CN103887785A - 一种运放电源过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种运放电源过压保护电路。电路包括运算放大器、第一场效应管、第二场效应管、第一稳压二极管和第二稳压二极管；所述第一场效应管的源极连接所述运算放大器的正电源端，所述第一场效应管的源极与栅极连接，所述第一场效应管的漏极用于连接正电源，所述第二稳压二极管的负极连接所述第一场效应管的栅极，正极连接所述第一稳压二极管的负极并接地，所述第一稳压二极管的正极连接所述第二场效应管的漏极，所述第二场效应管的漏极还与所述运算放大器的负电源端连接，所述第二场效应管的源极用于连接负电源，所述第二场效应管的源极与栅极连接。本发明的运放电源过压保护电路构成简捷、使用元件少且可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种运放电源过压保护电路。
背景技术
众所周知，所有电子器件的可耐受电压都有一个上限，超过上限就会产生影响，轻则导致工作暂时中断或系统闩锁，重则造成永久性损害。特定器件能够耐受的过压量取决于多个因素，包括是否安装或意外接触器件、过压事件的幅度和持续时间、器件的鲁棒性等。精密放大器常常是传感器测量信号链中的第一个器件，因而最容易受到过压故障的影响。
放大器需要的过压保护主要用以防止电源时序控制、休眠模式切换和电压尖峰引起的故障。在有多个电源电压的复杂分布式电源架构(DPA)系统中,电源时序控制可以使系统电路各部分的电源在不同的时间开启和关闭。时序控制不当可能会导致某个器件的某个引脚发生过压或闩锁状况。随着人们越来越关注能源效率，许多系统要求实现复杂的休眠和待机模式。这意味着，在系统的某些部分已关断的同时，其它部分仍然可能处于上电和活动状态。与电源时序控制一样，这些情况可能会导致无法预测的过压事件，但主要是在输入引脚上。此外，许多类型的传感器会产生意想不到的、与它们要测量的物理现象无关的输出尖峰，这类过压状况一般仅影响输入引脚。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运放电源过压保护电路，该运放电源过压保护电路能可靠地实现对运算放大器供电的过压和瞬间过压保护。
为了实现本发明的目的，所述运放电源过压保护电路包括运算放大器、第一场效应管、第二场效应管、第一稳压二极管和第二稳压二极管；其中
所述第一场效应管的源极连接所述运算放大器的正电源端，所述第一场效应管的源极与栅极连接，所述第一场效应管的漏极用于连接正电源，所述第二稳压二极管的负极连接所述第一场效应管的栅极，正极连接所述第一稳压二极管的负极并接地，所述第一稳压二极管的正极连接所述第二场效应管的漏极，所述第二场效应管的漏极还与所述运算放大器的负电源端连接，所述第二场效应管的源极用于连接负电源，所述第二场效应管的源极与栅极连接。
在上述运放电源过压保护电路中，所述电路还包括第一电容和第二电容；其中
所述第一电容的一端接地，另一端连接所述第一场效应管的源极，所述第二电容的一端接地，另一端连接所述第二场效应管的漏极。
在上述运放电源过压保护电路中，所述第一场效应管和所述第二场效应管为N沟道结型场效应管。
在上述运放电源过压保护电路中，所述第一电容和所述第二电容的容值分别为0.01UF。
本发明利用稳压二极管的稳压和反向击穿特性以及电容的电压不能突变的特性，通过将稳压二极管、场效应管和电容连接于运算放大器的正、负电源输入端，可实现对运算放大器供电的过压和瞬间过压保护两种功能，本发明的过压保护电路构成简捷、使用元件少且可靠性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的过压护电路的结构原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例提供的运放电源过压保护电路的结构原理图。
该图中的运放电源过压保护电路包括运算放大器OP1、第一场效应管J1、第二场效应管J2、第一稳压二极管DZ1和第二稳压二极管DZ2；其中，第一场效应管J1的源极连接运算放大器OP1的正电源端，第一场效应管J1的源极与栅极连接，第一场效应管J1的漏极用于连接正电源，第二稳压二极管DZ2的负极连接第一场效应管J1的栅极，正极连接第一稳压二极管DZ1的负极并接地，第一稳压二极管DZ1的正极连接第二场效应管J2的漏极，第二场效应管J2的漏极还与运算放大器OP1的负电源端连接，第二场效应管J2的源极用于连接负电源，第二场效应管J2的源极与栅极连接。
本发明的运放电源过压保护电路还包括第一电容C1和第二电容C2；其中，第一电容C1的一端接地，另一端连接第一场效应管J1的源极，第二电容C2的一端接地，另一端连接第二场效应管J2的漏极。
第一场效应管J1和第二场效应管J2为N沟道结型场效应管,且均为饱和漏源电流略大于运算放大器OP1的工作电流的场效应管；第一电容C1和第二电容C2的容值分别为0.01UF；可取地，第一稳压二极管DZ1和第二稳压二极管DZ2为稳压值略低于运算放大器OP1的最大工作电源电压、而大于实际工作电源电压+VS、VS的稳压二极管。
本发明实施例提供的运放电源过压保护电路的具体工作原理为：当放大器OP1正常工作时，第一场效应管J1和第二场效应管J2的管压降VDS很低，因而第一稳压二级管DZ1和第二稳压二极管DZ2都不工作，即均未被击穿；当电源电压+VS、VS过大时，第一稳压二级管DZ1和第二稳压二极管DZ2被击穿，这一点不仅稳定了运算放大器OP1的正、负电源电压+VS和VS，而且流过第一稳压二级管DZ1和第二稳压二极管DZ2的反向稳压电流将流过第一场效应管J1和J2，由场效应管的特性可知，这将使J1和第二场效应管J2的管压降VDS增大，由此就限制了加到运算放大器OP1的电源值。第一电容C1和第二电容C2是用来消除瞬间脉冲电压的，因为电容上的电压不能突变，当瞬时脉冲电压到来时，由于第一电容C1和第二电容C2的容量较大，C1和C2的电压波动将可忽略。综上所述，本发明实施例提供的运放电源过压保护电路可实现对运算放大器供电的过压保护和瞬时过压保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种运放电源过压保护电路，其特征在于，所述电路包括运算放大器、第一场效应管、第二场效应管、第一稳压二极管和第二稳压二极管；其中
所述第一场效应管的源极连接所述运算放大器的正电源端，所述第一场效应管的源极与栅极连接，所述第一场效应管的漏极用于连接正电源，所述第二稳压二极管的负极连接所述第一场效应管的栅极，正极连接所述第一稳压二极管的负极并接地，所述第一稳压二极管的正极连接所述第二场效应管的漏极，所述第二场效应管的漏极还与所述运算放大器的负电源端连接，所述第二场效应管的源极用于连接负电源，所述第二场效应管的源极与栅极连接。
2.根据权利要求1所述的运放电源过压保护电路，其特征在于，所述电路还包括第一电容和第二电容；其中
所述第一电容的一端接地，另一端连接所述第一场效应管的源极，所述第二电容的一端接地，另一端连接所述第二场效应管的漏极。
3.根据权利要求1或2所述的运放电源过压保护电路，其特征在于，所述第一场效应管和所述第二场效应管为N沟道结型场效应管。
4.根据权利要求1或2所述的运放电源过压保护电路，其特征在于，所述第一电容和所述第二电容的容值分别为0.01UF。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105098702A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-11-25 | 国家电网公司 | 一种过压保护器 |
| CN109474246A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-15 | 西安微电子技术研究所 | 电压箝位保护结构及运算放大器输入级结构 |
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