问题，提高场效晶体管断开的效率，同时，在第一防反接电路(210)、第二防反接电路(220)和第三防反接电路(230)中，仅仅使用三极管和电阻等简单器件，便可以使场效晶体管(100)在供电电路中处于断开的状态，具有结构简单以及成本低的优势。
22.在一个可选的实施方式中，继续参见图1，该防反接供电电路还包括第二电容(340)；其中，第二电容(340)的一端与第三防反接电路(230)连接，第二电容(340)的另一端与第二防反接电路(220)连接；
23.在未检测到异常电信号的情况下，第二电容(340)进行储电；在检测到异常电信号的情况下，第二防反接电路(220)处于断开的状态，第二电容(340)进行放电，以使第三防反接电路(230)和第一防反接电路(210)处于导通的状态。
24.本技术实施例中，在未检测到异常电信号的情况下，即供电电路正常供电的情况下，第二防反接电路(220)中的第二三极管(321)处于导通的状态，电源对第二电容(340)进行充电过程，第二电容(340)存储电能；在检测到异常电信号的情况下，即供电电路出现反接的情况，第二防反接电路(220)处于断开的状态，第二电容(340)进行放电，以使第三防反接电路(230)中的第三三极管(331)以及第一防反接电路(210)中的第一三极管(311)均处于导通的状态，由于第三三极管(331)的集电极与场效晶体管(100)的漏端连接，第一三极管(311)的发射极与场效晶体管(100)的源端连接，以使场效晶体管(100)漏端的电压值与场效晶体管(100)源端的电压值的差值大于场效晶体管(100)的导通阈值，场效晶体管(100)则处于断开的状态，此时，场效晶体管(100)的栅源电压迅速建立，有效防止负电压馈入损坏负载电器。
25.在一个可选的实施方式中，第一防反接电路(210)包括第一回路(310)和第五电阻(370)，第二防反接电路(220)包括第二回路(320)和第六电阻(371)，第三防反接电路(230)包括第三回路(330)和第七电阻(372)；
26.其中，第一回路(310)和第五电阻(370)串联连接；第二回路(320)和第六电阻(371)串联连接；第三回路(330)和第七电阻(372)串联连接。
27.在一个可选的实施方式中，第一回路(310)包括第一三极管(311)和第一电阻(312)；第二回路(320)包括第二三极管(321)和第二电阻(322)；第三回路(330)包括第三三极管(331)和第三电阻(332)；
28.其中，第一三极管(311)的基极、第一电阻(312)和第一三极管(311)的发射极依次连接；第二三极管(321)的发射极、第二电阻(322)和第二三极管(321)的基极依次连接；第三三极管(331)的基极、第三电阻(332)和第三三极管(331)的发射极依次连接。
29.在一个可选的实施方式中，第二电容(340)的一端与第三三极管(331)的发射极连接，第二电容(340)的另一端与第二三极管(321)的集电极连接，第二电容(340)的另一端还与第一三极管(311)的集电极连接。
30.在本技术实施例中，第一三极管(311)基极的电压值由输入电源经过第一电阻(312)和第五电阻(370)分压确定，由于第一三极管(311)为pnp型，在第一三极管(311)基极的电压值大于第一三极管(311)发射极的电压值时，第一三极管(311)断开，在第一三极管(311)基极的电压值小于第一三极管(311)发射极的电压值时，第一三极管(311)导通。
31.同理，第二三极管(321)基极的电压值由输入电源经过第二电阻(322)和第六电阻
(371)分压确定，由于第二三极管(321)为npn型，在第二三极管(321)基极的电压值小于第二三极管(321)发射极的电压值时，第二三极管(321)断开，在第二三极管(321)基极的电压值大于第二三极管(321)发射极的电压值时，第二三极管(321)导通。
32.同理，第三三极管(331)基极的电压值由输入电源经过第三电阻(332)和第七电阻(372)分压确定，由于第三三极管(331)为pnp型，在第三三极管(331)基极的电压值小于第三三极管(331)发射极的电压值时，第三三极管(331)导通，在第三三极管(331)基极的电压值大于第三三极管(331)发射极的电压值时，第三三极管(331)断开。
33.响应于表征负压馈入的异常电信号，即当电源输入端出现电压反转、快速跌落或负瞬变脉冲三种情况之一时，第二三极管(321)基极的电压值为零，第二三极管(321)发射极的有负电压输入，第二三极管(321)基极的电压值大于第二三极管(321)发射极的电压值，第二三极管(321)断开，在第二三极管(321)处于断开的状态下，第三三极管(331)基极的电压值为零，第三三极管(331)发射极的电压值由于第二电容(340)放电的原因，第三三极管(331)发射极的电压值为第二电容(340)的放电电压，此时，第三三极管(331)基极的电压值小于第三三极管(331)发射极的电压值，第三三极管(331)导通，与第三三极管(331)导通原理一致，第一三极管(311)也处于导通的状态，使得场效晶体管(100)漏端的电压值与场效晶体管(100)源端的电压值的差值大于场效晶体管(100)的导通阈值，场效晶体管(100)则处于断开的状态。
34.在一个可选的实施方式中，防反接供电电路还包括电感(350)和防反二极管(360)。
35.其中，电感(350)的输入端与场效晶体管(100)的源端连接，电感(350)的输出端与防反二极管(360)的正极连接；防反二极管(360)的负极与第三三极管(331)的发射极连接，防反二极管(360)的负极还与第二电容(340)连接。
36.具体的，在异常电信号存在的情况下，由于设置的防反二极管(360)，使得在第二电容(340)进行放电时，电流不会反向流向场效晶体管(100)的源端，第二电容(340)放电时的电流则会流向第三三极管(331)，升高第三三极管(331)的发射极的电压值，由于第三三极管(331)的基极的电压值为零，第三三极管(331)则处于导通的状态。
37.在一个可选的实施方式中，继续参见图1，防反接供电电路还包括第四防反接电路(200)，其中，第四防反接电路(200)的一端与场效晶体管(100)的源端连接，第四防反接电路(200)的另一端与场效晶体管(100)的栅端连接。
38.在一个可选的实施方式中，第四防反接电路(200)包括第一电容(201)和稳压二极管(202)，其中，第一电容(201)的一端与稳压二极管(202)的正极连接，第一电容(201)的一端与稳压二极管(202)的负极连接；稳压二极管(202)的负极与场效晶体管(100)的源端连接，稳压二极管(202)的正极与场效晶体管(100)的栅端连接。
39.在一个可选的实施方式中，防反接供电电路还包括第四电阻(400)，其中，第四电阻(400)与场效晶体管(100)的栅端连接，第四电阻(400)与第四防反接电路(200)串联连接。
40.在本技术实施例中，第一电容(201)串联第四电阻(400)形成高通采样路径，响应于异常电信号，第一电容(201)处于放电的状态，场效晶体管(100)源端的电压值的差值大于场效晶体管(100)的导通阈值，使得场效晶体管(100)源端断开，此电路结构同样能够防
止负电馈入对负载电器的损坏，进而结合由第一防反接电路(210)、第二防反接电路(220)和第三防反接电路(230)组合的防反接供电电路，实现了对负载电器的双重保护，但是，由于第四电阻(400)的存在，使得场效晶体管(100)的栅源电压大于场效晶体管(100)的导通阈值的建立时间延长，即通过由第一防反接电路(210)、第二防反接电路(220)和第三防反接电路(230)组合的防反接供电电路使场效晶体管(100)的断开时间，小于由第四防反接电路(200)构成的防反接供电电路使场效晶体管(100)的断开时间，为了实现对负载电器在检测到异常电信号的情况下进行及时保护，则设置了第一防反接电路(210)、第二防反接电路(220)和第三防反接电路(230)，快速高效地防止负电馈入对车载电器的损坏。
41.在一个可选的实施方式中，防反接供电电路还包括瞬态抑制二极管(500)和浪涌抑制电容(600)，其中，瞬态抑制二极管(500)、浪涌抑制电容(600)和场效晶体管(100)彼此并联连接。
42.需要说明的是，第一电阻(312)、第二电阻(322)、第三电阻(332、第四电阻(400、第五电阻(370)、第六电阻(371)和第七电阻(372)的阻值和功率选择应保证防反接供电电路中的三极管能处于导通或者截止状态；输入电源的电压值是经过电子控制单元的电路处理后的电压；场效晶体管(100)的选型应确保寄生二极管不发生反向雪崩击穿。
43.以下结合图1，介绍本技术的一个具体实施例提供的一种防反接供电电路。
44.该防反接供电电路包括场效晶体管(100)、第一防反接电路(210)、第二防反接电路(220)、第三防反接电路(230)、第二电容(340)、电感(350)、防反二极管(360)、第四防反接电路(200)和第四电阻(400)，其中，第一防反接电路(210)包括第一回路(310)和第五电阻(370)，第二防反接电路(220)包括第二回路(320)和第六电阻(371)，第三防反接电路(230)包括第三回路(330)和第七电阻(372)，第一回路(310)包括第一三极管(311)和第一电阻(312)，第二回路(320)包括第二三极管(321)和第二电阻(322)，第三回路(330)包括第三三极管(331)和第三电阻(332)，第四防反接电路(200)包括第一电容(201)和稳压二极管(202)。
45.上述器件的电路结构如下所述：场效晶体管(100)的漏端与输入电源连接，场效晶体管(100)的源端与第一三极管(311)的发射极连接，场效晶体管(100)的源端、电感(350)、防反二极管(360)、第二电容(340)和第二三极管(321)的集电极连接，场效晶体管(100)的源端还与由第一电容(201)与稳压二极管(202)组成的串联电路并联连接，场效晶体管(100)的栅端与第三三极管(331)的集电极连接，场效晶体管(100)的栅端与第四电阻(400)连接。
46.具体的，电感(350)的输入端与场效晶体管(100)的源端连接，电感(350)的输出端与防反二极管(360)的正极连接，防反二极管(360)的负极与第三三极管(331)的发射极连接，防反二极管(360)的负极还与第二电容(340)连接，第二电容(340)的一端还与第三三极管(331)的发射极连接，第二电容(340)的另一端与第二三极管(321)的集电极连接，第二电容(340)的另一端还与第一三极管(311)的集电极连接。
47.第一电容(201)的一端与稳压二极管(202)的正极连接，第一电容(201)的一端与稳压二极管(202)的负极连接，稳压二极管(202)的负极与场效晶体管(100)的源端连接，稳压二极管(202)的正极与场效晶体管(100)的栅端连接。
48.第一三极管(311)的基极、第一电阻(312)和第一三极管(311)的发射极依次连接，
第一三极管(311)的基极还与第五电阻(370)连接，第二三极管(321)的发射极、第二电阻(322)和第二三极管(321)的基极依次连接，第二三极管(321)的基极还与第六电阻(371)连接，第三三极管(331)的基极、第三电阻(332)和第三三极管(331)的发射极依次连接，第三三极管(331)的基极还与第七电阻(372)连接。
49.基于上述电路结构，在供电电路正常供电的情况下，场效晶体管(100)中由于存寄生二极管，且输入电源从场效晶体管(100)的漏极流入，则场效晶体管(100)导通，第二三极管(321)基极的电压值由输入电源经过第二电阻(322)和第六电阻(371)分压确定，第二三极管(321)基极的电压值为由第二电阻(322)和第六电阻(371)进行分压后的电压，第二三极管(321)的发射极接地，第二三极管(321)发射极的电压值为零，则第二三极管(321)基极的电压值大于第二三极管(321)发射极的电压值，故第二三极管(321)导通，由于第一三极管(311)和第三三极管(331)均为pnp型，则第一三极管(311)基极的电压值大于第一三极管(311)发射极的电压值，第一三极管(311)断开，第三三极管(331)基极的电压值大于第三三极管(331)发射极的电压值时，第三三极管(331)断开，此时，第二电容(340)并联在负载电路中，电路正常工作。
50.基于上述电路结构，响应于表征负压馈入的异常电信号，第二三极管(321)基极的电压值为零，第二三极管(321)发射极的有负电压输入，第二三极管(321)基极的电压值大于第二三极管(321)发射极的电压值，第二三极管(321)断开，在第二三极管(321)处于断开的状态下，第三三极管(331)基极的电压值为零，第三三极管(331)发射极的电压值由于第二电容(340)放电的原因，第三三极管(331)发射极的电压值为第二电容(340)的放电电压，此时，第三三极管(331)基极的电压值小于第三三极管(331)发射极的电压值，第三三极管(331)导通，与第三三极管(331)导通原理一致，第一三极管(311)也处于导通的状态，使得场效晶体管(100)漏端的电压值与场效晶体管(100)源端的电压值的差值大于场效晶体管(100)的导通阈值，场效晶体管(100)则处于断开的状态，供电电路没有形成闭合回路，进而防止负电馈入对车载电器的损坏。
51.由本技术实施例的上述技术方案可见，本技术通过设置场效晶体管、第一防反接电路、第二防反接电路和第三防反接电路，实现在负电馈入的异常电信号的情况下，对车载电器进行保护，其中，场效晶体管的源端与第一防反接电路的一端连接，场效晶体管的栅端与第三防反接电路的一端连接，场效晶体管与第二防反接电路连接；第一防反接电路的另一端与第三防反接电路连接，第三防反接电路另一端与第二防反接电路连接，第一防反接电路与第二防反接电路连接；响应于表征负压馈入的异常电信号，第二防反接电路处于断开的状态，第一防反接电路和第三防反接电路处于导通的状态，以使场效晶体管处于断开的状态。利用本技术提供的技术方案可以防止负电馈入对车载电器的损坏，提高场效晶体管断开的效率。
52.本技术实施例中还提供了一种车辆，所述车辆用于承载并执行上述防反接供电电路，所以在本技术实施例中的车辆应具有上述防反接供电电路的技术效果，在此不再赘述。
53.虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
54.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。