CN104617570A - 一种大光输入a/d采样过压保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于光模块技术领域，提供了一种大光输入A/D采样过压保护电路，过压保护电路包括钳位二极管，钳位二极管的负极连接电压稳压源提供的电压端；PD供电采样电路包括升压电路、电流监控采样电路和限流电路；升压电路提供光接收机的PD所需电压；限流电路在接收输入大光时，降低升压电路电压，从而降低光电流；电流监控采样电路接收光接收机的光电流，并将光电流转换为电压输入到微控制单元4；过压保护电路的钳位二极管的正极连接电流监控采样电路，使电流监控采样电路的电压不超过电压稳压源的电压和钳位二极管的导通电压之和。通过限定PD供电采样电路的采样电压不超过和二极管的正向导通电压之和，从而保证单片机的正常工作。
Description
技术领域
本发明属于光模块技术领域，尤其涉及一种大光输入A/D采样过压保护电路。
背景技术
为满足系统应用要求，光模块需将发射光功率、接收光功率等参数通过I2C上报给系统。在正常应用下光模块接收的光功率均小于过载点，在过载点范围内，光模块能精确的将接收到的光功率上报给系统。但由于系统搭建的复杂性，在系统应用中会出现误将EDFA(掺铒光纤放大器)输出的光(大于10dBm)直接接入到光模块的接收端的非正常使用情况，在该种状态下一方面会导致接收机的TIA烧毁，另一方面大光输入光电流较大，通过电阻采用导致单片机A/D口的输入电压过大，超过A/D口能承受的极限电压(VCC+0.3V)，导致单片机工作异常，影响整个模块的工作。尤其在针对需TEC控制的光模块，单片机工作的异常会直接导致TOSA烧毁。为避免大光输入对单片机造成的影响，需进行A/D采样过压保护，避免因单片机的影响导致光模块的损坏。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种大光输入A/D采样过压保护电路，以解决现有技术光模块在大光输入的非正常情况下的可能不安全的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种大光输入A/D采样过压保护电路，所述电路包括：PD供电采样电路2、过压保护电路3和电压稳压源5；
光接收机1将接收的从外部输入的光转化为光电流；
所述过压保护电路3包括钳位二极管，所述钳位二极管的负极连接所述电压稳压源5提供的电压端，正极连接所述PD供电采样电路2；
所述PD供电采样电路2连接所述光接收机1、所述过压保护电路3和所述微控制单元4，包括升压电路、电流监控采样电路和限流电路；
所述升压电路提供所述光接收机1的PD所需电压；
所述限流电路在接收输入大光时，降低所述升压电路电压，从而降低所述光电流；
所述电流监控采样电路接收所述光接收机1的所述光电流，并将所述光电流转换为电压输入到所述微控制单元4；所述过压保护电路3的所述钳位二极管的正极连接所述电流监控采样电路，使所述电流监控采样电路的电压不超过所述电压稳压源5的电压和所述钳位二极管的导通电压之和。
本发明提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的第一优选实施例中：所述电压稳压源5为3.3V转1.8V的电源转换芯片，所述钳位二极管的导通电压为0.6V。
本发明提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的第二优选实施例中：所述过压保护电路(3)包括：钳位二极管D1、采样电阻Rsample和电容C1；
所述PD供电采样电路2的电源输入端RX_POWER连接所述钳位二极管D1的正极，还连接并联的所述采样电阻Rsample和所述电容C1的一端，所述并联的采样电阻Rsample和电容C1的另一端接地。
本发明提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的第三优选实施例中：所述PD供电采样电路2包括升压型DC/DC转换器LT3571芯片；
所述光接收机PD连接所述LT3571芯片的APD阴极引脚；
所述LT3571芯片的电流监视器输出引脚MON连接所述电源输入端RX_POWER；
所述LT3571芯片的升压输出引脚VOUT与电流监控器电源引脚MONIN之间串接限流电阻Rsense，所述电流监控器电源引脚MONIN还通过电容C4接地，所述电压输出引脚VOUT还通过电容C5接地。
本发明提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的第四优选实施例中：所述电压稳压源5包括同步降压型DC/DC转换器LTC3563芯片；
所述LTC3563芯片的电压输入引脚输入3.3V电压，电压输出引脚输出1.8V稳压连接所述过压保护电路3的所述钳位二极管D1的负极。
本发明实施例提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的有益效果包括：
限流电路对接收的光接收机1的光电流进行限制，当接收大光时通过降低升压电路电压达到降低光电流的目的，实现微控制单元4接收大光时AD采样过压的第一级保护；
钳位二极管负极连接电压稳压源5提供的电压端，正极连接电流监控采样电路，当光接收机1接收到的输入光在过载点范围内时，PD供电采样电路2的采样电压较小，二极管处于截止状态，当光接收机1接收到大光时，PD供电采样电路2的采样电压较大，超过电压稳压源5的电压1.8V和二极管的导通电压0.6V之和时，二极管导通，从而限定PD供电采样电路2的采样电压不超过1.8V和二极管的正向导通电压0.6V之和(即2.4V)，从而保证单片机的正常工作，实现微控制单元4接收大光时AD采样过压的第二级保护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的原理图；
图2为本发明实施例提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的过压保护电路的电路原理图；
图3为本发明实施例提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的PD供电采样电路的电路原理图；
图4为本发明实施例提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的电压稳压源的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
如图1所示为本发明提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路与微控制单元4连接的原理图，所述电路包括PD(photodiode，光电二极管)供电采样电路2、过压保护电路3和电压稳压源5。
光接收机1将接收的从外部输入的光转化为光电流。
过压保护电路3包括钳位二极管，该钳位二极管的负极连接电压稳压源5提供的电压端，正极连接PD供电采样电路2。
PD供电采样电路2连接光接收机1、过压保护电路3和微控制单元4，包括升压电路、电流监控采样电路和限流电路。升压电路提供光接收机1的PD所需电压，限流电路在接收输入大光时，降低升压电路电压，从而降低光电流；电流监控采样电路接收光接收机1的光电流，并将光电流转换为电压输入到微控制单元4，过压保护电路3的钳位二极管的正极连接电流监控采样电路，使该电流监控采样电路的电压不超过电压稳压源电压和钳位二极管的导通电压之和。
本发明实施例，限流电路对接收的光接收机1的光电流进行限制，当接收大光时通过降低升压电路电压达到降低光电流的目的，实现微控制单元4接收大光时AD采样过压的第一级保护。
钳位二极管负极连接电压稳压源5提供的电压端，正极连接电流监控采样电路，电压稳压源5为3.3V转1.8V的电源转换芯片，钳位二极管的导通电压为0.6V，当光接收机1接收到的输入光在过载点范围内时，PD供电采样电路2的采样电压较小，二极管处于截止状态，当光接收机1接收到大光时，PD供电采样电路2的采样电压较大，超过1.8V和二极管的导通电压0.6V之和时，二极管导通，从而限定PD供电采样电路2的采样电压不超过1.8V和二极管的正向导通电压0.6V之和(即2.4V)，从而保证单片机的正常工作，实现微控制单元4接收大光时AD采样过压的第二级保护。
实施例一
本发明提供的实施例一为本发明提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的具体电路的实施例。
如图2所示为本发明实施例提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的过压保护电路的电路原理图，由图2可知，过压保护电路3包括：钳位二极管D1、采样电阻Rsample和电容C1。PD供电采样电路2的电源输入端RX_POWER连接钳位二极管D1的正极，还连接并联的采样电阻Rsample和电容C1的一端，并联的采样电阻Rsample和电容C1的另一端接地。
如图3所示为本发明实施例提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的PD供电采样电路的电路原理图，由图2可知，PD供电采样电路2包括升压型DC/DC转换器LT3571芯片。
光接收机PD连接LT3571芯片的APD阴极引脚。
电流监视器输出引脚MON连接电源输入端RX_POWER。
升压输出引脚VOUT与电流监控器电源引脚MONIN之间串接限流电阻Rsense，电流监控器电源引脚MONIN还通过电容C4接地，电压输出引脚VOUT还通过电容C5接地。
如图4所示为本发明实施例提供的一种大光输入A/D采样过压保护电路的电压稳压源的电路原理图，电压稳压源5包括同步降压型DC/DC转换器LTC3563芯片，该LTC3563芯片电压输入引脚输入3.3V电压，电压输出引脚输出1.8V稳压连接过压保护电路3的钳位二极管D1的负极。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种大光输入A/D采样过压保护电路，其特征在于，所述电路包括：PD供电采样电路(2)、过压保护电路(3)和电压稳压源(5)；
光接收机(1)将接收的从外部输入的光转化为光电流；
所述过压保护电路(3)包括钳位二极管，所述钳位二极管的负极连接所述电压稳压源(5)提供的电压端，正极连接所述PD供电采样电路(2)；
所述PD供电采样电路(2)分别连接所述光接收机(1)、所述过压保护电路(3)和所述微控制单元(4)，包括升压电路、电流监控采样电路和限流电路；
所述升压电路提供所述光接收机(1)的PD所需电压；
所述限流电路在接收输入大光时，降低所述升压电路电压，从而降低所述光电流；
所述电流监控采样电路接收所述光接收机(1)的所述光电流，并将所述光电流转换为电压输入到所述微控制单元(4)；所述过压保护电路(3)的所述钳位二极管的正极连接所述电流监控采样电路，使所述电流监控采样电路的电压不超过所述电压稳压源(5)的电压和所述钳位二极管的导通电压之和。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压稳压源(5)为3.3V转1.8V的电源转换芯片，所述钳位二极管的导通电压为0.6V。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述过压保护电路(3)包括：钳位二极管D1、采样电阻Rsample和电容C1；
所述PD供电采样电路2的电源输入端RX_POWER连接所述钳位二极管D1的正极，还连接并联的所述采样电阻Rsample和所述电容C1的一端，所述并联的采样电阻Rsample和电容C1的另一端接地。
4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述PD供电采样电路(2)包括升压型DC/DC转换器LT3571芯片；
所述光接收机PD连接所述LT3571芯片的APD阴极引脚；
所述LT3571芯片的电流监视器输出引脚MON连接所述电源输入端RX_POWER；
所述LT3571芯片的升压输出引脚VOUT与电流监控器电源引脚MONIN之间串接限流电阻Rsense，所述电流监控器电源引脚MONIN还通过电容C4接地，所述电压输出引脚VOUT还通过电容C5接地。
5.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电压稳压源(5)包括同步降压型DC/DC转换器LTC3563芯片；
所述LTC3563芯片的电压输入引脚输入3.3V电压，电压输出引脚输出1.8V稳压连接所述过压保护电路(3)的所述钳位二极管D1的负极。
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