技术领域
本发明涉及电子控制器领域，特别涉及一种电子控制器防反接和防继电器线圈短路控制电路。
背景技术
在直流电源供电的使用环境里，使用者在操作不注意时可能将电源正负极接反，导致控制电路或后端设备烧毁。而目前大部分防止此类问题的保护方法为保险丝熔断，即当电源反接时，保险丝熔断，保护控制电路或后端设备不被损坏，但更换保险丝费时费力，同时保险丝熔断后导致控制电路或后端设备不工作，需要花费资源去找寻系统故障的地方，不但影响系统运行，还浪费大量的人力资源；发明专利（200620141245.7）公开了一种防电源反接电路，使用二极管进行防反接保护，由于二极管存在正向压降，存在功率损耗，只适用于小功率设备。对于继电器本身来说，由于使用过久发生老化、更换或调试过程中，存在继电器线圈短路可能发生，极易造成造价昂贵的控制电路或后端设备损坏，但目前没有针对继电器线圈短路后对控制电路或后端设备进行保护的方法。
同时，后端设备在断电时需要一定时间保存当前的工作数据，但目前大多数控制电路在开关断开后控制电路或后端设备立即断电，断电前的重要工作数据随即丢失，无法对当前的工作数据进行保存，造成不必要的损失；并且目前大部分可实现唤醒和休眠功能的控制电路，均对电源存在一定的损耗，当电源为电池供电时，如果控制电路或后端设备长时间处于休眠状态，该损耗可能将电池能量耗尽，造成控制电路或后端设备断电。
发明内容
本发明解决的技术问题在于，针对现有技术上的上述缺陷，提供一种电子控制器防反接和防继电器线圈短路控制电路，对控制电路或后端设备进行有效的保护，大小功率均适合。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ：构成一种电子控制器防反接和防继电器线圈短路控制电路，包括电源、继电器、驱动电路、开关、保护二极管、保护电容、分压电阻和限流电阻，所述电源包括电源正极和电源负极；所述继电器具有线圈正端、线圈负端、公共端、常闭端和常开端；所述驱动电路由驱动三极管组成，所述驱动三极管包括第一驱动三极管和第二驱动三极管；所述保护二极管包括第一保护二极管、第二保护二极管、第三保护二极管、第四保护二极管、第五保护二极管、第六保护二极管、第七保护二极管、第八保护二极管和第九保护二极管；所述分压电阻包括第一分压电阻和第二分压电阻；所述限流电阻包括第一限流电阻、第二限流电阻和第三限流电阻。
所述线圈正端口连接第六保护二极管的负极、第四保护二极管的负极和第二驱动三极管的集电极，所述线圈负端口连接第六保护二极管的正极和电源负极。
所述第二驱动三极管的发射极与第二分压电阻的一端、第九保护二极管的负极、第五保护二极管的负极和保护电容一端相连，第九保护二极管的正极与继电器的常开端相连，保护电容另一端和第五保护二极管正极相连，第五保护二极管正极与第一限流电阻一端和第二保护二极管一端相连，第一限流电阻另一端与第二限流电阻一端和开关一端相连，开关另一端和电源正极相连，第二限流电阻另一端与第一保护二极管负极和第三保护二极管正极相连，第一保护二极管正极与第二保护二极管另一端和电源负极相连。
所述第二驱动三极管的基极与第二分压电阻另一端和第一分压电阻的一端相连，第一分压电阻另一端与第一驱动三极管的集电极相连，第一驱动三极管的发射极与电阻一端和电源负极相连。
所述第一驱动三极管的基极与第八保护二极管负极相连，第八保护二极管正极连接第七保护二极管负极、电阻另一端、第四保护二极管正极和第三保护二极管负极，第七保护二极管正极与第三限流电阻一端相连，第三限流电阻另一端与控制端相连。
所述第二保护二极管和保护电容，第二保护二极管为双向瞬态峰值吸收管，作用在于若存在浪涌和快速电脉冲群时，吸收瞬间高电压，保护电路。
所述第一保护二极管为4.7V稳压管，若存在浪涌或快速电脉冲群，虽然双向瞬态峰值吸收管吸收瞬间高电压，但第一保护电阻和第二保护电阻的连接处仍存在一个很高的电压，此时第一保护二极管将其钳位在4.7V左右，从而保护电路。
所述第三保护二极管，若开关外部并联感性负载时，在开关断电的瞬间产生负电压，会将第八二极管正极电压拉低，导致第一驱动三极管不工作，即继电器断开，第三二极管可以防止该负电压将第八二极管正极电压拉低。
所述第四保护二极管和第八保护二极管，作用在继电器线圈短路时，第四保护二极管和第八保护二极管将第一驱动三极管基极钳位至0V，使第一驱动三极管和第二驱动三极管关断，防止因为继电器线圈短路损坏第二驱动三极管。
所述第五保护二极管和第九保护二级管，其作用为或的关系，使继电器在吸合前由电源驱动，上电后由VBAT驱动。
所述第六保护二极管，为续流作用，防止继电器断开时产生的负电压将第二驱动三极管击穿。
所述第七保护二极管，作用在于若存在高电压时，防止其反灌至控制芯片，导致控制芯片损坏。
实施本发明的有益效果是：防止电源反接，防止继电器线圈短路，延时掉电，简化电路后可实现防短路和防反接的高低电平输出功能，可实现无损耗的唤醒和休眠功能，可满足电压（峰值, 开路）：线 / 地为 1 kV，线 / 线为 0.5 kV的浪涌抗扰测试，也可满足电压峰值( 开路)：电源线为2kV（线/ 地）脉冲群持续时间：15 ms；电快速脉冲群抗扰度试验。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
图2为本发明的简化后的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明进行进一步说明，如图1所示：
RL为继电器；Q1为第一驱动三极管（NPN管）,Q2为第二驱动三极管（PNP管）；D1为第一保护二极管（4.7V稳压二极管），D2为第二保护二极管（双向瞬态峰值吸收管），D3为第三保护二极管，D4为第四保护二极管，D5为第五保护二极管，D6为第六保护二极管，D7为第七保护二极管，D8为第八保护二极管，D9为第九保护二极管；C1为保护电容（102/2KV）；R1为第一限流电阻(5 )，R2为第二限流电阻(1K )，R3为第三限流电阻(1K )，R4为第一分压电阻（5.1K ）,R5为第二分压电阻（10K ）；PTx为控制信号；VBAT为后端电路供电电源。
本发明所述电子控制器防反接和防继电器线圈短路控制电路无任何异常时，电路正常上电，开关闭合后，信号从开关处进入，经过R1、D5至三极管Q2的发射极，信号另一路经过R2和稳压管D1，再经过D3、D8至三极管Q1的基极，使得Q1三极管导通，从而Q2的基极为低电平，使得三极管Q2导通，电流形成回路，控制继电器吸合，后端电路或设备上电。
本发明所述延时掉电功能，当MCU检测到开关信号为低电平时，MCU的控制口产生高电平信号维持三极管Q1的开启，继电器由VBAT供电，电流经过D9、Q2进入继电器，达到延时断电的目的，对控制电路或后端设备工作时的数据进行存储，防止数据丢失，同时通过开关可以控制唤醒和休眠，由于开关断开时电源部分没有负载连接，所以电源不存在损耗现象。
本发明所述继电器线圈短路保护功能：当继电器线圈短路，即RLY-ON电位为0V时，会导致D4正极电位被拉至约0.7V，因此Q1基极电位为0V，Q1管关断，Q2管关断，Q2不会过流损坏，从而保护电源和控制电路，该设计的好处在于，控制芯片未工作时，通过电路本身就可以达到保护的作用。
本发明所述防反接功能，当电源正负极接反时，继电器不吸合，电源正极与D1的正极相连，经过R2到地，而另一路通过D3和D4使其无通路，继电器线圈无电流经过，从而继电器不吸合，保证控制电路或后端设备不被损坏。
如图2所示为本发明的电子控制器防反接和防继电器线圈短路控制电路简化后的电路原理图。
本发明简化后的电路可实现防短路和防反接的高低电平输出功能。当控制脚PTx为高电平时，Q1管导通，Q2的基极为电压拉低，Q2管导通，输出为VRLY。
防短路功能：如果输出脚为地，D3正极为0.7V，这样Q1管关断，Q2管关断，从而电源不会短路导致电源、控制电路或后端设备损坏。
防反接功能：当电源反接时，由于存在D1和D2，导致电源与控制脚不通，从而保护控制芯片不损坏。
本发明不限于上述具体应用实例，也适用于其它需要类似功能的场合。
