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硬件诊断保护电路

阅读：1051发布：2020-06-02

专利汇可以提供硬件诊断保护电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种硬件诊断保护电路，包括ECU1通信电路与ECU2电源电路，ECU1通信电路的三极管 Q1由驱动信号 Vin进行控制，Q1集电极连接ECU2电源电路，其特征在于：在Q1集电极连接保护电路，保护电路由主保护电路和限值保护电路组成，主保护电路包括Q2、Q3、R4，其中，Q2的发射极连接Q1的集电极，Q2的基极连接Q3的集电极，Q3的基极连接R4，R4另一侧连接ECU1通信电路的输入端；限值保护电路包括稳压管Z1、R5、R6、Q4，稳压管Z1、R5、R6顺序连接，稳压管Z1的输入端连接Q2的集电极，Q4的基极连接R5和R6，Q4的集电极连接Q1的基极。本发明是纯硬件电路,具有成本低、可靠性高、短路保护动作快的优点。，下面是硬件诊断保护电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种硬件诊断保护电路，包括ECU1通信电路与ECU2电源电路，ECU1通信电路的三极管Q1由驱动信号Vin进行控制，三极管Q1集电极连接ECU2电源电路，当ECU1中的驱动信号Vin-5V为输出高时, 驱动三极管Q1, 三极管Q1饱和导通后, V-diag信号电平将被拉低, ECU2可以通过检测V-diag信号电平低,可以判断ECU1内部的驱动信号Vin-5V为高电平；当ECU1中的驱动信号Vin-5V为输出低时, 驱动三极管Q1, 三极管Q1截止, V-diag信号电平维持为高, ECU2可以通过检测V-diag信号电平高,可以判断ECU1内部的驱动信号Vin-5V输出为低电平，其特征在于：在三极管Q1集电极连接保护电路，保护电路由主保护电路和限值保护电路组成，主保护电路包括三极管Q2、三极管Q3、电阻R4，其中，三极管Q2的发射极连接三极管Q1的集电极，三极管Q2的基极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极连接电阻R4，电阻R4另一侧连接ECU1通信电路的输入端；限值保护电路包括稳压管Z1、电阻R5、电阻R6、三极管Q4，稳压管Z1、电阻R5、电阻R6顺序连接，稳压管Z1的输入端连接三极管Q2的集电极，三极管Q4的基极连接电阻R5和电阻R6，三极管Q4的集电极连接三极管Q1的基极；当异常情况发生，ECU1中的驱动信号Vin-5V信号输出高时,三极管Q3和三极管Q2饱和导通,稳压管Z1击穿导通,使得Q4饱和导通,最终关断三极管Q1。

说明书全文

硬件诊断保护电路

技术领域

[0001] 本发明涉及汽车电子功能电路技术领域，更具体地说，是涉及一种硬件诊断保护电路。

背景技术

[0002] 在汽车电子中,ECU(Electronic control unit电子控制单元)之间常常需要通信,如图2所示，ECU1中的驱动信号Vin-5V,来驱动三极管Q1,三极管Q1饱和导通或者截止,V-diag信号电平将被拉低或维持高电平,ECU2可以通过检测V-diag信号电平的高低,来判断ECU1中的驱动信号Vin-5V的高低。

[0003] 当ECU1中的驱动信号Vin-5V为输出高时,驱动三极管Q1,三极管Q1饱和导通后,V-diag信号电平将被拉低,ECU2可以通过检测V-diag信号电平低,可以判断ECU1内部的驱动信号Vin-5V为高电平。同理,当ECU1中的驱动信号Vin-5V为输出低时,驱动三极管Q1,三极管Q1截止,V-diag信号电平维持为高,ECU2可以通过检测V-diag信号电平高,可以判断ECU1内部的驱动信号Vin-5V输出为低电平。但是,当ECU2内部的电阻R3短路时,或者ECU1和ECU2连接端子信号V-diag短路到ECU2上的电池正电压V-bat时,V-diag信号将一直维持为高,ECU1内部的三极管Q1将流过很大的电流,可能导致三极管Q3的过功耗损坏。

[0004] 为此，现有的ECU通信电路常增加V-detect保护电路，如图3所示，当异常情况发生时(ECU2内部的电阻R3短路时,或者ECU1和ECU2连接端子信号V-diag短路到ECU2上的电池正电压V-bat时),V-diag信号一直为高电平,单片机检测到V-detect信号的电平,可以判断是否异常,从而采取措施拉低Vin-5V信号,关断三极管Q1。

[0005] 然而,这种方式具如下一些缺点:

[0006] 1.采用单片机控制或者多使用一个单片机的I/O口信号V-detect,可能会增加项目的成本。

[0007] 2.单片机的检测和保护通常会有一些延时,当异常情况发生时,可能在单片机检测或者保护动作还没有完成时,硬件电路已经损坏。

[0008] 当一些客户要求很高的汽车电子功能安全时,软件保护措施通常因为软件跑飞等问题,单片机异常复位问题,而认为软件保护功能可靠性不够高。

发明内容

[0009] 本发明的目的在于提供一种新型低成本、以硬件保护的硬件诊断保护电路，以克服现有技术中所存在的不足。

[0010] 本发明解决其技术问题的技术方案是：一种硬件诊断保护电路，包括ECU1通信电路与ECU2电源电路，ECU1通信电路的三极管Q1由驱动信号Vin进行控制，三极管Q1集电极连接ECU2电源电路，其特征在于：在三极管Q1集电极连接保护电路，保护电路由主保护电路和限值保护电路组成，主保护电路包括三极管Q2、三极管Q3、电阻R4，其中，三极管Q2的发射极连接三极管Q1的集电极，三极管Q2的基极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极连接电阻R4，电阻R4另一侧连接ECU1通信电路的输入端；限值保护电路包括稳压管Z1、电阻R5、电阻R6、三极管Q4，稳压管Z1、电阻R5、电阻R6顺序连接，稳压管Z1的输入端连接三极管Q2的集电极，三极管Q4的基极连接电阻R5和电阻R6，三极管Q4的集电极连接三极管Q1的基极。

[0011] 本发明的有益效果是：

[0012] 本发明是纯硬件电路,成本低,可靠性高,短路保护动作快，短路保护值可调整。其中电阻R4,电容C1,三极管Q2和三极管Q3用于开关V-diag信号。其中电阻R4和电容C1有信号延时作用。三极管Q2和三极管Q3用于开关。

[0013] 稳压管Z1,电阻R5,电阻R6和三极管Q4用于异常情况时保护电路。稳压管Z1用来保证,只有当V-bat电压足够高时,诊断保护电路才会工作。当异常情况发生(例如ECU2内部的电阻R3短路时,或者ECU1和ECU2连接端子信号V-diag短路到ECU2上的电池正电压V-bat时),Vin-5V信号输出高时,三极管Q3和三极管Q2饱和导通,稳压管Z1击穿导通,使得Q4饱和导通,最终关断三极管Q1。附图说明

[0014] 图1是本发明新型硬件诊断保护电路示意图。

[0015] 图2是现有的汽车电子ECU通信电路示意图。

[0016] 图3是现有的汽车电子ECU软件短路检测电路示意图。

具体实施方式

[0017] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

[0018] 在本发明的描述中，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”应作广义理解，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

[0019] 如图1所示，一种新型硬件诊断保护电路，包括ECU1通信电路与ECU2电源电路，ECU1通信电路的三极管Q1由驱动信号Vin进行控制，三极管Q1集电极连接ECU2电源电路，其特征在于：在三极管Q1集电极连接保护电路，保护电路由主保护电路和限值保护电路组成，主保护电路包括三极管Q2、三极管Q3、电阻R4，其中，三极管Q2的发射极连接三极管Q1的集电极，三极管Q2的基极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的基极连接电阻R4，电阻R4另一侧连接ECU1通信电路的输入端；限值保护电路包括稳压管Z1、电阻R5、电阻R6、三极管Q4，稳压管Z1、电阻R5、电阻R6顺序连接，稳压管Z1的输入端连接三极管Q2的集电极，三极管Q4的基极连接电阻R5和电阻R6，三极管Q4的集电极连接三极管Q1的基极。

[0020] 上述电路的工作原理是这样的：

[0021] 假设R3短路，使Q1集电极端V-diag高电平，又假设Vin-5V输入高电平，致使Q1导通，此时，主保护电路的R4、Q3导通，导致Q2导通，来自ECU2的电流从Q2、Q3离开，从而保护了Q1。Q2导通时，若V-diag电压值大于稳压管Z1的稳压限值时，Z1导通，使Q4导通，此时Q1的基极端Vce-Q1电压为0，使Q1截止，从而实现保护Q1的功能。

[0022] 本发明的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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