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驱动电路和驱动系统的制作方法

2022-08-13 18:19:23 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及hvac控制领域,具体而言,涉及一种驱动电路和驱动系统。


背景技术:

2.在部分国家/地区中,hvac设备的控制需要使用统一的hvac控制器,单个hvac控制器需要和制热、通风、制冷等多个设备连接,通过合理的控制算法,使hvac系统在满足用户制热、通风和制冷性能的前提下,尽量节省能源。控制器和hvac设备通过建筑内的长布线互联,驱动hvac工作,因此驱动电路需考虑接线保护、节能效果、电磁兼容、防浪涌、防静电等功能。hvac的驱动电路暴露在复杂的电磁环境下,其功能和可靠性也各异。
3.现有的hvac控制器的驱动电路,完整的驱动系统由多个并行驱动电路构成,每个驱动电路负责一种设备的驱动,hvac设备对应的继电器吸合时,该设备工作;继电器断开时,该设备不工作。这种接线系统结构简单,但是功能单一、可靠性也不高。当前新兴的hvac控制器大部分是智能控制系统,可以根据驱动电路的接线状态匹配最佳的节能算法,现有驱动电路继电器触点端为无源系统,无法实现过流或短路保护,出现接线错误或hvac端故障时,控制器驱动电路可能会烧毁。
4.因此,亟需一种能够实现过流或短路保护的驱动电路。
5.在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解,因此,背景技术中可能包含某些信息,这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。


技术实现要素:

6.本技术的主要目的在于提供一种驱动电路和驱动系统,以解决现有技术中驱动电路无法实现过流或短路保护的问题。
7.根据本发明实施例的一个方面,提供了一种驱动电路,所述驱动电路包括开关单元、导通控制单元、保护电路以及导通同步单元,其中,所述开关单元的第一端用于与电源电连接,所述开关单元的第二端用于与目标设备电连接,所述开关单元的第三端接地,所述开关单元用于控制所述目标设备的导通或断开;所述导通控制单元的第一端与所述开关单元的控制端电连接,用于控制所述开关单元的工作;所述保护电路的第一端与所述开关单元的第一端电连接,所述保护电路的第二端与所述开关单元的第三端电连接,所述保护电路的第三端与所述导通控制单元的第二端电连接,用于在预定条件下控制所述开关单元断开,所述预定条件包括以下至少之一:过流和短路;所述导通同步单元的控制端与所述导通控制单元的第一输入端电连接,用于控制所述开关单元在交流电正半周工作。
8.可选地,所述开关单元包括第一开关器件和第二开关器件,其中,所述第一开关器件包括第一nmos管和第一二极管,所述第一nmos管的源极与所述第一二极管的正极电连接,所述第一nmos管的漏极与所述第一二极管的负极电连接,所述第一nmos管的漏极为所述开关单元的第一端;所述第二开关器件包括第二nmos管和第二二极管,所述第二nmos管
的源极与所述第二二极管的正极电连接,所述第二nmos管的漏极与所述第二二极管的负极电连接,所述第二nmos管的漏极为所述开关单元的第二端,所述第二nmos管的源极与所述第一nmos管的源极电连接,所述第二nmos管的栅极与所述第一nmos管的栅极电连接,且作为所述开关单元的控制端。
9.可选地,所述开关单元还包括第三二极管,所述第三二极管的正极与所述第一nmos管的源极电连接,且与所述第二nmos管的源极电连接,所述第三二极管的负极与所述保护电路的第二端电连接,所述第三二极管的正极为所述开关单元的第三端。
10.可选地,所述导通控制单元包括触发器电路和第三开关器件,其中,所述触发器电路包括d触发器和第一电阻模块,所述第一电阻模块的第一端与所述d触发器的输出端电连接,所述d触发器的第一输入端为所述导通控制单元的第一输入端,所述d触发器的第二输入端为所述导通控制单元的第二输入端,所述第一电阻模块的第二端为所述导通控制单元的第二端;所述第三开关器件的控制端与所述d触发器的输出端电连接,所述第三开关器件的第一端接地,所述第三开关器件的第二端与所述开关单元的控制端电连接,所述第三开关器件的第二端为所述导通控制单元的第一端。
11.可选地,所述第三开关器件包括第三nmos管、第二电阻模块以及第一晶体管,其中,所述第三nmos管的栅极与所述第一电阻模块的第二端电连接,所述第三nmos管的源极接地;所述第二电阻模块的第一端与所述第三nmos管的漏极电连接;所述第一晶体管的基极与所述第二电阻模块的第二端电连接,所述第一晶体管的集电极与所述开关单元的控制端电连接,所述第一晶体管的发射极用于与所述电源电连接,所述第一晶体管的集电极为所述导通控制单元的第一端。
12.可选地,所述第三开关器件还包括第一滤波电路和第二滤波电路,其中,所述第一滤波电路,一端与所述第一晶体管的基极电连接,且与所述第二电阻模块的第二端电连接,另一端与所述第一晶体管的发射极电连接;所述第二滤波电路,一端与所述第一晶体管的集电极电连接,另一端与所述开关单元的第三端电连接。
13.可选地,所述第一滤波电路包括第三电阻模块和第一电容模块,其中,所述第三电阻模块的第一端与所述第二电阻模块的第二端电连接;所述第一电容模块的第一端与所述第三电阻模块的第一端电连接,所述第一电容模块的第二端与所述第三电阻模块的第二端电连接;所述第二滤波电路包括第二电容模块和第四电阻模块,其中,所述第二电容模块的第一端与所述开关单元的第三端电连接,所述第二电容模块的第二端与所述开关单元的控制端电连接;所述第四电阻模块的第一端与所述第二电容模块的第一端电连接,所述第四电阻模块的第二端与所述第二电容模块的第二端电连接。
14.可选地,所述保护电路包括:第四开关器件,所述第四开关器件的控制端与所述开关单元的第一端电连接,所述第四开关器件的第二端与所述开关单元的第三端电连接,所述第四开关器件的第一端与所述导通控制单元的第二端电连接,所述第四开关器件的控制端为所述保护电路的第一端,所述第四开关器件的第二端为所述保护电路的第二端,所述第四开关器件的第一端为所述保护电路的第三端。
15.可选地,所述第四开关器件包括第五电阻模块、第二晶体管以及第三晶体管,其中,所述第五电阻模块的第二端与所述开关单元的第一端电连接;所述第二晶体管的集电极与所述第五电阻模块的第一端电连接,所述第二晶体管的发射极与所述导通控制单元的
第二端电连接;所述第三晶体管的集电极与所述第二晶体管的基极电连接,所述第三晶体管的发射极接地,所述第三晶体管的基极与所述第二晶体管的集电极电连接。
16.可选地,所述导通同步单元包括第一导通控制电路和第五开关器件,其中,所述第一导通控制电路的第一端用于与所述电源电连接;所述第五开关器件的控制端与所述第一导通控制电路的第二端电连接,所述第五开关器件的第一端用于与所述导通控制单元的第一输入端电连接,所述第五开关器件的第二端接地,所述第五开关器件的第一端为所述导通同步单元的控制端。
17.可选地,所述第一导通控制电路包括第六电阻模块和第四二极管,其中,所述第六电阻模块的第二端用于与所述电源电连接;所述第四二极管的正极与所述第六电阻模块的第一端电连接;所述第五开关器件包括第四晶体管和第七电阻模块,其中,所述第四晶体管的基极与所述第四二极管的负极电连接,所述第四晶体管的集电极与所述导通控制单元的第一输入端电连接,所述第四晶体管的发射极接地,所述第四晶体管的集电极为所述导通同步单元的控制端;所述第七电阻模块的第一端与所述第四晶体管的集电极电连接,所述第七电阻模块的第二端用于与所述电源电连接。
18.可选地,所述驱动电路还包括加速断开单元,用于加快所述开关单元控制所述目标设备断开的速度,所述加速断开单元包括第六开关器件和第七开关器件,其中,所述第六开关器件的控制端与所述导通控制单元的第二端电连接,所述第六开关器件的第一端接地;所述第七开关器件的控制端与所述导通控制单元的第一端电连接,所述第七开关器件的第一端与所述第六开关器件的第二端电连接,所述第七开关器件的第二端与所述开关单元的第三端电连接。
19.可选地,所述第六开关器件包括第四nmos管、第八电阻模块、第五晶体管、第五二极管、以及第九电阻模块,其中,所述第四nmos管的栅极与所述导通控制单元的第二端电连接,所述第四nmos管的源极接地;所述第八电阻模块的第一端与所述第四nmos管的漏极电连接,所述第八电阻模块的第二端用于与所述电源电连接;所述第五晶体管的基极与所述第八电阻模块的第一端电连接,所述第五晶体管的发射极接地;所述第五二极管的负极与所述第五晶体管的集电极电连接;所述第九电阻模块的第一端与所述第五二极管的正极电连接;所述第七开关器件包括第六二极管和第六晶体管,其中,所述第六二极管的正极与所述第九电阻模块的第二端电连接,所述第六二极管的负极与所述导通控制单元的第一端电连接;所述第六晶体管的基极与所述第六二极管的正极电连接,所述第六晶体管的集电极与所述开关单元的第三端电连接,所述第六晶体管的发射极与所述第六二极管的负极电连接。
20.可选地,所述驱动电路还包括检测电路和隔离电路,所述检测电路用于检测所述目标设备是否接入所述驱动电路,所述检测电路包括第一整流电路和第一稳压电路,其中,所述第一整流电路的第一端与所述开关单元的第二端电连接;所述第一稳压电路第一端与所述第一整流电路的第二端电连接,且与所述隔离电路的第一输入端电连接,所述第一稳压电路第二端与所述保护电路的第二端电连接;所述隔离电路用于数字信号隔离,所述隔离电路的输出端与所述导通控制单元的第二输入端电连接。
21.可选地,所述第一整流电路包括第七二极管和第十电阻模块,其中,所述第七二极管的正极与所述开关单元的第二端电连接;所述第十电阻模块的第一端与所述第七二极管
的负极电连接;所述第一稳压电路包括第三电容模块、第一稳压器、第十一电阻模块以及第十二电阻模块,其中,所述第三电容模块的第一端与所述第十电阻模块的第二端电连接,所述第三电容模块的第二端与所述保护电路的第二端电连接;所述第一稳压器的阳极与所述保护电路的第二端电连接,所述第一稳压器的阴极与所述第三电容模块的第一端电连接;所述第十一电阻模块的第一端与所述第一稳压器的参考端电连接,所述第十一电阻模块的第二端与所述第一稳压器的阳极电连接;所述第十二电阻模块的第一端与所述第一稳压器的阴极电连接,所述第十二电阻模块的第二端与所述第十一电阻模块的第一端电连接。
22.可选地,所述驱动电路还包括微控制单元,所述微控制单元的输出端与所述隔离电路的第二输入端电连接,用于输出导通或断开所述目标设备的信号。
23.可选地,所述驱动电路还包括电源电路,用于将交流电转换为直流电,所述电源电路包括第二整流电路和第二稳压电路,其中,所述第二整流电路的第一端与交流电源的第一端电连接,所述第二整流电路的第二端与所述交流电源的第二端电连接;所述第二稳压电路的第一端与所述第二整流电路的第三端电连接,所述第二稳压电路的第二端与所述第二整流电路的第四端电连接。
24.可选地,所述第二整流电路包括第九二极管、第四电容模块以及第十二极管,其中,所述第九二极管的正极用于与所述交流电源的第一端电连接;所述第四电容模块的第二端与所述第九二极管的负极电连接;所述第十二极管的正极与所述第四电容模块的第一端电连接,所述第十二极管的负极用于与所述交流电源的第二端电连接;所述第二稳压电路包括第十三电阻模块、第二稳压器、第五电容模块、第七晶体管、第十四电阻模块以及第十五电阻模块,其中,所述第十三电阻模块的第二端与所述第四电容模块的第二端电连接;所述第二稳压器的阴极与所述第十三电阻模块的第一端电连接,所述第二稳压器的阳极与所述第四电容模块的第一端电连接;所述第五电容模块的第一端与所述第二稳压器的参考端电连接,所述第五电容模块的第二端与所述第十三电阻模块的第一端电连接;所述第七晶体管的基极与所述第五电容模块的第二端电连接,所述第七晶体管的集电极与所述第十三电阻模块的第二端电连接,所述第七晶体管的发射极用于输出直流电;所述第十四电阻模块的第一端与所述五电容模块的第一端电连接,所述第十四电阻模块的第二端与所述第七晶体管的发射极电连接;所述第十五电阻模块的第一端与所述第二稳压器的阳极电连接,且接地,所述第十五电阻模块的第二端与所述第十四电阻模块的第一端电连接。
25.根据本发明实施例的一个方面,提供了一种驱动系统,包括:一个或多个hvac设备以及一个或多个驱动电路,其中,一个所述hvac设备对应一个所述驱动电路,所述hvac设备与所述驱动电路电连接,所述驱动电路为任一种所述的驱动电路。
26.在本发明实施例中,所述驱动电路包括开关单元、导通控制单元、保护电路以及导通同步单元,其中,所述开关单元的第一端用于与电源电连接,所述开关单元的第二端用于与目标设备电连接,所述开关单元的第三端接地,所述开关单元用于控制所述目标设备的导通或断开;所述导通控制单元的第一端与所述开关单元的控制端电连接,用于控制所述开关单元的工作;所述保护电路的第一端与所述开关单元的第一端电连接,所述保护电路的第二端与所述开关单元的第三端电连接,所述保护电路的第三端与所述导通控制单元的第二端电连接,用于在预定条件下控制所述开关单元断开,所述预定条件包括以下至少之一:过流和短路;所述导通同步单元的控制端与所述导通控制单元的第一输入端电连接,用
于控制所述开关单元在交流电正半周工作。该驱动电路通过导通控制电路控制开关导通,并通过导通同步单元控制开关单元在开光单元两端的交流电为正半周时导通,再通过保护电路在开关单元两端的交流电为正半周且电路发生过流或短路时控制所述开关单元断开,从而使目标设备不接入电路,进而解决了现有技术中驱动电路无法实现过流或短路保护的问题。
附图说明
27.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解,本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术,并不构成对本技术的不当限定。在附图中:
28.图1示出了本技术的一种典型实施例的驱动电路示意图;
29.图2示出了本技术的一种实施例的电源电路和多个驱动电路的示意图;
30.图3示出了本技术的一种实施例的驱动电路示意图;
31.图4示出了本技术的另一种实施例的驱动电路示意图;
32.图5示出了本技术的又一种实施例的驱动电路示意图;
33.图6示出了本技术的一种实施例的电源电路示意图。
34.其中,上述附图包括以下附图标记:
35.10、开关单元;20、导通控制单元;30、保护电路;40、导通同步单元;11、第一开关器件;12、第二开关器件;101、第一nmos管;102、第一二极管;103、第二nmos管;104、第二二极管;105、第三二极管;21、触发器电路;22、第三开关器件;201、d触发器;202、第一电阻模块;203、第三nmos管;204、第二电阻模块;205、第一晶体管;221、第一滤波电路;222、第二滤波电路;206、第三电阻模块;207、第一电容模块;208、第四电阻模块;209、第二电容模块;31、第四开关器件;301、第五电阻模块;302、第二晶体管;303、第三晶体管;41、第一导通控制电路;42、第五开关器件;401、第六电阻模块;402、第四二极管;403、第四晶体管;404、第七电阻模块;50、加速断开单元;51、第六开关器件;52、第七开关器件;501、第四nmos管;502、第八电阻模块;503、第五晶体管;504、第五二极管;505、第九电阻模块;506、第六二极管;507、第六晶体管;60、检测电路;61、第一整流电路;62、第一稳压电路;601、第七二极管;602、第十电阻模块;603、第三电容模块;604、第一稳压器;605、第十一电阻模块;606、第十二电阻模块;70、隔离电路;80、微控制单元;90、电源电路;91、第二整流电路;92、第二稳压电路;901、第九二极管;902、第四电容模块;903、第十二极管;904、十三电阻模块;905、第二稳压器;906、第五电容模块;907、第七晶体管;908、第十四电阻模块;909、第十五电阻模块。
具体实施方式
36.应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
37.需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
38.应该理解的是,当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时,该元件可直接在该另一元件上,或者也可存在中间元件。而且,在说明书以及权利要求书中,当描述有元件“连接”至另一元件时,该元件可“直接连接”至该另一元件,或者通过第三元件“连接”至该另一元件。
39.正如背景技术中所说的,现有技术中驱动电路无法实现过流或短路保护,为了解决上述问题,本技术提出了一种驱动电路和驱动系统。
40.本技术的一种典型的实施例中,提供了一种驱动电路,如图1所示,上述驱动电路包括开关单元10、导通控制单元20、保护电路30以及导通同步单元40,其中,上述开关单元10的第一端用于与电源电连接,上述开关单元10的第二端用于与目标设备电连接,上述开关单元10的第三端接地,上述开关单元10用于控制上述目标设备的导通或断开;上述导通控制单元20的第一端与上述开关单元10的控制端电连接,用于控制上述开关单元10的工作;上述保护电路30的第一端与上述开关单元10的第一端电连接,上述保护电路30的第二端与上述开关单元10的第三端电连接,上述保护电路30的第三端与上述导通控制单元20的第二端电连接,用于在预定条件下控制上述开关单元10断开,上述预定条件包括以下至少之一:过流和短路;上述导通同步单元40的控制端与上述导通控制单元20的第一输入端电连接,用于控制上述开关单元10在交流电正半周工作。
41.上述驱动电路包括开关单元、导通控制单元、保护电路以及导通同步单元,其中,上述开关单元的第一端用于与电源电连接,上述开关单元的第二端用于与目标设备电连接,上述开关单元的第三端接地,上述开关单元用于控制上述目标设备的导通或断开;上述导通控制单元的第一端与上述开关单元的控制端电连接,用于控制上述开关单元的工作;上述保护电路的第一端与上述开关单元的第一端电连接,上述保护电路的第二端与上述开关单元的第三端电连接,上述保护电路的第三端与上述导通控制单元的第二端电连接,用于在预定条件下控制上述开关单元断开,上述预定条件包括以下至少之一:过流和短路;上述导通同步单元的控制端与上述导通控制单元的第一输入端电连接,用于控制上述开关单元在交流电正半周工作。该驱动电路通过导通控制电路控制开关导通,并通过导通同步单元控制开关单元在开光单元两端的交流电为正半周时导通,再通过保护电路在开关单元两端的交流电为正半周且电路发生过流或短路时控制上述开关单元断开,从而使目标设备不接入电路,进而解决了现有技术中驱动电路无法实现过流或短路保护的问题。
42.实际应用中,一个上述驱动电路控制一个上述目标设备,上述驱动电路可以有多个,如图2所示,多个驱动电路,包括驱动电路1、驱动电路2、

、驱动电路n,构成一个驱动系统。
43.本技术的一种实施例中,如图3所示,上述开关单元包括第一开关器件11和第二开关器件12,其中,上述第一开关器件11包括第一nmos管101和第一二极管102,上述第一nmos管101的源极与上述第一二极管102的正极电连接,上述第一nmos管101的漏极与上述第一二极管102的负极电连接,上述第一nmos管101的漏极为上述开关单元10的第一端;上述第二开关器件12包括第二nmos管103和第二二极管104,上述第二nmos管103的源极与上述第二二极管104的正极电连接,上述第二nmos管103的漏极与上述第二二极管104的负极电连接,上述第二nmos管103的漏极为上述开关单元10的第二端,上述第二nmos管103的源极与上述第一nmos管101的源极电连接,上述第二nmos管103的栅极与上述第一nmos管101的栅
极电连接,且作为上述开关单元10的控制端。上述第一nmos管101和第二nmos管103反串连接,使得在交流电路中,可以防止nmos的体二极管误导通。
44.具体地,交流电源有两个端子,r端和c端,如图3所示,上述开关单元的第一端与交流电源r端电连接,上述开关单元的第二端通过目标设备与交流电源的c端电连接,交流电源参数可以是电压为18~30v,频率为50~60hz。
45.为了阻止多个驱动电路之间的电流流动,避免双向开关误动作,本技术的另一种实施例中,如图3所示,上述开关单元10还包括第三二极管105,上述第三二极管105的正极与上述第一nmos管101的源极电连接,且与上述第二nmos管103的源极电连接,上述第三二极管105的负极与上述保护电路30的第二端电连接,上述第三二极管105的正极为上述开关单元10的第三端。
46.本技术的又一种实施例中,如图3所示,上述导通控制单元20包括触发器电路21和第三开关器件22,其中,上述触发器电路21包括d触发器201和第一电阻模块202,上述第一电阻模块202的第一端与上述d触发器201的输出端电连接,上述d触发器201的第一输入端为上述导通控制单元20的第一输入端,上述d触发器201的第二输入端为上述导通控制单元20的第二输入端,上述第一电阻模块202的第二端为上述导通控制单元20的第二端;上述第三开关器件22的控制端与上述d触发器201的输出端电连接,上述第三开关器件22的第一端接地,上述第三开关器件22的第二端与上述开关单元10的控制端电连接,上述第三开关器件22的第二端为上述导通控制单元20的第一端。上述导通控制单元包括触发器电路和第三开关器件,由d触发器输出高电平,使得第三开关器件导通,从而可以控制双向开关导通。
47.本技术的再一种实施例中,如图3所示,上述第三开关器件22包括第三nmos管203、第二电阻模块204以及第一晶体管205,其中,上述第三nmos管203的栅极与上述第一电阻模块202的第二端电连接,上述第三nmos管203的源极接地;上述第二电阻模块204的第一端与上述第三nmos管203的漏极电连接;上述第一晶体管205的基极与上述第二电阻模块204的第二端电连接,上述第一晶体管205的集电极与上述开关单元10的控制端电连接,上述第一晶体管205的发射极用于与上述电源电连接,上述第一晶体管205的集电极为上述导通控制单元20的第一端。上述第一晶体管的发射极用于与直流电源电连接,上述d触发器输出高电平时,上述第三nmos管导通,控制上述第一晶体管导通,使得直流电源通过第一晶体管和第三二极管向第一nmos管和第二nmos管的栅极-源极充电,使得开关单元导通。
48.为了使得上述第一晶体管能够顺利导通,本技术的另一种实施例中,如图3所示,上述第三开关器件22还包括第一滤波电路221和第二滤波电路222,其中,上述第一滤波电路221,一端与上述第一晶体管205的基极电连接,且与上述第二电阻模块204的第二端电连接,另一端与上述第一晶体管205的发射极电连接;上述第二滤波电路222,一端与上述第一晶体管205的集电极电连接,另一端与上述开关单元10的第三端电连接。
49.本技术的又一种实施例中,如图3所示,上述第一滤波电路221包括第三电阻模块206和第一电容模块207,其中,上述第三电阻模块206的第一端与上述第二电阻模块204的第二端电连接;上述第一电容模块207的第一端与上述第三电阻模块206的第一端电连接,上述第一电容模块207的第二端与上述第三电阻模块206的第二端电连接;上述第二滤波电路222包括第二电容模块209和第四电阻模块208,其中,上述第二电容模块209的第一端与上述开关单元10的第三端电连接,上述第二电容模块209的第二端与上述开关单元10的控
制端电连接;上述第四电阻模块208的第一端与上述第二电容模块209的第一端电连接,上述第四电阻模块208的第二端与上述第二电容模块209的第二端电连接。当上述第三nmos管导通时,上述第一晶体管的基极电位通过上述第二电阻模块和上述第三电阻模块分压被拉低,使得第一晶体管被导通。
50.为了使得电路发生过流或短路时,开关单元可以断开,本技术的再一种实施例中,如图3所示,上述保护电路30包括:第四开关器件31,上述第四开关器件31的控制端与上述开关单元10的第一端电连接,上述第四开关器件31的第二端与上述开关单元10的第三端电连接,上述第四开关器件31的第一端与上述导通控制单元20的第二端电连接,上述第四开关器件31的控制端为上述保护电路30的第一端,上述第四开关器件31的第二端为上述保护电路30的第二端,上述第四开关器件31的第一端为上述保护电路30的第三端。
51.本技术的另一种实施例中,如图3所示,上述第四开关器件31包括第五电阻模块301、第二晶体管302以及第三晶体管303,其中,上述第五电阻模块301的第二端与上述开关单元10的第一端电连接;上述第二晶体管302的集电极与上述第五电阻模块301的第一端电连接,上述第二晶体管302的发射极与上述导通控制单元20的第二端电连接;上述第三晶体管303的集电极与上述第二晶体管302的基极电连接,上述第三晶体管303的发射极接地,上述第三晶体管303的基极与上述第二晶体管302的集电极电连接。当交流电r端相对c端的电流正半周发生过流或短路时,第一nmos管的漏极-源极压降升高,当压降大于第三晶体管的基极-发射极导通阈值后,第三晶体管导通,则第三晶体管的集电极电位被拉低,即第二晶体管的基极电位被拉低,导致第二晶体管被导通,从而使其集电极电位被拉高,使第三晶体管的基极保持较高电位,这时第二晶体管和第三晶体管实现了互锁,可以一直维持导通,从而使得目标设备不接入电路,直到d触发器输出为低电平或者电源撤除。
52.由于上述保护电路只保护第一nmos管漏极电压大于源极电压的情况,因此,要求驱动电路导通瞬间,负载的电流方向是交流电源r端流向c端的正半周,才能实现保护的最大灵敏度,为了进一步实现保护作用,使得负载的电流方向是负半周时开关单元也可以顺利断开,本技术的又一种实施例中,如图3所示,上述导通同步单元40包括第一导通控制电路41和第五开关器件42,其中,上述第一导通控制电路41的第一端用于与上述电源电连接;上述第五开关器件42的控制端与上述第一导通控制电路41的第二端电连接,上述第五开关器件42的第一端用于与上述导通控制单元20的第一输入端电连接,上述第五开关器件42的第二端接地,上述第五开关器件42的第一端为上述导通同步单元40的控制端。
53.本技术的再一种实施例中,如图3所示,上述第一导通控制电路41包括第六电阻模块401和第四二极管402,其中,上述第六电阻模块401的第二端用于与上述电源电连接;上述第四二极管402的正极与上述第六电阻模块401的第一端电连接;上述第五开关器件42包括第四晶体管403和第七电阻模块404,其中,上述第四晶体管403的基极与上述第四二极管402的负极电连接,上述第四晶体管403的集电极与上述导通控制单元20的第一输入端电连接,上述第四晶体管403的发射极接地,上述第四晶体管403的集电极为上述导通同步单元40的控制端;上述第七电阻模块404的第一端与上述第四晶体管403的集电极电连接,上述第七电阻模块404的第二端用于与上述电源电连接。当电源电压负半周时,电流流经交流电源c端、第六电阻模块、第四二极管和第四晶体管的基极-发射极,这时第四晶体管导通,第四晶体管的集电极输出低电平;当电源电压正半周时,无电流流经交流电源c端、第六电阻
模块、第四二极管和第四晶体管的基极-发射极,这时第四晶体管不导通,第四晶体管集电极输出高电平,因此,第四晶体管在电压负半周进入正半周的时刻,输出上升沿,该上升沿输出到d触发器的clk端。当导通信号进入d触发器第二输入端d端时,d触发器输出端q不会立即响应,只有clk的上升沿到来时,d触发器输出端q才会跟随d触发器第二输入端d端,使第一nmos管和第二nmos管导通。综上,第一nmos管和第一nmos管只能在电压过零点导通,因为目标设备均为感性负载,电流相位滞后电压相位0~90
°
之间,所以,目标设备最终被控制在正半周导通,保证保护电路快速生效。
54.为了使得在触发过流或短路保护后,开关单元尽快关断,本技术的另一种实施例中,如图4和图5所示,上述驱动电路还包括加速断开单元50,用于加快上述开关单元10控制上述目标设备断开的速度,上述加速断开单元50包括第六开关器件51和第七开关器件52,其中,上述第六开关器件51的控制端与上述导通控制单元20的第二端电连接,上述第六开关器件51的第一端接地;上述第七开关器件52的控制端与上述导通控制单元20的第一端电连接,上述第七开关器件52的第一端与上述第六开关器件51的第二端电连接,上述第七开关器件52的第二端与上述开关单元10的第三端电连接。
55.本技术的又一种实施例中,如图4所示,上述第六开关器件51包括第四nmos管501、第八电阻模块502、第五晶体管503、第五二极管504、以及第九电阻模块505,其中,上述第四nmos管501的栅极与上述导通控制单元20的第二端电连接,上述第四nmos管501的源极接地;上述第八电阻模块502的第一端与上述第四nmos管501的漏极电连接,上述第八电阻模块502的第二端用于与上述电源电连接;上述第五晶体管503的基极与上述第八电阻模块502的第一端电连接,上述第五晶体管503的发射极接地;上述第五二极管504的负极与上述第五晶体管503的集电极电连接;上述第九电阻模块505的第一端与上述第五二极管504的正极电连接;上述第七开关器件52包括第六二极管506和第六晶体管507,其中,上述第六二极管506的正极与上述第九电阻模块505的第二端电连接,上述第六二极管506的负极与上述导通控制单元20的第一端电连接;上述第六晶体管507的基极与上述第六二极管506的正极电连接,上述第六晶体管507的集电极与上述开关单元10的第三端电连接,上述第六晶体管507的发射极与上述第六二极管506的负极电连接。当双向开关需要被关断时,d触发器或保护电路使第四nmos管的栅极电平被拉低,第四nmos管漏极输出高电平,使第五晶体管被导通,这时由于第一晶体管集电极的电压高于gnd(地),电流将会流过六晶体管发射极-基极、第九电阻模块、第五二极管和第五晶体管集电极-发射极,该电流使六晶体管导通,存储在第二电容模块、第一nmos管和第二nmos管栅极-源极之间的电荷快速通过六晶体管泄放,使得第一nmos管和第二nmos管快速关断,及时产生保护作用。第六二极管的作用是防止高电压击穿六晶体管的基极-发射极,第五二极管的作用是防止电流从vcc通过第八电阻模块、第五晶体管基极-集电极、第九电阻模块、第六二极管流向第一nmos管和第二nmos管的栅极,导致误导通。
56.实际应用中,当交流电r端相对c端的电流正半周发生过流或短路时,上述保护电路中第二晶体管和第三晶体管持续导通,还可以使得第三nmos管和第四nmos管截止,加速开关单元断开。
57.为了检测驱动电路中是否有目标设备接入,另外,为了数字信号隔离,增强esd、eft、浪涌和emc性能,本技术的再一种实施例中,如图4和图5所示,上述驱动电路还包括检
测电路60和隔离电路70,上述检测电路60用于检测上述目标设备是否接入上述驱动电路,上述检测电路60包括第一整流电路61和第一稳压电路62,其中,上述第一整流电路61的第一端与上述开关单元10的第二端电连接;上述第一稳压电路62第一端与上述第一整流电路61的第二端电连接,且与上述隔离电路70的第一输入端电连接,上述第一稳压电路62第二端与上述保护电路30的第二端电连接;上述隔离电路70用于数字信号隔离,上述隔离电路70的输出端与上述导通控制单元20的第二输入端电连接。上述隔离电路的导通信号进入d触发器的第二输入端。
58.实际应用中,上述隔离电路可用集成的数字隔离器、光耦、变压器等通用方式实现,本领域技术人员可以根据实际需求选择。
59.本技术的另一种实施例中,如图4所示,上述第一整流电路61包括第七二极管601和第十电阻模块602,其中,上述第七二极管601的正极与上述开关单元10的第二端电连接;上述第十电阻模块602的第一端与上述第七二极管601的负极电连接;上述第一稳压电路62包括第三电容模块603、第一稳压器604、第十一电阻模块605以及第十二电阻模块606,其中,上述第三电容模块603的第一端与上述第十电阻模块602的第二端电连接,上述第三电容模块603的第二端与上述保护电路30的第二端电连接;上述第一稳压器604的阳极与上述保护电路30的第二端电连接,上述第一稳压器604的阴极与上述第三电容模块603的第一端电连接;上述第十一电阻模块605的第一端与上述第一稳压器604的参考端电连接,上述第十一电阻模块605的第二端与上述第一稳压器604的阳极电连接;上述第十二电阻模块606的第一端与上述第一稳压器604的阴极电连接,上述第十二电阻模块606的第二端与上述第十一电阻模块605的第一端电连接。当没有目标设备接入时,开关单元的第二端没有电压加载,输出到隔离电路的电平与gnd保持一致,即低电平;当有目标设备接入时,电流从第七二极管和第十一电阻模块流入第三电容模块,其中第一稳压器是可调并联稳压器,通过第十一电阻模块和第十二电阻模块设定两端的电压值,第一稳压器的作用是维持第三电容模块两端的电压为恒定值,即第三电容模块可持续输出高电平。第七二极管的作用是防止电流从第三晶体管、第一稳压器流入到开关单元的第二端,造成双向开关误导通,第十一电阻模块的作用是限制流入到检测电路的电流。检测电路的输出信号连接到隔离电路。
60.为了能够表示目标设备的导通或断开,本技术的又一种实施例中,如图5所示,上述驱动电路还包括微控制单元80,上述微控制单元80的输出端与上述隔离电路70的第二输入端电连接,用于输出导通或断开上述目标设备的信号。微控制单元的gpio输出高电平或低电平,分别表示,目标设备开通或关断,上述检测电路的输出信号连接到隔离电路,通过隔离电路可以被微控制单元检测到。
61.为了形成直流电源,本技术的再一种实施例中,如图2和图6所示,上述驱动电路还包括电源电路90,用于将交流电转换为直流电,上述电源电路90包括第二整流电路91和第二稳压电路92,其中,上述第二整流电路91的第一端与交流电源的第一端电连接,上述第二整流电路91的第二端与上述交流电源的第二端电连接;上述第二稳压电路92的第一端与上述第二整流电路91的第三端电连接,上述第二稳压电路92的第二端与上述第二整流电路91的第四端电连接。
62.实际应用中,上述电源电路结构简单,多个上述驱动电路可以共用一个上述电源电路,可以有效降低成本。
63.本技术的另一种实施例中,如图6所示,上述第二整流电路91包括第九二极管901、第四电容模块902以及第十二极管903,其中,上述第九二极管901的正极用于与上述交流电源的第一端电连接;上述第四电容模块902的第二端与上述第九二极管901的负极电连接;上述第十二极管903的正极与上述第四电容模块902的第一端电连接,上述第十二极管903的负极用于与上述交流电源的第二端电连接;上述第二稳压电路92包括第十三电阻模块904、第二稳压器905、第五电容模块906、第七晶体管907、第十四电阻模块908以及第十五电阻模块909,其中,上述第十三电阻模块904的第二端与上述第四电容模块902的第二端电连接;上述第二稳压器905的阴极与上述第十三电阻模块904的第一端电连接,上述第二稳压器905的阳极与上述第四电容模块902的第一端电连接;上述第五电容模块906的第一端与上述第二稳压器905的参考端电连接,上述第五电容模块906的第二端与上述第十三电阻模块904的第一端电连接;上述第七晶体管907的基极与上述第五电容模块906的第二端电连接,上述第七晶体管907的集电极与上述第十三电阻模块904的第二端电连接,上述第七晶体管907的发射极用于输出直流电;上述第十四电阻模块的第一端与上述五电容模块的第一端电连接,上述第十四电阻模块908的第二端与上述第七晶体管907的发射极电连接;上述第十五电阻模块909的第一端与上述第二稳压器905的阳极电连接,且接地,上述第十五电阻模块909的第二端与上述第十四电阻模块908的第一端电连接。交流电源的r端和c端,经过第九二极管和第十二极管向第四电容模块充电,形成直流电源,第二稳压器为可调并联稳压器,通过第十四电阻模块以及第十五电阻模块设定vcc的电压值,可维持vcc电压为恒定值。多个驱动电路可共用电源电路,但是r端和c端不可反接或改用桥式整流,否则双向开关会误导通。
64.本技术的另一种典型实施例中,提供了一种驱动系统,包括:一个或多个hvac设备以及一个或多个驱动电路,其中,一个上述hvac设备对应一个上述驱动电路,上述hvac设备与上述驱动电路电连接,上述驱动电路为任一种上述的驱动电路。
65.上述驱动系统,包括上述驱动电路,该驱动电路通过导通控制电路控制开关导通,并通过导通同步单元控制开关单元在开光单元两端的交流电为正半周时导通,再通过保护电路在开关单元两端的交流电为正半周且电路发生过流或短路时控制上述开关单元断开,从而使目标设备不接入电路,进而解决了现有技术中驱动电路无法实现过流或短路保护的问题。
66.从以上的描述中,可以看出,本技术上述的实施例实现了如下技术效果:
67.1)、本技术的驱动电路包括开关单元、导通控制单元、保护电路以及导通同步单元,其中,上述开关单元的第一端用于与电源电连接,上述开关单元的第二端用于与目标设备电连接,上述开关单元的第三端接地,上述开关单元用于控制上述目标设备的导通或断开;上述导通控制单元的第一端与上述开关单元的控制端电连接,用于控制上述开关单元的工作;上述保护电路的第一端与上述开关单元的第一端电连接,上述保护电路的第二端与上述开关单元的第三端电连接,上述保护电路的第三端与上述导通控制单元的第二端电连接,用于在预定条件下控制上述开关单元断开,上述预定条件包括以下至少之一:过流和短路;上述导通同步单元的控制端与上述导通控制单元的第一输入端电连接,用于控制上述开关单元在交流电正半周工作。该驱动电路通过导通控制电路控制开关导通,并通过导通同步单元控制开关单元在开光单元两端的交流电为正半周时导通,再通过保护电路在开
关单元两端的交流电为正半周且电路发生过流或短路时控制上述开关单元断开,从而使目标设备不接入电路,进而解决了现有技术中驱动电路无法实现过流或短路保护的问题。
68.2)、本技术的驱动系统,包括上述驱动电路,该驱动电路通过导通控制电路控制开关导通,并通过导通同步单元控制开关单元在开光单元两端的交流电为正半周时导通,再通过保护电路在开关单元两端的交流电为正半周且电路发生过流或短路时控制上述开关单元断开,从而使目标设备不接入电路,进而解决了现有技术中驱动电路无法实现过流或短路保护的问题。
69.以上所述仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
再多了解一些

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