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CN112953354B - 实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构 - Google Patents

实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构 Download PDF

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CN112953354B CN202110201088.3A CN202110201088A CN112953354B CN 112953354 B CN112953354 B CN 112953354B CN 202110201088 A CN202110201088 A CN 202110201088A CN 112953354 B CN112953354 B CN 112953354B
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韦智荟
夏德刚
田剑彪
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SHAOXING DEVECHIP MICROELECTRONICS CO Ltd
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SHAOXING DEVECHIP MICROELECTRONICS CO Ltd
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，包括故障指示引脚nFault和复位引脚Clear，所述的故障指示引脚nFault和复位引脚Clear共用同一个封装引脚，所述的电路结构还包括第一电阻、第二电阻和开关，所述的故障指示引脚nFault通过第一电阻拉至逻辑电压，所述的第二电阻和开关串联，接在故障指示引脚nFault和逻辑电压之间。采用了本发明的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，将故障指示引脚nFault和复位引脚Clear共用一个封装引脚，检测到强拉高时或强拉高停止后，强制将故障指示引脚nFault拉高清除故障状态。本发明保护了驱动芯片本身或者控制单元采取相应的操作，保护系统不会因过应力而损坏。

Description

实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构
技术领域
本发明涉及电机控制领域，尤其涉及电机驱动控制领域，具体是指一种实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构。
背景技术
在当前的电机控制应用当中，绝大部分驱动芯片都集成了故障指示功能，并且也集成了故障复位功能。当电机工作的系统中出现指定的故障条件(如过流，过压，欠压和过温事件)后，电机驱动芯片的故障指示引脚nFault会由逻辑高电平切换为逻辑低电平，并反馈给控制单元(如MCU)，以指示当前的控制系统中出现故障条件，并由驱动芯片本身或者控制单元采取相应的操作以保护系统不会因过应力而损坏。
当故障条件移除后，由控制单元或者通过人机交互模式发出复位指令，当驱动芯片的Clear引脚接收到指令后，将内部的逻辑电路或者寄存器参数恢复至初始化状态，以尝试重新驱动电机。
当前市面上常见的方案中，故障指示引脚nFault和复位引脚Clear在同一个驱动芯片中采用两个引脚单独实现。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足结构简单、安全性高、适用范围较为广泛的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构。
为了实现上述目的，本发明的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构如下：
该实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，其主要特点是，所述的电路结构包括故障指示引脚nFault和复位引脚Clear，所述的故障指示引脚nFault和复位引脚Clear共用同一个封装引脚，所述的电路结构还包括第一电阻、第二电阻和开关，所述的故障指示引脚nFault通过第一电阻拉至逻辑电压，所述的第二电阻和开关串联，接在故障指示引脚nFault和逻辑电压之间。
较佳地，在无故障状态下，所述的故障指示引脚nFault内部的开关管处于开路状态，通过第一电阻被上拉为逻辑高电平，在存在故障指示的情况下，所述的故障指示引脚nFault内部的开关管导通，由低电平被强制拉高或强制拉高停止后，复位功能启动，清除故障状态。
较佳地，所述的故障指示引脚nFault包括控制单元和反相器，在无故障状态下，所述的故障指示引脚nFault上拉为逻辑高电平，控制单元读取逻辑高电平，判定为工作正常，并且，逻辑高电平经过反相器变为低电平；
在存在故障指示的情况下，故障指示引脚nFault由逻辑高电平切换为逻辑低电平，并且，故障指示引脚nFault的逻辑高电平经过反相器变为高电平，在通过第二电阻强制将故障指示引脚nFault拉高后，经过反相器变为低电平，反相器的输出信号与内部开关管的控制信号经过逻辑运算后，产生复位信号。
较佳地，所述的故障指示引脚nFault内部为开漏输出结构，最大输出电流500uA，
较佳地，所述的第一电阻的阻值为100kΩ。
采用了本发明的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，将故障指示引脚nFault和复位引脚Clear共用一个封装引脚，检测到强拉高时或强拉高停止后，强制将故障指示引脚nFault拉高清除故障状态。本发明保护了驱动芯片本身或者控制单元采取相应的操作，保护系统不会因过应力而损坏，引脚复用为了满足节省芯片引脚的需求，将芯片引脚用作系统实现所需要的多个功能，其应用范围贯穿整个芯片的生命周期。
附图说明
图1为本发明的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构示意图。
图2为本发明的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构的实施例的结构图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，其中包括故障指示引脚nFault和复位引脚Clear，所述的故障指示引脚nFault和复位引脚Clear共用同一个封装引脚，所述的电路结构还包括第一电阻、第二电阻和开关，所述的故障指示引脚nFault通过第一电阻拉至逻辑电压，所述的第二电阻和开关串联，接在故障指示引脚nFault和逻辑电压之间。
作为本发明的优选实施方式，在无故障状态下，所述的故障指示引脚nFault内部的开关管处于开路状态，通过第一电阻被上拉为逻辑高电平，在存在故障指示的情况下，所述的故障指示引脚nFault内部的开关管导通，由低电平被强制拉高或强制拉高停止后，复位功能启动，清除故障状态。
作为本发明的优选实施方式，所述的故障指示引脚nFault包括控制单元和反相器，在无故障状态下，所述的故障指示引脚nFault上拉为逻辑高电平，控制单元读取逻辑高电平，判定为工作正常，并且，逻辑高电平经过反相器变为低电平；
在存在故障指示的情况下，故障指示引脚nFault由逻辑高电平切换为逻辑低电平，并且，故障指示引脚nFault的逻辑高电平经过反相器变为高电平，在通过第二电阻强制将故障指示引脚nFault拉高后，经过反相器变为低电平，反相器的输出信号与内部开关管的控制信号经过逻辑运算后，产生复位信号。
作为本发明的优选实施方式，所述的故障指示引脚nFault内部为开漏输出结构，最大输出电流500uA，
作为本发明的优选实施方式，所述的第一电阻的阻值为100kΩ。
本发明的具体实施方式中，电机驱动芯片的故障指示引脚nFault和复位引脚Clear复用的新方法，其特征在于，包括故障指示引脚nFault和复位引脚Clear共用一个封装引脚。无故障状态下，nFault引脚被弱上拉为逻辑高电平。当故障指示引脚nFault由低电平被强制拉高时或者强制拉高停止后，复位功能启动。
nFault引脚内部采用开漏输出结构，最大输出电流500uA，在无故障状态下，nFault引脚内部的开关管处于开路状态。在实际应用时，需要外接一个上拉电阻将nFault引脚拉至系统逻辑电压(如5V或3.3V)。当故障发生时(如过流、过压、欠压或过温事件)，nFault内部的开关管导通，拉电流到地，nFault引脚的电平被拉低。由于最大输出电流的限制，上拉电阻的阻值不能太小，建议使用100kΩ左右。
nFault引脚同时作为复位引脚Clear(或者称为故障清除引脚)，当nFault被强制拉高(>500uA)时，即使nFault内部拉电流到地，nFault引脚的电平依然会被拉高，超过阈值，当强拉高停止后，Clear功能启动，故障状态被清除，驱动器尝试重新驱动电机。
故障指示引脚nFault和复位引脚Clear共用一个封装引脚。强制将故障指示引脚nFault拉高可以清除故障状态，不管是检测到强拉高时，还是强拉高停止后；
当系统中无故障条件时，故障指示引脚nFault内部的开关管断开，通过R1弱上拉为逻辑高电平，控制单元读取到这个逻辑高电平时，认为系统工作正常。此外，故障指示引脚nFault的逻辑高电平在内部经过反相器为低电平。
当系统中出现故障条件，故障指示引脚nFault内部的开关管导通，故障指示引脚由逻辑高电平切换为逻辑低电平。此时，故障指示引脚nFault的逻辑高电平在内部经过反相器为高电平。
当通过电阻R2强制将故障指示引脚nFault拉高后，经过内部的反相器为低电平，反相器的输出信号与内部开关管的控制信号经过逻辑运算后，产生复位信号，不论是检测到强拉高还是强拉高结束，均在本发明的保护范围内。
本发明采用开漏输出结构的nFault引脚在实际应用中通过外置的弱上拉电路实现默认输出为高电平，当系统出现故障后，该引脚的电平为低电平，内部的控制单元通过读取该引脚的电平状态执行设定的保护功能；当电平状态为低电平的nFault被强制拉高后，内部的控制单元通过读取该引脚的电平状态与控制开关管开关的控制信号进行相应的逻辑运算后，产生复位信号。
其本质上是通过逻辑控制实现一个引脚有多个功能的目的，并非简单的通道选择。
采用了本发明的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，将故障指示引脚nFault和复位引脚Clear共用一个封装引脚，检测到强拉高时或强拉高停止后，强制将故障指示引脚nFault拉高清除故障状态。本发明保护了驱动芯片本身或者控制单元采取相应的操作，保护系统不会因过应力而损坏，引脚复用为了满足节省芯片引脚的需求，将芯片引脚用作系统实现所需要的多个功能，其应用范围贯穿整个芯片的生命周期。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (5)

1.一种实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，其特征在于，所述的电路结构包括故障指示引脚nFault和复位引脚Clear，所述的故障指示引脚nFault和复位引脚Clear共用同一个封装引脚，所述的电路结构还包括第一电阻、第二电阻和开关，所述的故障指示引脚nFault通过第一电阻拉至逻辑电压，所述的第二电阻和开关串联，接在故障指示引脚nFault和逻辑电压之间；强制将故障指示引脚nFault拉高可以清除故障状态。
2.根据权利要求1所述的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，其特征在于，在无故障状态下，所述的故障指示引脚nFault内部的开关管处于开路状态，通过第一电阻被上拉为逻辑高电平，在存在故障指示的情况下，所述的故障指示引脚nFault内部的开关管导通，由低电平被强制拉高或强制拉高停止后，复位功能启动，清除故障状态。
3.根据权利要求1所述的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，其特征在于，所述的故障指示引脚nFault包括控制单元和反相器，在无故障状态下，所述的故障指示引脚nFault上拉为逻辑高电平，控制单元读取逻辑高电平，判定为工作正常，并且，逻辑高电平经过反相器变为低电平；
在存在故障指示的情况下，故障指示引脚nFault由逻辑高电平切换为逻辑低电平，并且，故障指示引脚nFault的逻辑高电平经过反相器变为高电平，在通过第二电阻强制将故障指示引脚nFault拉高后，经过反相器变为低电平，反相器的输出信号与内部开关管的控制信号经过逻辑运算后，产生复位信号。
4.根据权利要求1所述的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，其特征在于，所述的故障指示引脚nFault内部为开漏输出结构，最大输出电流500uA。
5.根据权利要求1所述的实现故障指示引脚和复位功能引脚复用的电路结构，其特征在于，所述的第一电阻的阻值为100kΩ。
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Denomination of invention: The circuit structure for implementing the reuse of fault indication pins and reset function pins

Granted publication date: 20230324

Pledgee: Zhejiang Shaoxing Ruifeng Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Xincheng Sub branch

Pledgor: SHAOXING DEVECHIP MICROELECTRONICS Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980038109

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