功率开关的控制电路、驱动控制装置和电子驻车系统的制作方法

1.本发明涉及电路控制技术领域，尤其涉及一种功率开关的控制电路、驱动控制装置和电子驻车系统。


背景技术：

2.电子驻车制动系统(epb，electrical park brake)，是指由电子控制方式实现停车制动的技术。epb通过电子线路控制车辆停车制动，相比于机械手刹，起步时可不用手动关闭电子手刹，踩油门起步时电子手刹会自动关闭。
3.现有的电子驻车系统检测到需要停车制动时，通过控制器发出的信号控制功率开关的导通或断开，功率开关向驱动电路发送驱动信号，控制电机的运行状态，以实现制动。
4.但是，当控制器出现故障等情况时，功率开关可能接收到控制器输出的错误信号导致电机误动作，降低电子驻车系统的安全性。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种功率开关的控制电路、驱动控制装置和电子驻车系统，以提高采用功率开关进行驱动控制的电子驻车系统的运行安全性和稳定性。
6.第一方面，本发明提供了一种功率开关的控制电路，所述功率开关包括至少一个功率晶体管，所述功率开关的控制电路包括：第一控制模块、第二控制模块和与至少一个所述功率晶体管一一对应设置的至少一个开关模块；
7.所述第一控制模块分别与所述功率晶体管的控制端和所述第二控制模块连接；所述第一控制模块用于在正常工作时，向所述功率晶体管提供驱动控制信号，以使所述功率晶体管根据所述驱动控制信号导通或断开；
8.所述第二控制模块还与所述开关模块的控制端电连接；所述第二控制模块用于接收所述第一控制模块的状态信号，并在根据所述第一控制模块的状态信号确定所述第一控制模块处于故障状态时，向所述开关模块提供开关控制信号；
9.所述开关模块的输入端与第一驱动电源电连接，所述开关模块的输出端与所述功率晶体管的控制端电连接；所述开关模块用于在所述开关控制信号的控制下导通或断开，并在导通时，传输所述第一驱动电源至所述功率晶体管的控制端，以控制所述功率晶体管断开。
10.可选的，还包括：与至少一个所述功率晶体管一一对应设置的至少一个滤波模块；
11.所述滤波模块电连接于所述功率晶体管的控制端和所述第一控制模块之间。
12.可选的，所述滤波模块包括：第一电阻和第一电容；
13.所述第一电阻的第一端和所述第一电容的第一端与所述功率晶体管的控制端电连接，所述第一电阻的第二端和所述第一电容的第二端与所述第一控制模块电连接。
14.可选的，其特征在于，还包括：至少一个第一分压模块；
15.所述第一分压模块电连接于至少部分所述功率晶体管的控制端与所述第一控制
模块之间。
16.可选的，其特征在于，所述开关模块包括开关晶体管；
17.所述开关晶体管的控制端与所述第二控制模块电连接，所述开关晶体管的输入端与所述第一驱动电源电连接，所述开关晶体管的输出端与所述功率晶体管的控制端电连接。
18.可选的，其特征在于，还包括：限流模块；
19.所述限流模块与所述开关模块的控制端电连接。
20.可选的，当所述控制电路包括至少两个所述功率晶体管时，与至少两个所述功率晶体管一一对应设置的至少两个所述开关模块集成于同一集成电路中。
21.第二方面，本发明提供了一种驱动控制装置，包括：功率开关和本发明第一方面所述的功率开关的控制电路；
22.所述功率开关包括至少一个功率晶体管，所述功率晶体管的控制端与所述控制电路电连接，所述功率晶体管的输入端与第二驱动电源电连接，所述功率晶体管的输出端与外部负载电连接。
23.可选的，还包括：第二分压模块；
24.所述第二分压模块的第一端与所述功率晶体管的输入端电连接；所述第二分压模块的第二端与所述第二驱动电源电连接。
25.第三方面，本发明提供了一种电子驻车系统，包括：驱动电路和电机；
26.所述驱动电路包括本发明第二方面所述的驱动控制装置；
27.所述驱动电路与所述电机电连接，用于控制所述电机的工作状态。
28.本发明提供的技术方案，通过为功率开关设置控制电路，且控制电路包括第一控制模块、第二控制模块、开关模块和第一驱动电源，以便第一控制模块在正常工作时，向功率开关中的功率晶体管提供驱动控制信号，控制功率晶体管的导通或断开，当第一控制模块处于故障状态时，第二控制模块可以接收该故障状态的信号，并向开关模块输出使其导通的开关控制信号，开关模块导通后将第一驱动电源传输至功率开关的控制端并控制其断开，防止第一控制模块在故障状态下输出错误信号使功率开关产生误动作等危险现象，保护功率开关，提高功率开关的运行安全性和稳定性，进而提高采用该功率开关进行驱动控制的电子驻车系统的运行安全性和稳定性。
29.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明实施例提供的一种功率开关的控制电路的结构示意图；
32.图2为本发明实施例提供的另一种功率开关的控制电路的结构示意图；
33.图3为本发明实施例提供的又一种功率开关的控制电路的结构示意图；
34.图4为本发明实施例提供的再一种功率开关的控制电路的结构示意图；
35.图5为本发明实施例提供的一种功率开关的控制电路的结构示意图；
36.图6为本发明实施例提供的另一种功率开关的控制电路的结构示意图；
37.图7为本发明实施例提供的一种驱动控制装置的结构示意图。
具体实施方式
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
39.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
40.图1为本发明实施例提供的一种功率开关的控制电路的结构示意图，如图1所示，功率开关10包括至少一个功率晶体管q，功率开关10的控制电路20包括：第一控制模块21、第二控制模块22和与至少一个功率晶体管q一一对应设置的至少一个开关模块23；第一控制模块21分别与功率晶体管q的控制端a和第二控制模块22连接；第一控制模块21用于在正常工作时，向功率晶体管q提供驱动控制信号，以使功率晶体管q根据驱动控制信号导通或断开；第二控制模块22还与开关模块23的控制端b电连接；第二控制模块22用于接收第一控制模块21的状态信号，并在根据第一控制模块21的状态信号确定第一控制模块21处于故障状态时，向开关模块23提供开关控制信号；开关模块23的输入端in0与第一驱动电源24电连接，开关模块23的输出端out0与功率晶体管q的控制端a电连接；开关模块23用于在开关控制信号的控制下导通或断开，并在导通时，传输第一驱动电源24至功率晶体管q的控制端a，以控制功率晶体管q断开。
41.其中，功率晶体管q可以是功率场效应管或绝缘栅双极晶体管等，具有工作性能高、寄生电容小、易于集成等特点。第一控制模块21和第二控制模块22可以是芯片或微控制器等可实现控制功能的器件。处于故障状态下的第一控制模块21内部可能出现短路或断路等故障情况，导致第一控制模块21输出错误信号等，进而使功率开关10产生误动作等危险现象。开关控制信号可以是高电平或低电平等控制信号，该开关控制信号可以控制开关模块23的导通或断开。
42.具体的，当第一控制模块21正常工作时，向功率晶体管q提供驱动控制信号，以使功率晶体管q根据驱动控制信号导通或断开，此时第二控制模块22接收到第一控制模块21的状态信号为正常信号，第二控制模块22不工作。若第一控制模块21处于故障状态时，第二控制模块22接收到第一控制模块21的状态信号为故障信号，并根据该故障信号，向开关模
块23提供使开关模块23导通的开关控制信号，以在开关模块23导通时将第一驱动电源24传输至功率晶体管q的控制端a，控制功率晶体管q断开，防止第一控制模块21在故障状态下输出错误信号使功率开关10产生误动作等危险现象，保护功率开关。
43.本发明实施例的技术方案，通过为功率开关设置控制电路，且控制电路包括第一控制模块、第二控制模块、开关模块和第一驱动电源，以便第一控制模块在正常工作时，向功率开关中的功率晶体管提供驱动控制信号，控制功率晶体管的导通或断开，当第一控制模块处于故障状态时，第二控制模块可以接收该故障状态的信号，并向开关模块输出使其导通的开关控制信号，开关模块导通后将第一驱动电源传输至功率开关的控制端并控制其断开，防止第一控制模块在故障状态下输出错误信号使功率开关产生误动作等危险现象，保护功率开关，提高功率开关的运行安全性和稳定性，进而提高采用该功率开关进行驱动控制的电子驻车系统的运行安全性和稳定性。
44.需要说明的是，图1仅以功率开关10包括一个功率晶体管q，功率开关10的控制电路20包括与该功率晶体管q对应设置的一个开关模块23进行了示例性的说明。在其他可选的实施例中，功率开关10可以包括两个或两个以上的功率晶体管q，功率开关10的控制电路20包括与两个或两个以上功率晶体管q对应设置的两个或两个以上的开关模块23。为便于描述，下述实施例均以功率开关10包括两个功率晶体管q，功率开关10的控制电路20包括与两个功率晶体管q对应设置的两个开关模块23为例，对本发明实施例的技术方案进行示例性的说明。
45.可选的，图2为本发明实施例提供的另一种功率开关的控制电路的结构示意图，如图2所示，控制电路20还包括：与至少一个功率晶体管q一一对应设置的至少一个滤波模块25；滤波模块25电连接于功率晶体管q的控制端a和第一控制模块21之间。
46.具体的，当第一控制模块21向功率晶体管提供驱动控制信号时，滤波模块25将驱动控制信号中存在的不同频率或大小的噪声滤除后输入功率晶体管q的控制端a，提高控制电路的抗干扰性以及信噪比。
47.可以理解的是，滤波模块25的具体结构可以根据实际需要进行设计，在能够满足其功能的前提下，本发明实施例对滤波模块25的具体结构不做限定，下述仅以典型的示例对本发明实施例中的滤波模块的具体结构进行示例性的说明。
48.可选的，参考图2，滤波模块25包括：第一电阻r1和第一电容c1；第一电阻r1的第一端和第一电容c1的第一端与功率晶体管q的控制端a电连接，第一电阻r1的第二端和第一电容c1的第二端与第一控制模块21电连接。
49.其中，第一电容c1可以是电解电容等。
50.具体的，第一电阻r1和第一电容c1构成rc并联滤波电路，不仅会使直流电稳定平滑输出，降低了交变脉动波纹对电路的干扰，同时还可吸收电路工作过程中产生的电流波动和经由交流电源串入的干扰，使得控制电路20的工作性能更加稳定。
51.可选的，图3为本发明实施例提供的又一种功率开关的控制电路的结构示意图，如图3所示，控制电路20还包括：至少一个第一分压模块26；第一分压模块26电连接于至少部分功率晶体管q的控制端a与第一控制模块21之间。
52.其中，第一分压模块26可以包括分压电阻等分压器件。
53.具体的，第一分压模块26包括第二电阻r2，第二电阻r2将第一控制模块21输出的
驱动控制信号分压后得到可使功率晶体管q导通或断开的电压信号。可以理解的是，第二电阻r2的阻值可以根据实际需要进行设定，本发明实施例对此不做具体限定。
54.可以理解的是，图3中仅示出了第一分压模块26电连接于部分功率晶体管q的控制端a与第一控制模块21之间的情况，即以功率开关10包括两个功率晶体管q，即功率晶体管q1和功率晶体管q2，功率开关10的控制电路20包括与功率晶体管q1对应设置的第一分压模块26进行了示例性的说明。在其他可选的实施例中，第一分压模块26还可以电连接于全部功率晶体管q的控制端a与第一控制模块21之间，本发明实施例对此不做具体限定。
55.可选的，图4为本发明实施例提供的再一种功率开关的控制电路的结构示意图，如图4所示，开关模块23包括开关晶体管；开关晶体管的控制端b与第二控制模块22电连接，开关晶体管的输入端in0与第一驱动电源24电连接，开关晶体管的输出端out0与功率晶体管q的控制端a电连接。
56.其中，开关晶体管可以是npn型三极管或pnp型三极管等。
57.具体的，当开关晶体管为npn型三极管时，则第一驱动电源24为接地电源gnd，功率晶体管包括nmos管，当第二控制模块22输出的开关控制信号为高电平时，开关晶体管导通并将接地端的电压信号传输至n型晶体管的控制端a，控制nmos管断开。当开关晶体管为pnp型三极管时，则第一驱动电源24为高电平电源，功率晶体管包括pmos管，当第二控制模块22输出的开关控制信号为低电平时，开关晶体管导通并将电源端的电压信号传输至pmos管的控制端a，控制pmos管断开。
58.可以理解的是，图4中仅以开关晶体管为npn型三极管，第一驱动电源24为接地电源gnd，以及功率晶体管q为nmos管为例进行了示例性的说明，还可为其他，本发明实施例不做具体限定。
59.可选的，图5为本发明实施例提供的一种功率开关的控制电路的结构示意图，如图5所示，控制电路20还包括：限流模块27；限流模块27与开关模块23的控制端b电连接。
60.其中，限流模块27可以包括电阻等限流器件。示例性的，限流模块27包括第三电阻r3和接地端gnd，第三电阻r3的第一端与开关模块23的控制端b电连接，第三电阻r3的第二端与接地端gnd电连接，用于将开关控制信号中的部分电流经第三电阻r3后接地。
61.具体的，当第二控制模块22输出的开关控制信号包括较大的电流信号时，限流模块27可使流入开关模块23的较大电流降低至较小电流后，将较小电流输入开关模块23，防止较大的电流信号直接输入开关模块23后，烧坏开关模块23或降低开关模块23的使用寿命。
62.可选的，图6为本发明实施例提供的另一种功率开关的控制电路的结构示意图，如图6所示，当控制电路20包括至少两个功率晶体管q时，与至少两个功率晶体管q一一对应设置的至少两个开关模块23集成于同一集成电路230中。如此，实现简化电路结构。
63.可以理解的是，图6仅以控制电路20包括两个功率晶体管q为例进行了示例性的说明，当控制电路20包括两个以上的功率晶体管q时，与两个以上功率晶体管q一一对应设置的两个以上的开关模块23也可集成于同一集成电路230中，同样可实现简化电路的效果。
64.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种驱动控制装置，包括：本发明上述实施例所提供的功率开关的控制电路。因此，本发明实施例提供的驱动控制装置也具备上述实施例所描述的有益效果，此处不再赘述。
65.图7为本发明实施例提供的一种驱动控制装置的结构示意图，如图7所示，该驱动控制装置包括：功率开关10和本发明任一实施例的功率开关10的控制电路20；功率开关10包括至少一个功率晶体管q，功率晶体管q的控制端a与控制电路20电连接，功率晶体管q的输入端in1与第二驱动电源11电连接，功率晶体管q的输出端out1与外部负载12电连接。
66.其中，第二驱动电源11与功率开关管q的类型相关。示例性的，当功率开关管q为n沟道增强型绝缘栅场效应管时，第二驱动电源11为接地端。当功率开关管q为p沟道增强型绝缘栅场效应管时，第二驱动电源11为高电平电源端。以在控制电路20向功率开关管q提供驱动控制信号时，功率晶体管q的控制端a与输入端in1之间形成的电位差满足功率晶体管q导通或断开的条件，使功率晶体管q导通或断开。
67.具体的，功率开关管q导通时，可将第二驱动电源11的电位传输至与输出端out1电连接的外部负载12中，外部负载12根据第二驱动电源11的电位工作。功率开关管q断开时，第二驱动电源11的电位不能被功率开关管q传输至与输出端out1电连接的外部负载12中，外部负载12停止工作。
68.可选的，参考图7，驱动控制装置还包括：第二分压模块13；第二分压模块13的第一端与功率晶体管q的输入端in1电连接；第二分压模块13的第二端与第二驱动电源11电连接。
69.其中，第二分压模块13可以包括分压电阻等分压器件。
70.具体的，第二分压模块13包括第四电阻r4，第四电阻r4将第二驱动电源11的电信号进行分压后输入功率晶体管q的输入端，防止第二驱动电源11的电信号电位较高而损坏功率晶体管q，降低功率晶体管q的使用寿命。
71.可以理解的是，第四电阻r4的阻值可以根据实际需要进行设定，本发明实施例对此不做具体限定。
72.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子驻车系统，包括：驱动电路和电机；驱动电路包括本发明上述实施例提供的驱动控制装置；驱动电路与电机电连接，用于控制电机的工作状态。因此，本发明实施例提供的电子驻车系统也具备上述实施例所描述的有益效果，此处不再赘述。
73.在一可选的实施例中，驱动电路包括高边驱动电路和低边驱动电路。高边驱动电路与电机的高边电连接，用于向电机的高边提供高边驱动电信号，低边驱动电路与电机的低边电连接，用于向电机的低边提供低边驱动电信号，进而控制电机的运行状态。其中，高边驱动电路或低边驱动电路包括本发明上述实施例提供的驱动控制装置，具备上述实施例所描述的有益效果。
74.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
75.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种功率开关的控制电路，其特征在于，所述功率开关包括至少一个功率晶体管，所述功率开关的控制电路包括：第一控制模块、第二控制模块和与至少一个所述功率晶体管一一对应设置的至少一个开关模块；所述第一控制模块分别与所述功率晶体管的控制端和所述第二控制模块连接；所述第一控制模块用于在正常工作时，向所述功率晶体管提供驱动控制信号，以使所述功率晶体管根据所述驱动控制信号导通或断开；所述第二控制模块还与所述开关模块的控制端电连接；所述第二控制模块用于接收所述第一控制模块的状态信号，并在根据所述第一控制模块的状态信号确定所述第一控制模块处于故障状态时，向所述开关模块提供开关控制信号；所述开关模块的输入端与第一驱动电源电连接，所述开关模块的输出端与所述功率晶体管的控制端电连接；所述开关模块用于在所述开关控制信号的控制下导通或断开，并在导通时，传输所述第一驱动电源至所述功率晶体管的控制端，以控制所述功率晶体管断开。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：与至少一个所述功率晶体管一一对应设置的至少一个滤波模块；所述滤波模块电连接于所述功率晶体管的控制端和所述第一控制模块之间。3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述滤波模块包括：第一电阻和第一电容；所述第一电阻的第一端和所述第一电容的第一端与所述功率晶体管的控制端电连接，所述第一电阻的第二端和所述第一电容的第二端与所述第一控制模块电连接。4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：至少一个第一分压模块；所述第一分压模块电连接于至少部分所述功率晶体管的控制端与所述第一控制模块之间。5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述开关模块包括开关晶体管；所述开关晶体管的控制端与所述第二控制模块电连接，所述开关晶体管的输入端与所述第一驱动电源电连接，所述开关晶体管的输出端与所述功率晶体管的控制端电连接。6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：限流模块；所述限流模块与所述开关模块的控制端电连接。7.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，当所述控制电路包括至少两个所述功率晶体管时，与至少两个所述功率晶体管一一对应设置的至少两个所述开关模块集成于同一集成电路中。8.一种驱动控制装置，其特征在于，包括：功率开关和权利要求1-7任一项所述的功率开关的控制电路；所述功率开关包括至少一个功率晶体管，所述功率晶体管的控制端与所述控制电路电连接，所述功率晶体管的输入端与第二驱动电源电连接，所述功率晶体管的输出端与外部负载电连接。9.根据权利要求8所述的控制装置，其特征在于，还包括：第二分压模块；所述第二分压模块的第一端与所述功率晶体管的输入端电连接；所述第二分压模块的第二端与所述第二驱动电源电连接。10.一种电子驻车系统，其特征在于，包括：驱动电路和电机；
所述驱动电路包括权利要求8-9任一项所述的驱动控制装置；所述驱动电路与所述电机电连接，用于控制所述电机的工作状态。

技术总结
本发明公开了一种功率开关的控制电路、驱动控制装置和电子驻车系统，功率开关包括至少一个功率晶体管，功率开关的控制电路包括：第一控制模块、第二控制模块和与至少一个功率晶体管一一对应设置的至少一个开关模块；本发明提供的技术方案，通过设置第一控制模块和第二控制模块，使得在第一控制模块处于故障状态时，第二控制模块可以接收该故障状态的信号，并向开关模块输出使其导通的开关控制信号，开关模块导通后将第一驱动电源传输至功率开关的控制端并控制其断开，防止第一控制模块在故障状态下输出错误信号使功率开关产生误动作等危险现象，保护功率开关，进而提高采用功率开关进行驱动控制的电子驻车系统的运行安全性和稳定性。性和稳定性。性和稳定性。


技术研发人员：陶喆 刘富庆 胡玉进 李甲胜 张环宇
受保护的技术使用者：拿森汽车科技（杭州）有限公司
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/6/26