信号输出电路和安全激光雷达的制作方法

本技术属于安全激光雷达，尤其涉及一种信号输出电路和安全激光雷达。

背景技术：

1、目前，在具有功能安全要求的系统例如安全激光雷达中，通常包括为外部系统提供控制信号的信号输出电路，外部系统可为机床、叉车等，安全激光雷达对检测区域进行安全检测，安全激光雷达的信号输出电路输出对应的控制信号控制外部系统启停，实现安全检测防护，同样安全激光雷达中，必然包含多种故障保护电路，其中过流检测及保护电路就是一种比较常用的故障保护电路，过流检测及保护电路设置在信号输出电路中，对信号输出电路的过流状态进行检测及过流保护，并在检测到过流时，控制信号输出电路切换控制信号的电平状态，从而切换外部系统的工作状态。

2、但是，在传统的过流检测电路中，通常使用专用集成芯片或者由一个高精度的运算放大器配合高精度的采样电阻组成差分放大电路，通过差分放大电路对采样电阻的压降进行放大后，再由adc采样并转换为数字信号输出，最终与预设的过流阈值进行比较，判断负载是否发生过流。这种过流检测电路，需经过信号放大、adc转换，阈值比较判断，信号链路长，响应时间较长，同时使用了高精度运放、adc或比较器，成本较高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种信号输出电路，旨在解决传统的信号输出电路中过流检测电路存在的响应时间长和成本高的问题。

2、本实用新型实施例的第一方面提出了一种信号输出电路，用于输出高低电平的控制信号至外部系统，所述信号输出电路包括：

3、电平切换电路，所述电平切换电路包括依次串接于第一正电源端和地之间的第一开关电路和第二开关电路，所述第一开关电路和所述第二开关电路的控制端共接构成所述电平切换电路的控制端，所述第一开关电路的输出端和所述第二开关电路的输出端共接构成所述信号输出电路的输出端，所述第一开关电路和所述第二开关电路，受高低电平信号的开关控制信号触发通断且为相反的开关状态；

4、第一晶体管检测电路，串接于所述第一正电源端和所述第一开关电路之间，被配置为将所述第一开关电路的输入电流转换为第一检测电压，所述第一晶体管检测电路包括第一晶体管，在所述第一检测电压达到所述第一晶体管的阈值开启电压或者阈值关断电压时，所述第一晶体管检测电路触发输出第一电平信号；

5、第二晶体管检测电路，串接于所述第二开关电路和地之间，被配置为将所述第二开关电路的输入电流转换为第二检测电压，所述第二晶体管检测电路包括第二晶体管，在所述第二检测电压达到所述第二晶体管的阈值开启电压或者阈值关断电压时，所述第二晶体管检测电路触发输出第一电平信号；

6、控制器，分别与所述电平切换电路、所述第一晶体管检测电路和所述第二晶体管检测电路连接，被配置为输出所述开关控制信号，以及在接收到所述第一电平信号时触发切换所述开关控制信号的电平状态，以切换所述控制信号的电平状态。

7、可选地，所述第一开关电路包括第一电子开关管，所述第一电子开关管为pmos管或者第一pnp三极管；

8、所述pmos管的源极或者所述第一pnp三极管的发射极构成所述第一开关电路的第一端并与所述第一晶体管检测电路连接，所述pmos管的栅极或者所述pnp三极管的基极构成所述第一开关电路的控制端，所述pmos管的漏极或者所述pnp三极管的集电极构成所述第一开关电路的第二端并与所述第二开关电路连接。

9、可选地，所述第二开关电路包括第二电子开关管，所述第二电子开关管为nmos管或者第一npn三极管；

10、所述nmos管的漏极或者所述第一npn三极管的集电极构成所述第二开关电路的第一端并与所述第一开关电路连接，所述nmos管的栅极或者所述第一npn三极管的基极构成所述第二开关电路的控制端，所述nmos管的源极或者所述第一npn三极管的发射极构成所述第二开关电路的第二端并与所述第二晶体管检测电路连接。

11、可选地，所述第一晶体管检测电路包括第二pnp三极管、第二npn三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第五电阻，所述第一晶体管为所述第二pnp三极管；

12、所述第一电阻的第一端、所述第二pnp三极管的发射极和所述第一正电源端连接，所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端和所述第一开关电路的输入端共接，所述第二电阻的第二端与所述第二pnp三极管的基极连接，所述第二pnp三极管的集电极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端和所述第二npn三极管的基极连接，所述第四电阻的第二端和所述第二npn三极管的发射极接地，所述第二npn三极管的集电极与所述第五电阻的第一端连接构成所述第一晶体管检测电路的信号输出端，所述第五电阻的第二端与第二正电源端连接。

13、可选地，所述第二晶体管检测电路包括第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第三npn三极管，所述第二晶体管为所述第三npn三极管；

14、所述第六电阻的第一端、所述第七电阻的第一端和所述第二开关电路的第二端连接，所述第六电阻的第二端接地，所述第七电阻第二端、所述第八电阻的第一端和所述第三npn三极管的基极连接，所述第八电阻的第二端和所述第三npn三极管的发射极接地，所述第三npn三极管的集电极和所述第九电阻的第一端连接构成所述第二晶体管检测电路的信号输出端，所述第九电阻的第二端与第二正电源端连接。

15、可选地，所述电平切换电路还包括：

16、第一单向导通电路，所述第一单向导通电路的输入端与所述第一开关电路的第二端连接，所述第一单向导通电路的输出端构成所述信号输出电路的输出端，所述第一单向导通电路，被配置为将所述第一开关电路的输出电流单向传输至所述信号输出电路的输出端；

17、第二单向导通电路，所述第二单向导通电路的输入端与所述第二开关电路的第一端连接，所述第二单向导通电路的输出端与所述第一单向导通电路的输出端连接并构成所述信号输出电路的输出端，所述第二单向导通电路，被配置为将所述第二开关电路的输出电流单向传输至所述信号输出电路的输出端；

18、瞬态电压抑制电路，与所述信号输出电路的输出端连接，被配置为抑制所述信号输出电路的输出的高低电平信号的瞬态高压。

19、可选地，所述第一单向导通电路包括第一二极管，所述第一二极管的阳极和阴极分别构成所述第一单向导通电路的输入端和输出端；

20、所述第二单向导通电路包括第二二极管，所述第二二极管的阴极和阳极分别构成所述第二单向导通电路的输入端和输出端。

21、可选地，所述瞬态电压抑制电路包括瞬态抑制二极管，所述瞬态抑制二极管的第一端与所述信号输出电路的输出端连接，所述瞬态抑制二极管的第二端接地。

22、可选地，所述信号输出电路还包括：

23、驱动器，分别与所述控制器、所述第一开关电路的控制端和所述第二开关电路的控制端连接，被配置为将所述控制器输出的开关控制信号进行功率放大，并输出放大后的开关控制信号至所述第一开关电路和所述第二开关电路。

24、本实用新型实施例的第二方面提出了一种安全激光雷达，包括如上所述的信号输出电路。

25、本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的信号输出电路包括电平切换电路、第一晶体管检测电路、第二晶体管检测电路和控制器，电平切换电路包括第一开关电路和第二开关电路，第一开关电路导通时，输出高电平的控制信号，第二开关电路导通时，输出低电平的控制信号，第一晶体管检测电路和第二晶体管检测电路分别检测第一开关电路和第二开关电路导通时的输出电流，并在过流时输出第一电平信号至控制器，控制器对应切换第一开关电路或者第二开关电路的开关状态，实现过流检测及保护，电平切换电路切换控制信号的电平状态，从而改变外部系统的工作状态，同时，采用两个晶体管检测电路，结构简单，成本低，且响应时间短，提高了过流保护效率。