【技术实现步骤摘要】
本技术涉及车载控制器数字量输入/输出电路，具体涉及一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路。
技术介绍
1、现有的车载控制器数字量输入/输出电路在未工作状态下仍存在较大的漏电流，导致能量损耗和电路效率降低，且在传统设计中，数字量输入和输出电路通常是独立的，无法共用，增加了电路的复杂性和成本，并且缺乏短路保护功能。
2、部分现有电路设计没有针对电源短路的保护措施，容易导致电源损坏，同样地，对地短路的缺乏保护可能会引起系统故障和安全隐患，导致数字量输入/输出电路不具备对地短路保护功能和不具备对电源短路保护功能，传统电路中包含了大量冗余元件，增加了设计和制造成本，同时降低了系统的可靠性和维护性，部分现有电路不具备回采诊断反馈功能，无法及时检测和反应电路中的故障情况，影响维护效率，许多现有设计无法兼容脉宽调制pwm信号的输入输出，限制了其应用范围。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，以解决上述
技术介绍
中提到的技术问题。
2、为了实现上述目的，本技术公开了一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，包括mcu数字量输出端口，所述mcu数字量输出端口依次串联连接前级滤波电路和互补推挽放大电路，且位于所述mcu数字量输出端口和所述前级滤波电路之间设置有测试节点tp5，所述互补推挽放大电路的另一端依次串联连接电阻r3和12v可控电源，且位于所述互补推挽放大电路和电阻r3之间设置有测试节点tp4，位于所
3、可选地，所述互补推挽放大电路包括三极管q1、三极管q2、电阻r4、电阻r5和地线gnd，且所述三极管q1的1号引脚基极端与所述电阻r5串联连接，位于所述电阻r5和所述三极管q1的1号引脚基极端之间设置有测试节点tp6，且测试节点tp6所在的所述电阻r5和所述三极管q1的1号引脚基极端之间与所述三极管q2的3号引脚集电极端相连，所述三极管q2的1号引脚基极端与所述三极管q1的2号引脚发射极端相连结成a点，所述三极管q1的2号引脚发射极端与所述电阻r4串联连接，且所述电阻r4的另一端和所述三极管q2的2号引脚发射极端均与地线gnd相连，所述电阻r5的另一端与所述mcu数字量输出端口串联连接，且所述前级滤波电路位于所述电阻r5和所述mcu数字量输出端口之间，所述三极管q1的3号引脚集电极端与所述电阻r3相连，且所述测试节点tp4位于所述三极管q1的3号引脚集电极端与所述电阻r3之间。
4、可选地，所述限流保护电路包括二极管d1、电阻r2和测试节点tp1，且所述测试节点tp1设置于所述二极管d1的正极和所述电阻r2之间，所述所述二极管d1的正极和所述电阻r2串联连接，所述电阻r2的另一端与所述数字量回采端口串联连接，所述二极管d1的负极一端设置于所述测试节点tp4和所述对外数字量输出端口之间；
5、所述瞬态电压保护电路包括双向tvs管tv1和测试节点tp3，且所述双向tvs管tv1的2号引脚与所述测试节点tp3相连，且所述双向tvs管tv1的1号引脚与所述地线gnd相连，所述限流保护电路和所述瞬态电压保护电路用于实现了短路保护功能，且所述瞬态电压保护电路提供了瞬态电压保护功能，确保电路在面对电源或信号瞬变时不会被损坏。
6、可选地，所述测试节点tp5包括电容c1和地线gnd，且所述电容c1和所述地线gnd串联连接；
7、所述后级滤波电路包括电容c1，且所述电容c1的一端设置于所述测试节点tp4和所述对外数字量输出端口之间，所述电容c1的另一端设置于所述双向tvs管tv1的1号引脚与所述地线gnd之间。
8、可选地，所述电阻r1的阻值为100kω，精度为1％，所述电阻r2和所述电阻r5的阻值相等，均为1kω，精度为1％，所述电阻r3的阻值为2kω，精度为1％，所述电阻r4的阻值为10ω，精度为1％，其中，所述电阻r2用于限流保护，防止电流过大造成电路的损坏；所述电阻r1用于限制流经限流保护电路的电流，确保电流不会过大，从而保护后续电路元件，且通过分压5v可控电源，设定测试节点tp2处的电压水平，便于监测或控制后续电路；所述电阻r3限制流入所述三极管q1的1号引脚基极端的电流，用于确保三极管q1的1号引脚基极端电流不会过大而损坏，且通过电阻r3提供的电流，使得三极管q1进入导通状态从而有效地进行开关操作；所述电阻r4用于对三极管q1的2号引脚发射极端限流，以保护三极管q1免受过大电流的损坏，稳定三极管q1的工作状态；所述电阻r5用于限制流向三极管q1的1号引脚基极端的电流的同时，通过与三极管q2连接分配电压，确保三极管q1和三极管q2的协同工作。
9、可选地，所述三极管q1和所述三极管q2的型号相同，均为mmbt3904lt1g，用于驱动、开关控制和保护电路，所述双向tvs管tv1的型号为pesd1lin,115，所述双向tvs管tv1作为瞬态电压抑制器，用于保护电路免受瞬态电压的损坏，所述二极管d1的型号为bas21ht1g，用于防止电流反向流动，所述mcu数字量输出端口兼容pwm输出，所述数字量回采端口是兼容pwm输入/输出的mcu的数字量输入/输出端口。
10、可选地，所述电容c1的容值为1nf、耐压为50v，用于滤除对外数字量输出端口的高频噪声和电源纹波；所述电容c2的容值为10nf、耐压为50v，用于滤除mcu数字量输出端口的高频噪声，稳定信号，所述后级滤波电路和所述瞬态电压保护电路实现了防静电和吸收浪涌的功能。
11、与现有技术相比，本技术具有以下优点：
12、该带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路中，通过在mcu数字量输出端口上兼容pwm输出和在数字量回采端口上兼容pwm输入/输出，以及在mcu数字量输出端口、数字量回采端口和对外数字量输出端口之间设置了前级滤波电路、互补推挽放大电路、限流保护电路、后级滤波电路和瞬态电压保护电路的电路结构，实现高效的对地/对电源的短路保护、灵活调节电路电流、滤波抑噪、驱动开关控制和信号兼容性的功能，以及实现了增加车载控制器数字量输入/输出电路回采诊断和兼容pwm类型信号的输出、输入、回采功能，达到了显著降车载控制器数字量输入/输出电路的漏电流，能够及时检测和反应电路中的故障情况，提高了系统的可靠性、维护性和维护效率，简化电路结构和降低成本的效果。
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1.一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，其特征在于：包括MCU数字量输出端口(1)，所述MCU数字量输出端口(1)依次串联连接前级滤波电路(3)和互补推挽放大电路(4)，且位于所述MCU数字量输出端口(1)和所述前级滤波电路(3)之间设置有测试节点TP5(2)，所述互补推挽放大电路(4)的另一端依次串联连接电阻R3(6)和12V可控电源(7)，且位于所述互补推挽放大电路(4)和电阻R3(6)之间设置有测试节点TP4(5)，位于所述测试节点TP4(5)的另一端且位于互补推挽放大电路(4)和所述电阻R3(6)之间结成B点上依次拓扑连接限流保护电路(8)、后级滤波电路(13)、瞬态电压保护电路(14)和对外数字量输出端口(15)，且所述后级滤波电路(13)、所述瞬态电压保护电路(14)分别与所述互补推挽放大电路(4)并联连接，所述限流保护电路(8)的另一端连接至数字量回采端口(12)，位于所述限流保护电路(8)和数字量回采端口(12)之间设置有测试节点TP2(9)，且位于测试节点TP2(9)所在结点的所述限流保护电路(8)和数字量回采端口(12)之间拓扑串联连接有电阻R
2.根据权利要求1所述的一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，其特征在于：所述互补推挽放大电路(4)包括三极管Q1、三极管Q2、电阻R4、电阻R5和地线GND，且所述三极管Q1的1号引脚基极端与所述电阻R5串联连接，位于所述电阻R5和所述三极管Q1的1号引脚基极端之间设置有测试节点TP6，且测试节点TP6所在的所述电阻R5和所述三极管Q1的1号引脚基极端之间与所述三极管Q2的3号引脚集电极端相连，所述三极管Q2的1号引脚基极端与所述三极管Q1的2号引脚发射极端相连结成A点，所述三极管Q1的2号引脚发射极端与所述电阻R4串联连接，且所述电阻R4的另一端和所述三极管Q2的2号引脚发射极端均与地线GND相连，所述电阻R5的另一端与所述MCU数字量输出端口(1)串联连接，且所述前级滤波电路(3)位于所述电阻R5和所述MCU数字量输出端口(1)之间，所述三极管Q1的3号引脚集电极端与所述电阻R3(6)相连。
3.根据权利要求2所述的一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，其特征在于：所述限流保护电路(8)包括二极管D1、电阻R2和测试节点TP1，且所述测试节点TP1设置于所述二极管D1的正极和所述电阻R2之间，所述二极管D1的正极和所述电阻R2串联连接，所述电阻R2的另一端与所述数字量回采端口(12)串联连接，所述二极管D1的负极一端设置于所述测试节点TP4(5)和所述对外数字量输出端口(15)之间；
4.根据权利要求3所述的一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，其特征在于：所述测试节点TP5(2)包括电容C1和地线GND，且所述电容C1和所述地线GND串联连接；
5.根据权利要求4所述的一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，其特征在于：所述电阻R1(10)的阻值为100KΩ，精度为1％，所述电阻R2和所述电阻R5的阻值相等，均为1KΩ，精度为1％，所述电阻R3(6)的阻值为2KΩ，精度为1％，所述电阻R4的阻值为10Ω，精度为1％。
6.根据权利要求4所述的一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，其特征在于：所述三极管Q1和所述三极管Q2的型号相同，均为MMBT3904LT1G，所述双向TVS管TV1的型号为PESD1LIN,115，所述二极管D1的型号为BAS21HT1G，所述MCU数字量输出端口(1)兼容PWM输出，所述数字量回采端口(12)是兼容PWM输入/输出的MCU的数字量输入/输出端口。
7.根据权利要求4所述的一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，其特征在于：所述电容C1的容值为1nF、耐压为50V；所述电容C2的容值为10nF、耐压为50V。
...【技术特征摘要】
1.一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，其特征在于：包括mcu数字量输出端口(1)，所述mcu数字量输出端口(1)依次串联连接前级滤波电路(3)和互补推挽放大电路(4)，且位于所述mcu数字量输出端口(1)和所述前级滤波电路(3)之间设置有测试节点tp5(2)，所述互补推挽放大电路(4)的另一端依次串联连接电阻r3(6)和12v可控电源(7)，且位于所述互补推挽放大电路(4)和电阻r3(6)之间设置有测试节点tp4(5)，位于所述测试节点tp4(5)的另一端且位于互补推挽放大电路(4)和所述电阻r3(6)之间结成b点上依次拓扑连接限流保护电路(8)、后级滤波电路(13)、瞬态电压保护电路(14)和对外数字量输出端口(15)，且所述后级滤波电路(13)、所述瞬态电压保护电路(14)分别与所述互补推挽放大电路(4)并联连接，所述限流保护电路(8)的另一端连接至数字量回采端口(12)，位于所述限流保护电路(8)和数字量回采端口(12)之间设置有测试节点tp2(9)，且位于测试节点tp2(9)所在结点的所述限流保护电路(8)和数字量回采端口(12)之间拓扑串联连接有电阻r1(10)和5v可控电源(11)。
2.根据权利要求1所述的一种带有短路保护的数字量输出以及数字量输入兼容电路，其特征在于：所述互补推挽放大电路(4)包括三极管q1、三极管q2、电阻r4、电阻r5和地线gnd，且所述三极管q1的1号引脚基极端与所述电阻r5串联连接，位于所述电阻r5和所述三极管q1的1号引脚基极端之间设置有测试节点tp6，且测试节点tp6所在的所述电阻r5和所述三极管q1的1号引脚基极端之间与所述三极管q2的3号引脚集电极端相连，所述三极管q2的1号引脚基极端与所述三极管q1的2号引脚发射极端相连结成a点，所述三极管q1的2号引脚发射极端与所述电阻r4串联连接，且所述电阻r4的另一端和所述三极管q2的2号引脚发射极端均与地线gnd相连，所述电阻r5的另一端...
【专利技术属性】
技术研发人员：张娟，杨岩，蒋金融，邵星，邓海东，王启，陆文杰，郭清龙，钟镇平，陶佳辉，
申请(专利权)人：博最科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：
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