玩单片机的都(dōu)可(kě)能遇到过因外部干扰或因软件BUG导致死机,这对于有功率负载的电(diàn)路是极为不利(lì)的。 现在MCU都有了WDT看门狗,当(dāng)计数(shù)溢(yì)出就强制进(jìn)行复位。 但如果单片机因某种(zhǒng)原因(如静(jìng)电、浪涌等击穿(chuān))直接导致损坏,使其输入输(shū)出状(zhuàng)态无法控制,且无(wú)法(fǎ)预料时(shí),可能会造成不良后果甚至人身安(ān)全。 如电(diàn)机控制、逆变(biàn)器等,当异常发(fā)生MCU输(shū)出端(duān)一直输出固定电平(这(zhè)里假设高电平驱动)会导致线圈(quān)进入饱和,产生大(dà)电流(liú)发热烧毁线圈甚至是起火引发一系(xì)列不可预料后果。 那如何去有(yǒu)效(xiào)避(bì)免这(zhè)类(lèi)问题的发生呢?
任一MOS持续导通都会导线圈饱(bǎo)和发热
首先,最大的(de)问题是(shì)单片机失效(xiào)后,IO端(duān)口(kǒu)状态无(wú)法预(yù)料,只能切断负载供电,所以只要能检测到MCU是否正常(cháng)工作,然后(hòu)去(qù)控制负载(zǎi)供电(diàn)开关就可以避(bì)免上述问题了。 顺着这个(gè)思路,我们可以让单片机一(yī)个IO口一直输出50%占空(kōng)比PWM信号,用一个电容进行隔离,当(dāng)正(zhèng)常(cháng)工作时PWM信(xìn)号(hào)可(kě)以(yǐ)通过电容,经(jīng)过(guò)整流滤波(bō)驱(qū)动MOS管导(dǎo)通,当死机后就没有PWM信号(hào)输出了,此(cǐ)时不管IO口是持(chí)续的高还(hái)是(shì)低电平(píng),经过电(diàn)容后级都没有电(diàn)压了,此(cǐ)时MOS管截(jié)止(zhǐ)负载供电被关断,这样就有效保(bǎo)护了(le)负载。
负载保护电(diàn)路图
最后结合上图(tú)重新梳(shū)理一遍(biàn)保护过(guò)程。 当单片机正常运行时IO1持续输(shū)出PWM信号,整流滤波后推(tuī)动后级MOS管导通,提供(gòng)负载供电; 当(dāng)单片机(jī)死机或失(shī)效(xiào)后,就没(méi)有(yǒu)PWM信号输出,无论输出是持续的高(gāo)或低电平,都没有整流(liú)电(diàn)压推(tuī)动后级MOS开关管,此时MOS管截止,负(fù)载(zǎi)断电!
本(běn)电路重点(diǎn)运用(yòng)了电(diàn)容的隔直流特性,既(jì)能让(ràng)连续变(biàn)化的PWM耦合通过,又可以阻止直流电压通过,从而(ér)有效检(jiǎn)测MCU是否异常,同时控制负(fù)载供(gòng)电开关(guān)。
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