具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述电阻，但这些电阻不应限于这些术语。这些术语仅用来将设置在电路不同位置的电阻区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一电阻也可以被称为第二电阻，类似地，第二电阻也可以被称为第一电阻。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。

实施例1

本实施例提供一种驱动保护电路，图1为根据本发明实施例的驱动保护电路的结构图，如图1所示，该驱动保护电路包括：驱动电源10，用于将输入的第一电压Vdc(例如24V)转换为第二电压Vcc2(例如15V)和第三电压Vin(例如3V)，驱动电源10通过第一输出端输出第二电压Vcc2至开关驱动电路30的第一输入端，用于驱动功率开关管，通过第二输出端输出第三电压Vin至运算电路20，其中，第三电压Vin与第二电压Vcc2成正比，即第三电压Vin用于表征第二电压Vcc2的大小，第三电压Vin的值越大，表明第二电压Vcc2的越大，即功率开关管Q的驱动电压越大，在具体实时，第三电压Vin可以通过第二电压Vcc2分压后得到。

上述运算电路20，其输入端连接驱动电源10，用于根据第三电压Vin，判断第二电压Vcc2是否在预设区间内，并根据判断结果输出控制信号Vout至开关驱动电路30。

开关驱动电路30的第二输入端连接运算电路20，用于根据运算电路20输出的控制信号控制自身开启或者封锁。

当第二电压Vcc2超过一定值，即功率开关管Q的驱动电压达到上限值以上，第三电压Vin的值也会上升至设定的上限值以上，从而使运算电路20输出控制信号，该控制信号控制开关驱动电路30封锁，在开关驱动电路30封锁状态下，功率开关管始终保持关断状态；当第二电压Vcc2低于一定值，即功率开关管Q的驱动电压处于下限值以下时，第三电压Vin的值也会降至设定的下限值以下，从而使运算电路20输出同样的控制信号，控制开关驱动电路30封锁，即功率开关管始终保持关断状态；当第二电压Vcc2位于上限值和下限值之间时，第三电压Vin的值也会位于设定的上限制和下限值之间，从而使运算电路20输出另一控制信号，控制开关驱动电路30开启，开关驱动电路30开启后，根据开关驱动电路30输入的PWM信号控制功率开关管Q通断的时机。

本实施例的驱动保护电路，通过驱动电源将输入的第一电压转换为第二电压和第三电压，第三电压与第二电压成正比；通过运算电路根据第三电压输出控制信号；开关驱动电路根据运算电路输出的控制信号控制自身开启或者封锁。通过上述方案，能够在驱动电源输出的第二电压超出预设区间时，控制开关驱动电路封锁，进而使功率开关管保持关断状态，避免驱动电压过高或者过低，对功率开关管造成不利影响，提高功率开关管的稳定性和安全性。

实施例2

本实施例提供另一种驱动保护电路，图2为根据本发明实施例的驱动电源的结构图，如图2所示，驱动电源10的输入侧包括第一输入端，用于接收输入电压Vdc，还包括接地端子，以连接参考地GND，使输入侧形成回路；

驱动电源10的输入侧包括第一输出端，用于输出第二电压Vcc2至上述开关驱动电路30的第一输入端；

为了实现将将输入的第一电压Vdc转换为第三电压Vin，驱动电源10的第一输出端还连接分压电路101的第一端，分压电路101的第二端接地，分压电路101的输出端为驱动电源10的第二输出端，第二输出端连接运算电路20的输入端，用于输出第三电压Vin，即分压电路101的输出端为驱动电源10的第二输出端。具体地，为了实现将第二电压Vcc2按比例缩小，分压电路101至少包括串联设置的第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1和第二电阻R2之间的线路连接运算电路20的输入端，通过设置第一电阻和第二电阻的比例，控制第三电压Vin的大小。驱动电源10的输出侧除了第一输出端和第二输出端，还包括接地端子，以连接参考地GND，使输出侧形成回路。

图3为根据本发明实施例的运算电路的结构图，为了实现在功率开关管Q的驱动电压达到下限值以下时，控制开关驱动电路30封锁，以避免驱动电压过低，如图3所示，上述运算电路20包括：第一比较器U1，其第一输入端连接驱动电源10，以接收第三电压Vin，其第二输入端输入第一参考电压Uref1，其输出端连接开关驱动电路30的输入端；第一比较器U1在第三电压Vin大于第一参考电压Uref1时，输出高电平信号，在第三电压Vin小于或等于第一参考电压Uref1时，输出低电平信号。在本实施例中，第一比较器U1的第一输入端为同相输入端，第二输入端为反相输入端。

类似地，为了实现在功率开关管Q的驱动电压处于上限值以上时，控制开关驱动电路30封锁，以避免驱动电压过高，如图3所示，运算电路20还包括第二比较器U2，其第一输入端输入第二参考电压Uref2，其第二输入端连接驱动电源10，以接收第三电压Vin，其输出端连接开关驱动电路30的输入端；第二比较器U2在第三电压Vin小于第二参考电压Uref2时，输出高电平信号，在第三电压Vin大于或等于第二参考电压Uref2时，输出低电平信号。在本实施例中，第二比较器U2的第一输入端为同相输入端，第二输入端为反相输入端。

在第一比较器U1和第二比较器U2输出高电平或低电平信号后，需要根据第一比较器U1和第二比较器U2输出的信号，输出控制信号Vout，因此，上述运算电路20还包括第三电阻R3，其第三电阻R3第一端输入初始电压V₀，其第二端连接至第一比较器U1和第二比较器U2的输出端，第三电阻R3用于对初始电压V₀进行分压。

上述第一参考电压Vref1和第二参考电压Vref2根据第二电压Vcc2的上限值和下限值确定，例如，第一参考电压Vref1是第二电压Vcc2为下限值时，将第二电压Vcc2分压后的输出的电压值，第二参考电压Vref2是第二电压Vcc2为上限值时，将第二电压Vcc2分压后输出的电压值。

在本实施例中，只有在第一比较器U1和第二比较器U2同时输出高电平信号时，运算电路20才输出高电平信号，即控制信号Vout为高电平信号，以控制开关驱动电路30封锁开启；在第一比较器U1和第二比较器U2其中之一或者全部输出低电平信号时，运算电路20均输出低电平信号，即控制信号Vout为低电平信号，以控制开关驱动电路30封锁。

图4为根据本发明实施例的开关驱动电路的结构图，在接收到控制信号Vout后，为了实现根据控制信号Vout控制自身的开启或者封锁，如图4所示，上述开关驱动电路30包括：光电耦合器OC，光电耦合器OC的第一引脚1输入脉宽调制PWM信号，第三引脚3接地，其第五引脚5连接运算电路20的输出端，以接收控制信号Vout，第六引脚6连接驱动电源10的第一输出端，以接收第二电压Vcc2，第七引脚7连接功率开关管的门极，以输出驱动电压驱动功率开关管导通或者关断；其中，光电耦合器OC在控制信号为高电平信号时开启，然后根据PWM信号控制功率开关管通断的时机，在控制信号为低电平信号时封锁，使所述功率开关管始终保持关断状态。光电耦合器OC的第二引脚2、第四引脚4和第八引脚8均接地，引脚0输入电压Vcc1。

图5为根据本发明实施例的驱动保护电路的局部的结构图，在具体实施时，控制功率开关管导通和关断时，所要求的驱动电阻不同，在控制功率开关管导通，要求驱动电阻较小，在控制功率开关管关断时，要求驱动电阻较大，基于上述考虑，如图5所示，上述驱动保护电路还包括：单向导通元件D和第四电阻R4，单向导通元件D和第四电阻R4串联设置在开关驱动电路30的输出端与功率开关管Q的门极G之间；第五电阻R5，并联设置在单向导通元件D和第四电阻R4串联后形成的串联支路的两端。在本实施例中，单向导通元件D为二极管，其阳极连接开关驱动电路30的输出端，阴极连接第四电阻R4，在控制功率开关管导通时，电压降的方向为由开关驱动电路30至功率开关管Q的门极G，此时，单向导通元件D所在的串联支路导通，驱动电阻的阻值为并联电路的总阻值，阻值较小，在控制功率开关管关断时，电压降的方向为由功率开关管Q的门极G至开关驱动电路30，此时，单向导通元件D所在的串联支路不导通，驱动电阻的阻值为第五电阻R5的阻值，阻值较大。

为了抑制功率开关管门极路径等效电感和门极路径等效电容形成的谐振波，上述驱动保护电路还包括：电容C1和第六电阻R6，上述电容C1和第六电阻R6串联设置在功率开关管Q的门极G和射极E之间，其中，电容C1的电容值并非常数，其电容值随着电流、电压和温度变化，在具体实施时，可以通过多次测试，设置电容C1的电容值和第六电阻R6的阻值，获得最佳的谐振波抑制效果。

实施例3

本实施例提供另一种驱动保护电路，图6为根据本发明另一实施例的驱动保护电路的局部的结构图，上述实施例2中，通过第三电压Vin控制光电耦合器OC的开启或者封锁，为了通过另一种方式实现根据第三电压Vin控制功率开关管，如图6所示，上述驱动保护电路还可以包括：MCU40，MCU40的输入端连接运算电路20，其输出端连接开关驱动电路30，MCU40根据运算电路20输出的控制信号Vout确定是否封锁开关驱动电路30输入的PWM信号；其中，在封锁开关驱动电路30输入的PWM信号后，功率开关管始终保持关断状态。

实施例4

本实施例提供另一种驱动保护电路，下面结合图2～图5说明本实施例，驱动电源的结构图如上文中的图2中所示，具体实施时，输入的24V直流电压(即第一电压Vdc)经过变压器降至+15V左右(即第二电压Vcc2)，将+15V左右的电压输出至图5所示的开关驱动电路的驱动光电耦合器OC的第六引脚6，同时通过第一电阻R1和第二电阻R2分压得到第三电压Vin，将采集到的第三电压Vin的值输送至运算电路20中进行比较运算后输出控制信号Vout。

运算电路20中包括第一比较器U1和第二比较器U2，第一比较器U1的同相输入端输入第三电压Vin，反相输入端输入第一参考电压Vref1，第二比较器U2的同相输入端输入第二参考电压Vref2，反向输入端输入第三电压Vin，其中，第一参考电压Vref1是第二电压Vcc2为14V时，将第二电压Vcc2分压后的输出的电压值，第二参考电压Vref2是第二电压Vcc2为17V时，将第二电压Vcc2分压后输出的电压值，第一参考电压Vref1和第二参考电压一般在0～3V之间，经运放输出后的值传输至光电耦合器OC的第五引脚5，若驱动电源10输出的第二电压Vcc2在+14V～+17V之间，则光电耦合器OC的第七引脚7正常输出，若驱动电源10的输出不在该范围内，则封锁光电耦合器OC，使其第七引脚7不再输出电压信号。

功率开关管的正向开通电压一般取+15v较为合适，为防止器件误导通，关断电压选择-5V，本发明涉及到的光电耦合器OC的第五引脚5为高电平开启，低电平封锁，本实施例以开通电压为例进行说明：当驱动电源1功率足够大时，稳定输出15V左右的电压，此时运算电路20输出的控制信号Vout为高电平，光电耦合器OC正常工作。输入的24V直流电压经变压器降压后转换为+15V左右的第二电压Vcc2输出至驱动光电耦合器的第五引脚5，光电耦合器OC接收到主控单元(图中未示出)发出的PWM信号的高电平信号时，光电耦合器输出15V正向开通信号至功率开关管Q的门极G，驱动功率开关管Q导通；光电耦合器OC接收到主控发出的PWM信号的低电平信号时，输出-5V反向关断信号至功率开关管Q的门极G，关断功率开关管Q。当驱动电源10功率不足，导致输出电压为14V及以下时，运算电路20输出的控制信号Vout为低电平信号，光电耦合器OC的第五引脚5使能，光电耦合器OC的输出侧封锁，无论输入侧接收到的PWM信号是低电平信号还是高电平信号，都无法驱动功率开关管Q开通。当驱动电源10功率过高，导致输出电压为17V及以上时，运算电路20输出的控制信号Vout为低电平信号，光电耦合器OC的第五引脚5使能，光电耦合器OC的输出侧封锁，无论输入侧接收到的PWM信号是低电平信号还是高电平信号，都无法驱动功率开关管Q开通。

此外，如上文中的图6中所示，还可以在运算电路20和开关驱动电路30之间设置MCU40，将运算电路20输出的控制信号Vout直接送至MCU40，通过MCU40内部的软件算法进行逻辑判断，当控制信号Vout为高电平信号时，主控单元发出的PWM信号正常输出至开关驱动电路30，当控制信号Vout为低电平信号时，封锁主控单元发出的PWM信号，同时MCU40还可以报告驱动电压过高或过低故障。

实施例5

本实施例提供一种驱动保护方法，图7为根据本发明实施例的驱动保护方法的流程图，如图7所示，该方法包括：

S101，将输入的第一电压转换为第二电压和第三电压后输出，其中，第三电压与第二电压成正比。

第三电压用于表征第二电压的大小，第三电压的值越大，表明第二电压的越大，即功率开关管的驱动电压越大，在具体实时，第三电压可以通过第二电压分压后得到，例如，在驱动电源的输出端的第一端子连接分压电路，该分压电路至少包括串联设置的第一电阻和第二电阻，第一电阻和第二电阻之间的线路连接运算电路的输入端，用于输出第三电压，通过设置第一电阻和第二电阻的比例，控制第三电压的大小。

S102，根据第三电压判断第二电压是否在预设区间内，并根据判断结果输出控制信号，以控制开关驱动电路开启或者封锁；其中，开关驱动电路的输入端还接收第二电压，以驱动功率开关管。

控制信号包括高电平信号或者低电平信号，通过运算电路可以根据驱动电压的大小，输出高电平信号或低电平信号，以控制开关驱动电路开启，或者封锁，在开关驱动电路开启后，可以根据输入的PWM信号，控制功率开关管导通和关断的时机，在开关驱动电路封锁后，功率开关管始终保持关断状态。

通过本实施例的驱动保护方法，将输入的第一电压转换为第二电压和第三电压后输出，其中，第三电压与第二电压成正比；通过运算电路根据第三电压输出控制信号；根据第三电压判断第二电压是否在预设区间内，并根据判断结果输出控制信号，以控制开关驱动电路开启或者封锁。本实施例能够在驱动电源输出的第二电压超出预设区间时，控制开关驱动电路封锁，进而使功率开关管保持关断状态，避免驱动电压过高或者过低，对功率开关管造成不利影响，提高功率开关管的稳定性和安全性。

为了使功率开关管的驱动电压在预设区间内，上述步骤S102包括：如果所述第三电压大于第一参考电压，且小于第二参考电压，则判定所述第二电压在预设区间内，进而输出高电平信号，以控制所述开关驱动电路开启；如果所述第三电压小于或等于第一参考电压，和/或，大于或等于第二参考电压，则判定所述第二电压不在预设区间内，进而输出低电平信号，以控制所述开关驱动电路封锁。

上述步骤S102通过运算电路实现，为了避免驱动电压过低，该运算电路包括：第一比较器，其第一输入端连接驱动电源的第二输出端，以接收第三电压，其第二输入端输入第一参考电压，其输出端连接开关驱动电路的输入端；第一比较器在第三电压大于第一参考电压时，输出高电平信号，在第三电压小于或等于第一参考电压时，输出低电平信号。其中，第一比较器的第一输入端为同相输入端，第二输入端为反相输入端。

类似地，为了避免驱动电压过高，该运算电路还包括第二比较器，其第一输入端输入第二参考电压，其第二输入端连接驱动电源的第二输出端，以接收第三电压，其输出端连接开关驱动电路的输入端；第二比较器U2在第三电压小于第二参考电压时，输出高电平信号，在第三电压大于或等于第二参考电压时，输出低电平信号。其中，第二比较器的第一输入端为同相输入端，第二输入端为反相输入端。

在第一比较器和第二比较器输出高电平或低电平信号后，根据第一比较器和第二比较器输出的信号，输出控制信号，具体地，上述运算电路还包括第三电阻，第三电阻的第一端输入初始电压，第三电阻的第二端连接至第一比较器和第二比较器的输出端，第三电阻用于对初始电压进行分压。

上述第一参考电压和第二参考电压根据第二电压的上限值和下限值确定，例如，第一参考电压是第二电压为下限值时，将第二电压分压后的输出的电压值，第二参考电压是第二电压为上限值时，将第二电压分压后输出的电压值。

在本实施例中，为了保证驱动电压在预设区间内，只有在第一比较器和第二比较器同时输出高电平信号时，运算电路才输出高电平信号，即控制信号为高电平信号，以控制开关驱动电路封锁开启；第一比较器和第二比较器其中之一或者全部输出低电平信号时，运算电路均输出低电平信号，即控制信号为低电平信号，以控制开关驱动电路封锁。

实施例6

本实施例提供一种电器设备，包括功率开关管，该电器设备中包括上述实施例中的驱动保护电路，用于控制功率开关管的驱动电压，保证功率开关管低耗，稳定工作。该电器设备至少包括以下其中之一：空调、洗衣机、冰箱、热水器、风扇、烘干机、空气净化器、净水器、纯水机。

实施例7

本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的驱动保护方法。

以上所描述的电路实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。