一种电源与地线接反时限制驱动管电流的电路

技术领域

本发明涉及一种集成电路领域，具体涉及一种电源与地线接反时具有限流保护功能的驱动电路芯片。

背景技术

如图9所示，传统的驱动电路芯片，在芯片电源VCC与地线接反时，会在地线到芯片电源VCC之间，通过驱动管和静电防护器件有大的电流通过，如图9所示，在芯片电源VCC与地线接反时，NMOS驱动管MN1会有大电流通过，会导致NMOS驱动管MN1的烧毁，从而引起驱动芯片的失效，如图10所示的背景技术具体实施例中，NMOS驱动管MN1的前级驱动电路，当芯片电源VCC与地线接反时，会在地线到芯片电源VCC之间，通过NMOS管MN2和PMOS管MP1有大的电流通过，也会导致驱动芯片的损坏。

发明内容

本发明提供一种电源与地线接反时限制驱动管电流的电路，以解决驱动芯片电源线与地线接反时容易造成驱动管以及驱动管的前级驱动电路损坏的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电源与地线接反时限制驱动管电流的电路，如图1所示，包括上拉电路、带限流功能的下拉电路、NPN驱动管Q1。其中，上拉电路高电位连接芯片电源VCC，上拉电路输出端连接信号线A，带限流功能的下拉电路一个输出端连接信号线A，带限流功能的下拉电路的另一个输出端连接信号线B，带限流功能的下拉电路低电位端连接地线，NPN驱动管Q1基极连接信号线B，NPN驱动管Q1集电极连接输出OUT，NPN驱动管Q1发射极连接地线，上拉电路和带限流功能的下拉电路为NPN驱动管Q1的前级驱动电路。

如图1所示，所述带限流功能的下拉电路的作用是，在电源与地线接反时，通过对NPN驱动管Q1的基极到集电极通路进行限流，在电源与地线接反时，NPN驱动管Q1的发射极到基极反向偏置，处于截止状态，而NPN驱动管Q1的基极到集电极通路往往处于正向偏置的导通状态，如果不限制电流的大小，驱动管容易被烧毁，对NPN驱动管Q1的基极到集电极通路进行适当的限流可以有效防止NPN驱动管Q1因电流过大而被烧毁。

如图1所示，所述带限流功能的下拉电路的另一个作用是：当电源与地线接反时，在上拉电路本身不具有限流功能条件下，所述带限流功能的下拉电路既要对NPN驱动管Q1的基极到集电极通路进行限流，也要兼顾对上拉电路进行适当的限流，以防止芯片被烧毁；当电源与地线接反时，在上拉电路本身具有限流功能且所限定的电流可以保证上拉电路和带限流功能的下拉电路不被烧毁的条件下，所述带限流功能的下拉电路对NPN驱动管Q1的基极到集电极通路进行限流，也可以不兼顾对上拉电路进行限流，这种情况下如果对上拉电路进一步加强限流，也不影响电路的防护效果，如果上拉电路本身具有限流功能但所限定的电流不能保证上拉电路和带限流功能的下拉电路不被烧毁的条件下，需要通过带限流功能的下拉电路对上拉电路进一步加强限流，以保证NPN驱动管Q1的前级驱动电路也不会被烧毁。

在实际电路中，在不影响对NPN驱动管Q1和NPN驱动管Q1的前级驱动电路限流作用的情况下，信号线A与信号线B也可以合并为同一个信号线。

综上所述，本电路通过限制电流的方法，在芯片电源线与地线接反时，有效的解决驱动管以及驱动管的前级驱动电路被损坏的问题，该电路具有成本低和性能高的优点。

附图说明

图1是本发明的电源与地线接反时限制驱动管电流的电路结构示意图。

图2是根据本发明第一实施例的电源与地线接反时限制驱动管电流的电路示意图。

图3是根据本发明第二实施例的电源与地线接反时限制驱动管电流的电路示意图。

图4是根据本发明第三实施例的电源与地线接反时限制驱动管电流的电路示意图。

图5是根据本发明第四实施例的电源与地线接反时限制驱动管电流的电路示意图。

图6是根据本发明第五实施例的电源与地线接反时限制驱动管电流的电路示意图。

图7是根据本发明第六实施例的电源与地线接反时限制驱动管电流的电路示意图。

图8是根据本发明第七实施例的电源与地线接反时限制驱动管电流的电路示意图。

图9背景技术电路示意图。

图10背景技术实施例的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步地详细说明。

本发明提供的一种电源与地线接反时限制驱动管电流的电路，如图1所示，包括上拉电路、带限流功能的下拉电路、NPN驱动管Q1。其中，上拉电路高电位连接芯片电源VCC，上拉电路输出端连接信号线A，带限流功能的下拉电路一个输出端连接信号线A，带限流功能的下拉电路的另一个输出端连接信号线B，带限流功能的下拉电路低电位端连接地线，NPN驱动管Q1基极连接信号线B，NPN驱动管Q1集电极连接输出OUT，NPN驱动管Q1发射极连接地线，上拉电路和带限流功能的下拉电路为NPN驱动管Q1的前级驱动电路。

如图1所示，所述带限流功能的下拉电路的作用是，在电源与地线接反时，通过对NPN驱动管Q1的基极到集电极通路进行限流，在电源与地线接反时，NPN驱动管Q1的发射极到基极反向偏置，处于截止状态，而NPN驱动管Q1的基极到集电极通路往往处于正向偏置的导通状态，如果不限制电流的大小，驱动管容易被烧毁，对NPN驱动管Q1的基极到集电极通路进行适当的限流可以有效防止NPN驱动管Q1因电流过大而被烧毁。

如图1所示，所述带限流功能的下拉电路的另一个作用是：当电源与地线接反时，在上拉电路本身不具有限流功能条件下，所述带限流功能的下拉电路既要对NPN驱动管Q1的基极到集电极通路进行限流，也要兼顾对上拉电路进行适当的限流，以防止芯片被烧毁；当电源与地线接反时，在上拉电路本身具有限流功能且所限定的电流可以保证上拉电路和带限流功能的下拉电路不被烧毁的条件下，所述带限流功能的下拉电路对NPN驱动管Q1的基极到集电极通路进行限流，也可以不兼顾对在上拉电路进行限流，这种情况下如果对在上拉电路进一步加强限流，也不影响电路的防护效果，如果在上拉电路本身具有限流功能但所限定的电流不能保证上拉电路和带限流功能的下拉电路不被烧毁的条件下，需要通过带限流功能的下拉电路对上拉电路进一步加强限流，以保证NPN驱动管Q1的前级驱动电路不会被烧毁。

本发明的第一实施例，如图2所示：包括PMOS管MP1、电阻R1、NPN驱动管Q1，其中，信号线GP为控制PMOS管MP1是否开启的控制信号线，PMOS管MP1的源极和衬底连接芯片电源VCC，PMOS管MP1的栅极连接控制信号线GP，PMOS管MP1的漏极连接信号线A，电阻R1一端连接信号线A，电阻R1另一端连接地线，NPN驱动管Q1基极连接信号线A，NPN驱动管Q1集电极连接输出OUT，NPN驱动管Q1发射极连接地线，PMOS管MP1和电阻R1构成NPN驱动管Q1的前级驱动电路。

本发明的第一实施例，是在电源与地线接反时，带限流功能的下拉电路同时对NPN驱动管Q1和NPN驱动管Q1的前级驱动电路进行限流，以及信号线A与信号线B合并的例子。结合图2和图1，图1中带限流功能的下拉电路为电阻R1，图1中信号线A与信号线B合并为信号线A，适当选取电阻R1的阻值，在电源与地线接反时，电阻R1能够对NPN驱动管Q1和NPN驱动管Q1的前级驱动电路中的PMOS管MP1以及电阻R1本身进行有效的限流保护，以防止PMOS管MP1、电阻R1、NPN驱动管Q1、二极管D1被烧毁。

本发明的第二实施例，如图3所示：包括PMOS管MP1、电阻R1、NMOS管MN1、NPN驱动管Q1，其中，信号线GP为控制PMOS管MP1是否开启的控制信号线，信号线GN为控制NMOS管MN1是否开启的控制信号线，PMOS管MP1的源极和衬底连接芯片电源VCC，PMOS管MP1的栅极连接控制信号线GP，PMOS管MP1的漏极连接信号线A，电阻R1一端连接信号线A，电阻R1另一端连接信号线C，NMOS管MN1的源极和衬底连接地线，NMOS管MN1的栅极连接控制信号线GN，NMOS管MN1的漏极连接信号线C，NPN驱动管Q1基极连接信号线A，NPN驱动管Q1集电极连接输出OUT，NPN驱动管Q1发射极连接地线，PMOS管MP1、电阻R1、NMOS管MN1构成NPN驱动管Q1的前级驱动电路。

本发明的第二实施例，是在电源与地线接反时，带限流功能的下拉电路同时对NPN驱动管Q1和NPN驱动管Q1的前级驱动电路进行限流，以及信号线A与信号线B合并的例子。结合图3和图1，图1中带限流功能的下拉电路为电阻R1和NMOS管MN1，图1中信号线A与信号线B合并为信号线A，适当选取电阻R1的阻值，在电源与地线接反时，电阻R1能够对NPN驱动管Q1和NPN驱动管Q1的前级驱动电路中的PMOS管MP1、电阻R1、NMOS管MN1进行有效的限流保护，以防止PMOS管MP1、电阻R1、NMOS管MN1、NPN驱动管Q1、PMOS管MP2被烧毁。

本发明的第三实施例，如图4所示：包括PMOS管MP1、电阻R1、电阻R2、NMOS管MN1、NPN驱动管Q1，其中，信号线GP为控制PMOS管MP1是否开启的控制信号线，信号线GN为控制NMOS管MN1是否开启的控制信号线，PMOS管MP1的源极和衬底连接芯片电源VCC，PMOS管MP1的栅极连接控制信号线GP，PMOS管MP1的漏极连接信号线A，电阻R2一端连接信号线A，电阻R2另一端连接信号线C，电阻R1一端连接信号线C，电阻R1另一端连接信号线B，NMOS管MN1的源极和衬底连接地线，NMOS管MN1的栅极连接控制信号线GN，NMOS管MN1的漏极连接信号线C，NPN驱动管Q1基极连接信号线B，NPN驱动管Q1集电极连接输出OUT，NPN驱动管Q1发射极连接地线，PMOS管MP1、电阻R1、电阻R2、NMOS管MN1构成NPN驱动管Q1的前级驱动电路。

本发明的第三实施例是在电源与地线接反时，带限流功能的下拉电路分别对NPN驱动管Q1和NPN驱动管Q1的前级驱动电路进行限流的例子。结合图4和图1，图1中带限流功能的下拉电路为电阻R1、电阻R2和NMOS管MN1，适当选取电阻R1的阻值，在电源与地线接反时，电阻R1能够对NPN驱动管Q1和电阻R1进行有效的限流保护，以防止电阻R1、NPN驱动管Q1、二极管D1被烧毁，适当选取电阻R2的阻值，在电源与地线接反时，电阻R2能够对NPN驱动管Q1的前级驱动电路中的PMOS管MP1、电阻R2、NMOS管MN1进行有效的限流保护，以防止PMOS管MP1、电阻R2、NMOS管MN1被烧毁。

本发明的第四实施例，如图5所示：包括电阻R2、PMOS管MP1、电阻R1、NMOS管MN1、NPN驱动管Q1，其中，信号线GP为控制PMOS管MP1是否开启的控制信号线，信号线GN为控制NMOS管MN1是否开启的控制信号线，电阻R2一端连接芯片电源VCC，电阻R2另一端连接信号线C，PMOS管MP1的源极和衬底连接信号线C，PMOS管MP1的栅极连接控制信号线GP，PMOS管MP1的漏极连接信号线A，电阻R1一端连接信号线A，电阻R1另一端连接信号线B，NMOS管MN1的源极和衬底连接地线，NMOS管MN1的栅极连接控制信号线GN，NMOS管MN1的漏极连接信号线A，NPN驱动管Q1基极连接信号线B，NPN驱动管Q1集电极连接输出OUT，NPN驱动管Q1发射极连接地线，电阻R2、PMOS管MP1、电阻R1、NMOS管MN1构成NPN驱动管Q1的前级驱动电路。

本发明的第四实施例，是在电源与地线接反时，带限流功能的下拉电路只对NPN驱动管Q1进行限流的例子。结合图5和图1，图1中带限流功能的下拉电路为电阻R1和NMOS管MN1，适当选取电阻R1的阻值，在电源与地线接反时，电阻R1能够对NPN驱动管Q1和电阻R1进行有效的限流保护，以防止电NMOS管MN1、阻R1、NPN驱动管Q1、二极管D1被烧毁，适当选取电阻R2的阻值，在电源与地线接反时，电阻R2能够对NPN驱动管Q1的前级驱动电路中的PMOS管MP1、电阻R2、NMOS管MN1进行有效的限流保护，以防止PMOS管MP1、电阻R2、NMOS管MN1、被烧毁。

本发明的第五实施例，如图6所示：包括PMOS管MP1、电阻R1、NMOS管MN1、电阻R2、NPN驱动管Q1，其中，信号线GP为控制PMOS管MP1是否开启的控制信号线，信号线GN为控制NMOS管MN1是否开启的控制信号线，PMOS管MP1的源极和衬底连接芯片电源VCC，PMOS管MP1的栅极连接控制信号线GP，PMOS管MP1的漏极连接信号线A，电阻R1一端连接信号线A，电阻R1另一端连接信号线B，NMOS管MN1的源极和衬底连接信号线C，NMOS管MN1的栅极连接控制信号线GN，NMOS管MN1的漏极连接信号线A，电阻R2一端连接信号线C，电阻R2另一端连接地线，NPN驱动管Q1基极连接信号线B，NPN驱动管Q1集电极连接输出OUT，NPN驱动管Q1发射极连接地线，PMOS管MP1、电阻R1、NMOS管MN1、电阻R2构成NPN驱动管Q1的前级驱动电路。

本发明的第五实施例，是在电源与地线接反时，带限流功能的下拉电路同时对NPN驱动管Q1和NPN驱动管Q1的前级驱动电路进行限流的例子。结合图6和图1，图1中带限流功能的下拉电路为电阻R1、电阻R2和NMOS管MN1，适当选取电阻R1和电阻R2的阻值，在电源与地线接反时，电阻R1和电阻R2能够对二极管D1、NPN驱动管Q1、电阻R1、NMOS管MN1、电阻R2进行有效的限流保护，以防止二极管D1、NPN驱动管Q1、电阻R1、NMOS管MN1、电阻R2被烧毁，适当选取电阻R2的阻值，在电源与地线接反时，电阻R2能够对NPN驱动管Q1的前级驱动电路中的PMOS管MP1、电阻R2、NMOS管MN1进行有效的限流保护，以防止PMOS管MP1、电阻R2、NMOS管MN1被烧毁。

本发明的第六实施例，如图7所示：包括PNP三极管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、NPN驱动管Q1，其中，信号线VB为控制PNP三极管Q2是否开启的控制信号线，PNP三极管Q2的发射极连接芯片电源VCC，PNP三极管Q2的基极连接信号线C，PNP三极管Q2的集电极连接信号线A，电阻R3一端连接信号线C，电阻R3另一端连接控制信号线VB，电阻R1一端连接信号线A，电阻R1另一端连接地线，电阻R2一端连接信号线A，电阻R2另一端连接信号线B，NPN驱动管Q1基极连接信号线B，NPN驱动管Q1集电极连接输出OUT，NPN驱动管Q1发射极连接地线。电阻R3和PNP三极管Q2构成上拉电路，电阻R1、电阻R2构成带限流功能的下拉电路，上拉电路和带限流功能的下拉电路构成NPN驱动管Q1的前级驱动电路。

本发明的第六实施例，是在电源与地线接反时，带限流功能的下拉电路同时对NPN驱动管Q1和NPN驱动管Q1的前级驱动电路进行限流的例子，在上拉电路中的电阻R3如果不能够保证在电源与地线接反时，流过PNP三极管Q2电流在安全值范围内，可以适当选取电阻R1，以使得在电源与地线接反时，流过PNP三极管Q2电流在安全值范围内；同理电阻R2如果不能够保证在电源与地线接反时，流过NPN驱动管Q1电流在安全值范围内，可以适当选取电阻R1，以使得在电源与地线接反时，流过NPN驱动管Q1电流在安全值范围内，电阻R1有进一步加强限流的作用。结合图7和图1，图1中带限流功能的下拉电路为电阻R1、电阻R2，适当选取电阻R1和电阻R2的阻值，在电源与地线接反时，电阻R1和电阻R2能够对二极管D1、NPN驱动管Q1、电阻R2、电阻R1进行有效的限流保护，以防止二极管D1、NPN驱动管Q1、电阻R2、电阻R1被烧毁，适当选取电阻R1和电阻R3的阻值，在电源与地线接反时，电阻R1和电阻R3能够对NPN驱动管Q1的前级驱动电路中的PNP三极管Q2、电阻R1、电阻R3进行有效的限流保护，以防止PNP三极管Q2、电阻R1、电阻R3被烧毁。

本发明的第七实施例，如图8所示：包括PNP三极管Q2、NPN三极管Q3、电阻R1、NPN驱动管Q1，其中，信号线VP为控制PNP三极管Q2是否开启的控制信号线，信号线VN为控制NPN三极管Q3是否开启的控制信号线，PNP三极管Q2的发射极连接芯片电源VCC，PNP三极管Q2的基极连接制信号线VP，PNP三极管Q2的集电极连接信号线A，NPN三极管Q3的集电极连接信号线A，NPN三极管Q3的基极连接信号线C，NPN三极管Q3的发射极连接地线，电阻R1一端连接信号线C，电阻R1另一端连接控制信号线VN，NPN驱动管Q1基极连接信号线A，NPN驱动管Q1集电极连接输出OUT，NPN驱动管Q1发射极连接地线。PNP三极管Q2构成上拉电路，电阻R1、NPN三极管Q3构成带限流功能的下拉电路，上拉电路和带限流功能的下拉电路构成NPN驱动管Q1的前级驱动电路。

本发明的第七实施例，是在电源与地线接反时，带限流功能的下拉电路同时对NPN驱动管Q1和NPN驱动管Q1的前级驱动电路进行限流的例子，例子中是通过控制下拉管NPN三极管Q3的电流来实现同时对NPN驱动管Q1和NPN驱动管Q1的前级驱动电路进行限流。结合图8和图1，适当选取电阻R1的阻值，在电源与地线接反时，电阻R1能够对电阻R1、NPN三极管Q3、PNP三极管Q2、NPN驱动管Q1、二极管D1进行有效的限流保护，以防止电阻R1、NPN三极管Q3、PNP三极管Q2、NPN驱动管Q1、二极管D1被烧毁。

综上所述，本电路通过限制电流的方法，有效的解决在芯片电源线与地线接反时，驱动管以及驱动管的前级驱动电路被损坏的问题，该电路具有成本低和性能高的优点。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不基于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。