玩單片機(jī)的都可能遇到過(guò)因外部干擾或因軟件BUG導(dǎo)致死機(jī)，這對(duì)于有功率負(fù)載的電路是極為不利的。 現(xiàn)在MCU都有了WDT看門(mén)狗，當(dāng)計(jì)數(shù)溢出就強(qiáng)制進(jìn)行復(fù)位。 但如果單片機(jī)因某種原因(如靜電、浪涌等擊穿)直接導(dǎo)致?lián)p壞，使其輸入輸出狀態(tài)無(wú)法控制，且無(wú)法預(yù)料時(shí)，可能會(huì)造成不良后果甚至人身安全。 如電機(jī)控制、逆變器等，當(dāng)異常發(fā)生MCU輸出端一直輸出固定電平(這里假設(shè)高電平驅(qū)動(dòng))會(huì)導(dǎo)致線圈進(jìn)入飽和，產(chǎn)生大電流發(fā)熱燒毀線圈甚至是起火引發(fā)一系列不可預(yù)料后果。 那如何去有效避免這類(lèi)問(wèn)題的發(fā)生呢?

任一MOS持續(xù)導(dǎo)通都會(huì)導(dǎo)線圈飽和發(fā)熱

首先，最大的問(wèn)題是單片機(jī)失效后，IO端口狀態(tài)無(wú)法預(yù)料，只能切斷負(fù)載供電，所以只要能檢測(cè)到MCU是否正常工作，然后去控制負(fù)載供電開(kāi)關(guān)就可以避免上述問(wèn)題了。 順著這個(gè)思路，我們可以讓單片機(jī)一個(gè)IO口一直輸出50%占空比PWM信號(hào)，用一個(gè)電容進(jìn)行隔離，當(dāng)正常工作時(shí)PWM信號(hào)可以通過(guò)電容，經(jīng)過(guò)整流濾波驅(qū)動(dòng)MOS管導(dǎo)通，當(dāng)死機(jī)后就沒(méi)有PWM信號(hào)輸出了，此時(shí)不管IO口是持續(xù)的高還是低電平，經(jīng)過(guò)電容后級(jí)都沒(méi)有電壓了，此時(shí)MOS管截止負(fù)載供電被關(guān)斷，這樣就有效保護(hù)了負(fù)載。

負(fù)載保護(hù)電路圖

最后結(jié)合上圖重新梳理一遍保護(hù)過(guò)程。 當(dāng)單片機(jī)正常運(yùn)行時(shí)IO1持續(xù)輸出PWM信號(hào)，整流濾波后推動(dòng)后級(jí)MOS管導(dǎo)通，提供負(fù)載供電; 當(dāng)單片機(jī)死機(jī)或失效后，就沒(méi)有PWM信號(hào)輸出，無(wú)論輸出是持續(xù)的高或低電平，都沒(méi)有整流電壓推動(dòng)后級(jí)MOS開(kāi)關(guān)管，此時(shí)MOS管截止，負(fù)載斷電!

本電路重點(diǎn)運(yùn)用了電容的隔直流特性，既能讓連續(xù)變化的PWM耦合通過(guò)，又可以阻止直流電壓通過(guò)，從而有效檢測(cè)MCU是否異常，同時(shí)控制負(fù)載供電開(kāi)關(guān)。