一种三态接口控制输出电路

技术领域

本申请属于电路控制技术领域，特别涉及一种三态接口控制输出电路。

背景技术

常见的28V输出电路只有两态：28V和开路。被控对象接收到28V动作，接收到开路不动作。但电线发生断路，控制对象始终接收到开路，不动作。影响系统正常功能。

一般的三态门电路使用双MOS管，两个输入控制端，通过与非门、或非门实现高电平、低电平和高阻态的三态模式。该电路控制输出复杂，电路占用板面积大。

发明内容

本申请的目的是提供了一种三态接口控制输出电路，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

在本申请一技术方案中：一种三态接口控制输出电路，包括：NMOS晶体管、滤波电容C、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2及二极管D；其中，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2串联后一端连接于供电电源、另一端接地；NMOS晶体管的漏极连接电源、栅极连接控制信号，NMOS晶体管的源级一路经滤波电容后接地，另一路连接至第一分压电阻和第二分压电阻的分压点后，通过二极管D连接被控对象。

进一步的，当连接于NMOS晶体管栅极的控制信号为高电平时，NMOS晶体管打开，NMOS晶体管的源极为高电平，NMOS晶体管输出高电平，被控对象采集到高电平信号。

进一步的，当连接于NMOS晶体管栅极的控制信号为低电平时，NMOS晶体管关闭，NMOS晶体管输出低电平，经第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分压后输出预定电压值的电平信号，被控对象进而采集到预定电压值的电平信号。

进一步的，所述预定电平值根据第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的阻值确定。

进一步的，当连接于NMOS晶体管栅极的控制信号为低电平或高电平，且电路中发生断路时，被控对象始终采集到开路信号。

在本申请另一技术方案中，一种三态接口控制输出电路，包括：NMOS晶体管、滤波电容C、限流电阻R0、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2及二极管D；其中，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2串联后一端连接于供电电源、另一端接地；NMOS晶体管的漏极通过限流电阻R0连接电源、栅极连接控制信号，NMOS晶体管的源级一路经滤波电容后接地，另一路连接至第一分压电阻和第二分压电阻的分压点后，通过二极管D连接被控对象。

进一步的，当连接于NMOS晶体管栅极的控制信号为高电平时，NMOS晶体管打开，NMOS晶体管的源极为高电平，NMOS晶体管输出高电平，被控对象采集到高电平信号。

进一步的，当连接于NMOS晶体管栅极的控制信号为低电平时，NMOS晶体管关闭，NMOS晶体管输出低电平，经第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分压后输出预定电压值的电平信号，被控对象进而采集到预定电压值的电平信号。

进一步的，所述预定电平值根据第一分压电阻R1和第二分压电阻R2的阻值确定。

进一步的，当连接于NMOS晶体管栅极的控制信号为低电平或高电平，且电路中发生断路时，被控对象始终采集到开路信号。

本申请提供的三态电路控制输出电路通过使用一个控制输入端，就可以实现控制电路的三态输出，减小了元器件的使用，降低成本；当电线或电路中发生故障时，被控对象能够检测并识别出来，及时上报故障信息，提高了系统的故障检测率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为本申请一实施例的三态接口输出电路图(适用于功率输出)；

图2为本申请另一实施例的三态接口输出电路图(适用于离散状态输出)；

图3为使用小概率三态接口输出电路的应用案例原理图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

实施例一

针对传统输出电路存在的问题，在本申请的第一实施例中提供了一种三态接口控制输出电路，以达到最小代价实现三态输出，同时能够检测电线或电路中的断路故障。

如图1所示，本实施例的三态接口控制输出电路适用于大功率负载的控制，其包括一个NMOS管、一个滤波电容C、两个分压电阻(即分压电阻R1和分压电阻R2)和一个防反二极管D。其中，分压电阻R1和分压电阻R2串联后一端连接于供电电源VCC、另一端接地；NMOS晶体管的漏极连接供电电源VCC，NMOS晶体管的栅极连接控制信号，NMOS晶体管的源级一路经滤波电容C后接地，另一路连接至分压电阻R1和分压电阻R2的分压点后，通过二极管D连接被控对象。

电线正常情况下：当本电路中输入端的控制信号为低电平时，NMOS晶体管的栅极为低电平，NMOS晶体管关闭，NMOS晶体管的输出端经两分压电阻分压后输出一定电压的电平信号，被控对象采集到一定电压的电平信号；当本电路中输入端的控制信号为高电平时，NMOS晶体管的栅极为高电平，NMOS晶体管打开，NMOS晶体管的源极为高电平，NMOS晶体管的输出端输出高电平，被控对象采集到高电平。

需要说明的是，当控制信号为低电平时，NMOS晶体管径分压电阻分压后输出的电压信号根据两分压电阻的阻值确定或调节。

电线发生断路下：当本电路中输入端的控制信号无论是低电平或高电平，由于电线发生断路，被控对象始终采集到开路。

实施例二

针对传统输出电路存在的问题，在本申请的第二实施例中提供了一种三态接口控制输出电路，以达到最小代价实现三态输出，同时能够检测电线或电路中的断路故障。

如图2所示，本实施例的三态接口控制输出电路适用于小功率负载的控制，其包括一个NMOS晶体管、一个滤波电容C、一个限流电阻R0、两个分压电阻(即分压电阻R1和分压电阻R2)及一个防反二极管D。其中，分压电阻R1和分压电阻R2串联后一端连接于供电电源、另一端接地；NMOS晶体管的漏极通过限流电阻R0连接电源，NMOS晶体管的栅极连接控制信号，NMOS晶体管的源级一路经滤波电容C后接地，另一路连接至分压电阻R1和分压电阻R2的分压点后，通过二极管D连接被控对象。

电线正常情况下：当本电路中输入端的控制信号为低电平时，NMOS晶体管的栅极为低电平，NMOS晶体管关闭，NMOS晶体管的输出端经两分压电阻分压后输出一定电压的电平信号，被控对象采集到一定电压的电平信号；当本电路中输入端的控制信号为高电平时，NMOS晶体管的栅极为高电平，NMOS晶体管打开，NMOS晶体管的源极为高电平，NMOS晶体管的输出端输出高电平，被控对象采集到高电平。

需要说明的是，当控制信号为低电平时，NMOS晶体管径分压电阻分压后输出的电压信号根据两分压电阻的阻值确定或调节。

电线发生断路下：当本电路中输入端的控制信号无论是低电平或高电平，由于电线发生断路，被控对象始终采集到开路。

实施例三

如图3所示，本实施例中进一步提供了包含上述实施例二的应用示例。

在本实施例提供的飞机机电管理系统的接口设计中，经常会用到28V开/离散输出接口控制电路。如RIU(远程接口单元)对散热泵控制器的控制，当RIU输出28V时，散热泵控制器接收到28V信号，散热器控制泵开始工作；当RIU输出开路时，散热泵控制器接收到低电平，控制泵停止工作。由于飞机工况环境较差，长时间飞行，电线会产生磨损。一旦电线发生断路故障，散热泵控制器始终接收不到RIU的控制信号，不能正常控制散热泵工作，导致其它系统产生的热量不能被带走，随着温度的升高导致系统发生故障，甚至影响到飞行安全。

而包含本申请三态接口控制输出电路的28V开/离散输出接口控制电路中，正常工作情况下，散热泵控制器按照RIU的指令控制散热泵工作与停止。当散热泵控制器采集到大于18V的高电平信号时，控制泵开始工作；当散热泵控制器采集到1～5V的低电压信号，控制泵停止工作。当发生电线断路故障时，散热泵控制器采集到开路信号，散热泵控制器按照设定的安全态控制泵工作，同时上报“电线断路故障”告警信息。最终实现控制信号的可靠传输，同时具有高检测率。

本申请提供的三态接口控制输出电路中使用一个控制输入端，相较已存在的三态门，占用CPU资源少，电路简单，使用元器件数量少，PCB板面积占用小，最终达到降低成本的目的。同时，当电线发生故障时，被控对象能够识别出来，及时上报故障信息，提高了系统的故障检测率。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。