任何處理，有利于簡化電路板結(jié)構(gòu)。忍片所有通信輸入接口 可接受3~18V的邏輯高電平，具有很好的通信兼容性，串行通信數(shù)據(jù)輸出端口（SD0)輸出高 電平電壓約為6V。允許最高通信頻率為500Ifflz。
[0036] 其中，所述檢測單元功能如下：忍片對8路輸出的負載狀態(tài)進行實時檢測，一旦某 通道的負載發(fā)生短路或者開路，忍片內(nèi)部能夠及時檢測出來，并且迅速將發(fā)生負載短路的 通道關(guān)斷，W防止忍片和外部負載過熱燒毀。輸出使能腳(0E)上升沿將負載檢測結(jié)果存到 移位寄存器，可W在串行移位時鐘輸入(S化K)作用下從串行通信數(shù)據(jù)輸出端口（SD0)串行 移出，供控制器回讀檢測結(jié)果。對于鎖存器數(shù)據(jù)為1的通道，一旦檢測到該通道短路的話， 在輸出使能腳(0E)上升沿時會將對應(yīng)的移位寄存器數(shù)據(jù)改為0,對于鎖存器數(shù)據(jù)為0的通 道，一旦檢測到該通道開路的話，在輸出使能腳(0E)上升沿時會將對應(yīng)的移位寄存器數(shù)據(jù) 改為1，對于沒有檢測到負載開、短路的通道，對應(yīng)的移位寄存器還是保持原數(shù)據(jù)不變。整個 負載開、短路檢測回讀過程可W描述為:在輸出使能腳(0E)上升沿后，利用串行移位時鐘輸 入(S化K)將移位寄存器的數(shù)據(jù)從串行通信數(shù)據(jù)輸出端口（SD0)串行讀回到控制器，控制器 將讀回的數(shù)據(jù)跟之前送出去的控制數(shù)據(jù)作比對，如果完全一致，則表示負載情況良好，沒有 開短路現(xiàn)象，如果某一位數(shù)據(jù)送出去的是1，讀回來的是0,則表示該位數(shù)據(jù)對應(yīng)的通道發(fā)生 了負載短路，如果某一位數(shù)據(jù)送出去的是0,讀回來的是1，則表示該位數(shù)據(jù)對應(yīng)的通道發(fā)生 了負載開路。
[0037]其中，所述驅(qū)動單元功能如下：忍片的8路輸出化ainO~化ain7的狀態(tài)受鎖存器數(shù) 據(jù)Q20~Q27和輸出使能腳(0E)信號的控制，當輸出使能腳(0E)為低電平時，如果某通道對 應(yīng)的鎖存器數(shù)據(jù)為1，則該通道輸出開啟，輸出端到地的開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)，忍片利用恒 流技術(shù)將8路輸出的最大電流限制在50~8SmA，可W有效防止負載短路引起的忍片或外圍 器件燒壞。如果某通道對應(yīng)的鎖存器數(shù)據(jù)為0,則該通道輸出被關(guān)斷，處于高阻態(tài)。當輸出使 能腳(0E)為高電平時，不管鎖存器數(shù)據(jù)為何值，所有8路通道的輸出均被關(guān)斷。8路輸出在關(guān) 斷時可W耐30VW上高壓。
[003引如圖2所示，8路輸出端接忍片內(nèi)部8個高壓醒0S管的漏(Drain)端，每路允許驅(qū)動 50mA負載。輸入電壓范圍為8~30V，內(nèi)部集成一個低壓穩(wěn)壓單元，給低壓通信模塊供電。
[0039] 忍片包含一個8位移位寄存器和一個8位數(shù)據(jù)鎖存器，當串行移位時鐘輸入(SCLK) 從低電平向高電平跳變時，移位寄存器的數(shù)據(jù)往前移一位，串行輸入數(shù)據(jù)從串行通信數(shù)據(jù) 輸入端口（SDI)移入移位寄存器的最低位，串行通信數(shù)據(jù)輸出端口（SD0)連接移位寄存器的 最高位，用W跟下一顆忍片級聯(lián)。輸出使能腳(0E)下降沿時，移位寄存器的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)鎖 存器。
[0040] 輸出使能腳(0E)為低電平時，數(shù)據(jù)鎖存器的數(shù)據(jù)直接控制8路輸出狀態(tài)，數(shù)據(jù)為1 時，該通道輸出開啟，輸出端到地的開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)，數(shù)據(jù)為0時，該通道輸出關(guān)斷，輸 出端處于高阻態(tài)。輸出使能腳(0E)為高電平時，8路輸出都被關(guān)斷，處于高阻態(tài)。
[0041] 每個通道的輸出端跟電源端(PVDD)之間都內(nèi)置一個反向二極管，在輸出管關(guān)斷時 可有效吸收感性負載線圈上的反向電流。每個通道具有負載開路與短路檢測功能，檢測結(jié) 果在輸出使能腳(0E)上升沿時導(dǎo)入移位寄存器，并可W在串行移位時鐘輸入(SCLK)上升沿 觸發(fā)下從串行通信數(shù)據(jù)輸出端口（SD0)串行送出。
[0042] 忍片利用恒流技術(shù)將每個通道的最大電流限制在50~85mA，有利于保護負載線圈 在發(fā)生短路時不被燒壞，當檢測到負載短路時，會自動將發(fā)生故障的通道關(guān)斷，更大程度地 保護負載線圈和忍片自身的安全。下表為本發(fā)明忍片引腳說明：
[0043]
[0044]
【主權(quán)項】
1. 一種適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，其特征在于，包括低壓穩(wěn)壓單 元、檢測處理單元、通信單元和驅(qū)動單元;所述低壓穩(wěn)壓單元與外加電源相連，并將其轉(zhuǎn)化 為穩(wěn)定的低壓，給檢測處理單元和通信單元供電；所述檢測處理單元對芯片輸出的負載狀 態(tài)進行實時監(jiān)測，當某通道負載發(fā)生短路或開路時，芯片內(nèi)部將檢測出來，并迅速將負載短 路通道關(guān)斷，以防止芯片和外部負載過熱燒毀;所述通信單元包含一個8位移位寄存器和一 個8位數(shù)據(jù)鎖存器，用以接收外部串行數(shù)據(jù)信號，實現(xiàn)8位串并轉(zhuǎn)換功能，并將并行輸出信號 數(shù)據(jù)發(fā)送到所述驅(qū)動單元來驅(qū)動負載;所述驅(qū)動單元接收通信單元的信號數(shù)據(jù)，并依此驅(qū) 動負載。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，其特征在 于，所述外加電源的輸入電壓范圍為8~30V，通過所述低壓穩(wěn)壓單元給低壓通信模塊供電。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，其特征在 于，所述通信單元包含一個8位移位寄存器和一個8位數(shù)據(jù)鎖存器，當串行移位時鐘輸入從 低電平向高電平跳變時，移位寄存器的數(shù)據(jù)往前移一位，串行輸入數(shù)據(jù)從串行通信數(shù)據(jù)輸 入端口移入移位寄存器的最低位，串行通信數(shù)據(jù)輸出端口連接移位寄存器的最高位，用以 跟下一顆芯片級聯(lián)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，其特征在 于，所述通信單元輸出使能腳下降沿時，移位寄存器的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)鎖存器。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，其特征在 于，所述通信單元輸出使能腳為低電平時，數(shù)據(jù)鎖存器的數(shù)據(jù)直接控制8路輸出狀態(tài)，數(shù)據(jù) 為1時，該通道輸出開啟，輸出端到地的開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)，數(shù)據(jù)為0時，該通道輸出關(guān)斷， 輸出端處于高阻態(tài)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，其特征在 于，所述通信單元輸出使能腳為高電平時，所述驅(qū)動單元的8路輸出都被關(guān)斷，處于高阻態(tài)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，其特征在 于，所述驅(qū)動單元的8路輸出端接芯片內(nèi)部8個高壓NMOS管的漏端，每路允許驅(qū)動50mA~ 85mA負載。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，其特征在 于，所述驅(qū)動單元每個通道的輸出端跟電源端之間都內(nèi)置一個反向二極管，在輸出管關(guān)斷 時可有效吸收感性負載線圈上的反向電流。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，其特征在 于，所述檢測單元在每個通道具有負載開路與短路檢測功能，檢測結(jié)果在輸出使能腳上升 沿時導(dǎo)入移位寄存器，并可以在串行移位時鐘輸入上升沿觸發(fā)下從串行通信數(shù)據(jù)輸出端口 串行送出。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，其特征在 于，所述驅(qū)動芯片利用恒流技術(shù)將每個通道的最大電流限制在50~85mA，有利于保護負載 線圈在發(fā)生短路時不被燒壞，當檢測到負載短路時，芯片會自動將發(fā)生故障的通道關(guān)斷，更 大程度地保護負載線圈和芯片自身的安全。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于大電流控制驅(qū)動的8位串并轉(zhuǎn)換驅(qū)動芯片，包括低壓穩(wěn)壓單元、檢測處理單元、通信單元和驅(qū)動單元；所述低壓穩(wěn)壓單元與外加電源相連；所述檢測處理單元對芯片輸出的負載狀態(tài)進行實時監(jiān)測；所述通信單元包含一個8位移位寄存器和一個8位數(shù)據(jù)鎖存器，用以接收外部串行輸入數(shù)據(jù)信號，實現(xiàn)8位串并轉(zhuǎn)換功能，并將并行輸出信號數(shù)據(jù)發(fā)送到所述驅(qū)動單元來驅(qū)動負載；所述驅(qū)動單元接收通信單元的信號數(shù)據(jù)，并依此驅(qū)動負載。本發(fā)明芯片具有負載開路、短路檢測功能和短路保護功能，確保通信穩(wěn)定性；解決了傳統(tǒng)串并轉(zhuǎn)換芯片輸出功率低、難以驅(qū)動需大電流驅(qū)動的負載問題，并大大節(jié)約芯片成本，對于產(chǎn)品開發(fā)和批量生產(chǎn)具有十分重要的意義。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105446239
【申請?zhí)枴緾N201610015984
【發(fā)明人】王惠如, 郭創(chuàng)新
【申請人】浙江大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2016年1月11日