CN105510655A - 过压保护电路及测试电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过压保护电路，包括：比较电压生成模块，用于根据参考电压生成比较电压；比较器，与测试电源的输出端和比较电压生成模块的输出端连接，用于根据测试电源的输出电压以及所述比较电压生成电压信号；微控制器，与所述比较器的输出端连接，用于根据所述电压信号生成控制信号；继电器，连接在测试电源的输出端与待测系统之间，还与所述微控制器连接，用于根据所述控制信号控制测试电源与待测系统之间的导通或关断。本发明还提供一种测试电源，通过位于测试电源输出电压和待测系统之间的继电器保护待测系统，使输出电压过压时，使待测系统与测试电源完全断开。
Description
技术领域
本发明属于测试领域，更具体地，涉及一种过压保护电路及测试电源。
背景技术
一些电子产品在出厂前都会进行测试，测试合格才可以出厂。然而在测试过程中需要测试系统提供电压给待测系统使其工作，然而如果测试系统输出的电压过压时会损坏电子产品。
为了防止测试系统的输出电压过压时损坏电子产品，一般选用内部带过压保护的电源芯片(PowerIC)设计，外接一反馈电阻，调整保护电压值。
图1a-图1b示出了现有测试电源的电路原理图，图2a-图2b示出了现有测试电源过压保护状态下的简化电路图。其中，图1a是buck电路；图1b是boost电路。如图1a所示，测试电源包括位于电源芯片(PowerIC)内部且与输入电压Vin连接的第一场效应晶体管Q1、控制第一场效应晶体管Q1通断的脉冲宽度调制(PWM)电路、连接在电源芯片输出端与待测系统之间的第一电感L1、位于电源芯片输出端与接地端的第一二极管D1、位于第一电感L1和待测系统之间的节点与接地端的第一电容C1，向待测系统输出Vout。当Vout电压高于设置保护电压时，PowerIC的第一场效应晶体管Q1断开，如图2a所示，第一电容C1仍要对待测系统放电，待测系统仍要承受第一电容C1的放电过程。
如图1b所示，测试电源包括依次串联连接在输入电压Vin与待测系统之间的第二电感L2和第二二极管D2、位于电源芯片(PowerIC)内部且连接在L2和D2的节点与接地端的第二场效应晶体管Q2、控制第二场效应晶体管Q2通断的脉冲宽度调制(PWM)电路以及位于D2和待测系统的节点与接地端之间的第二电容C2，当Vout电压高于设置保护电压时，PowerIC的第二场效应晶体管Q2断开，如图2b所示，第二电感L2相当于直通导线，输入电压Vin直接通过第二电感L2到达待测系统，即Vout＝Vin，待测系统仍在接收输入电压Vin。
由此可知，选用内部带过压保护的电源芯片(PowerIC)设计，外接一反馈电阻，调整保护电压值，仅切断了电源，而测试电压输出与待测系统仍有连接，不能使输出电压Vout立即断电降为零电平。
发明内容
本发明的目的在于提供一种过压保护电路及测试电源。
根据本发明的一方面，提供一种过压保护电路，包括：比较电压生成模块，用于根据参考电压生成比较电压；比较器，与测试电源的输出端和比较电压生成模块的输出端连接，用于根据测试电源的输出电压以及所述比较电压生成电压信号；微控制器，与所述比较器的输出端连接，用于根据所述电压信号生成控制信号；继电器，连接在测试电源的输出端与待测系统之间，还与所述微控制器连接，用于根据所述控制信号控制测试电源与待测系统之间的导通或关断。
优选地，所述过压保护电路还包括：参考电压生成模块，与测试电源的输入端连接，用于根据所述输入电压生成参考电压。
优选地，比较电压生成模块包括串联连接在所述参考电压与接地端之间的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻之间的公共点输出所述比较电压，其中，所述第二电阻为可变电阻。
优选地，所述比较器的正极连接所述测试电源的输出端，所述比较器的负极连接所述比较电压。
优选地，当所述比较器的正极电压高于所述比较器的负极电压时，所述比较器输出的电压信号为高电平。
优选地，所述微控制器根据所述比较器输出的电压信号生成关断信号。
优选地，当所述比较器的正极电压低于所述比较器的负极电压时，所述比较器输出的电压信号为低电平。
优选地，所述微控制器根据所述比较器输出的电压信号生成导通信号。
根据本发明的另一方面，提供一种测试电源，包括：
电源模块，用于为待测系统提供测试电压；
如上所述的过压保护电路，连接在所述电源模块和所述待测系统之间，用于控制所述电源模块和所述待测系统之间的导通与关断。
优选地，所述电源模块为降压拓扑的开关电源或升压拓扑的开关电源。
本发明提供的过压保护电路及测试电源，通过位于测试电源输出电压和待测系统之间的继电器保护待测系统，使输出电压过压时，使待测系统与测试电源完全断开。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1a-图1b示出了现有技术中测试电源的电路原理图；
图2a-图2b示出了现有技术中测试电源过压保护状态下的简化电路图；
图3示出了根据本发明实施例的过压保护电路的原理图；
图4示出了根据本发明实施例的测试电源的电路原理图；
图5示出了根据本发明另一实施例的测试电源的电路原理图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
图3示出了根据本发明实施例的过压保护电路的原理图。如图3所示，所述过压保护电路100包括比较电压生成模块101、比较器102、微控制器103和继电器104。
其中，比较电压生成模块101，用于根据参考电压生成比较电压。
在本实施例中，比较电压生成模块101包括串联连接在参考电压Vref与接地端GND之间的第一电阻R1和第二电阻VR2，所述第一电阻R1和第二电阻VR2之间的公共点输出比较电压Vovp。
在一个优选的实施例中，所述第二电阻VR2为可变电阻，可以通过改变VR2的阻值来设置Vovp。
比较器102，与测试电源110的输出端和比较电压生成模块101的输出端连接，用于根据测试电源的输出电压Vout以及所述比较电压Vovp生成电压信号。
在本实施例中，比较器102的正极连接所述测试电源110的输出端，所述比较器102的负极连接所述比较电压Vovp。
当所述比较器102的正极电压Vout高于所述比较器102的负极电压Vovp时，所述比较器30输出的电压信号为高电平。当所述比较器102的正极电压Vout低于所述比较器102的负极电压Vovp时，所述比较器30输出的电压信号为低电平。
微控制器MCU103，与所述比较器102的输出端连接，用于根据所述电压信号生成控制信号。
在本实施例中，所述控制信号包括关断信号和导通信号。其中，当比较器102输出的电压信号为高电平时，微控制器103根据所述电压信号生成关断信号；当比较器102输出的电压信号为低电平时，微控制器103根据所述电压信号生成导通信号。
继电器104，连接在测试电源110的输出端与待测系统200之间，还与所述微控制器103连接，用于根据所述控制信号控制测试电源110与待测系统200之间的导通或关断。
在一个优选的实施例中，所述过压保护电路100还包括：参考电压生成模块105，与测试电源110的输入端连接，用于根据所述输入电压Vin生成参考电压Vref。
本发明提供的过压保护电路，通过位于测试测试电源输出电压和待测系统之间的继电器保护待测系统，使输出电压过压时，使待测系统与测试测试电源完全断开。
图4示出了根据本发明实施例的测试电源的电路原理图。如图4所示，所述测试电源包括电源模块110和过压保护电路100。
其中，电源模块110用于为待测系统200提供测试电压Vout。
在本实施例中，所述电源模块110为降压(buck)拓扑的开关电源。其中，所述电源模块110包括位于电源芯片(PowerIC)内部且与输入电压Vin连接的第一场效应晶体管Q1、脉冲宽度调制(PWM)电路、连接在电源芯片输出端与输出电压Vout之间的第一电感L1、位于电源芯片输出端与接地端的第一二极管D1、位于第一电感L1和输出电压Vout之间的节点与接地端的第一电容C1。PWM电路可以控制第一场效应晶体管Q1的导通或关断。
所述过压保护电路100连接在电源模块110和待测系统200之间，用于控制所述电源模块110和所述待测系统200之间的导通与关断。
所述过压保护电路100包括比较电压生成模块101、比较器102、微控制器103和继电器104。
其中，比较电压生成模块101，用于根据参考电压生成比较电压。
在本实施例中，比较电压生成模块101包括串联连接在参考电压Vref与接地端GND之间的第一电阻R1和第二电阻VR2，所述第一电阻R1和第二电阻VR2之间的公共点输出比较电压Vovp。
在一个优选的实施例中，所述第二电阻VR2为可变电阻，可以通过改变VR2的阻值来设置Vovp。
比较器102，与测试电源110的输出端和比较电压生成模块101的输出端连接，用于根据测试电源的输出电压Vout以及所述比较电压Vovp生成电压信号。
在本实施例中，比较器102的正极连接所述测试电源110的输出端，所述比较器102的负极连接所述比较电压Vovp。
当所述比较器102的正极电压Vout高于所述比较器102的负极电压Vovp时，所述比较器30输出的电压信号为高电平。当所述比较器102的正极电压Vout低于所述比较器102的负极电压Vovp时，所述比较器30输出的电压信号为低电平。
微控制器MCU103，与所述比较器102的输出端连接，用于根据所述电压信号生成控制信号。
在本实施例中，所述控制信号包括关断信号和导通信号。其中，当比较器102输出的电压信号为高电平时，微控制器103根据所述电压信号生成关断信号；当比较器102输出的电压信号为低电平时，微控制器103根据所述电压信号生成导通信号。
继电器104，连接在测试电源110的输出端与待测系统200之间，还与所述微控制器103连接，用于根据所述控制信号控制测试电源110与待测系统200之间的导通或关断。
在一个优选的实施例中，所述过压保护电路100还包括：参考电压生成模块105，与测试电源110的输入端连接，用于根据所述输入电压Vin生成参考电压Vref。
本发明提供的测试电源，通过设置在测试电源输出电压与待测系统之间的过压保护电路保护待测系统，使输出电压过压时，使待测系统与测试电源完全断开。
图5示出了根据本发明另一实施例的测试电源的电路原理图。如图5所示，所述测试电源包括电源模块110和过压保护电路100。
其中，电源模块110用于为待测系统200提供测试电压Vout。
在本实施例中，所述电源模块110为升压(boost)拓扑的开关电源。其中，所述电源模块110包括依次串联连接在输入电压Vin与待测系统之间的第二电感L2和第二二极管D2、位于电源芯片(PowerIC)内部且连接在L2和D2的节点与接地端的第二场效应晶体管Q2、脉冲宽度调制(PWM)电路以及位于D2和待测系统的节点与接地端之间的第二电容C2。PWM电路控制第二场效应晶体管Q2导通或关断。
所述过压保护电路100连接在电源模块110和待测系统200之间，用于控制所述电源模块110和所述待测系统200之间的导通与关断。
所述过压保护电路100包括比较电压生成模块101、比较器102、微控制器103和继电器104。
其中，比较电压生成模块101，用于根据参考电压生成比较电压。
在本实施例中，比较电压生成模块101包括串联连接在参考电压Vref与接地端GND之间的第一电阻R1和第二电阻VR2，所述第一电阻R1和第二电阻VR2之间的公共点输出比较电压Vovp。
在一个优选的实施例中，所述第二电阻VR2为可变电阻，可以通过改变VR2的阻值来设置Vovp。
比较器102，与测试电源110的输出端和比较电压生成模块101的输出端连接，用于根据测试电源的输出电压Vout以及所述比较电压Vovp生成电压信号。
在本实施例中，比较器102的正极连接所述测试电源110的输出端，所述比较器102的负极连接所述比较电压Vovp。
当所述比较器102的正极电压Vout高于所述比较器102的负极电压Vovp时，所述比较器30输出的电压信号为高电平。当所述比较器102的正极电压Vout低于所述比较器102的负极电压Vovp时，所述比较器30输出的电压信号为低电平。
微控制器MCU103，与所述比较器102的输出端连接，用于根据所述电压信号生成控制信号。
在本实施例中，所述控制信号包括关断信号和导通信号。其中，当比较器102输出的电压信号为高电平时，微控制器103根据所述电压信号生成关断信号；当比较器102输出的电压信号为低电平时，微控制器103根据所述电压信号生成导通信号。
继电器104，连接在测试电源110的输出端与待测系统200之间，还与所述微控制器103连接，用于根据所述控制信号控制测试电源110与待测系统200之间的导通或关断。
在一个优选的实施例中，所述过压保护电路100还包括：参考电压生成模块105，与测试电源110的输入端连接，用于根据所述输入电压Vin生成参考电压Vref。
本发明提供的测试电源，通过设置在测试电源输出电压与待测系统之间的过压保护电路保护待测系统，使输出电压过压时，使待测系统与测试电源完全断开。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种过压保护电路，包括：
比较电压生成模块，用于根据参考电压生成比较电压；
比较器，与测试电源的输出端和比较电压生成模块的输出端连接，用于根据测试电源的输出电压以及所述比较电压生成电压信号；
微控制器，与所述比较器的输出端连接，用于根据所述电压信号生成控制信号；
继电器，连接在测试电源的输出端与待测系统之间，还与所述微控制器连接，用于根据所述控制信号控制测试电源与待测系统之间的导通或关断。
2.根据权利要求1所述的过压保护电路，其中，还包括：
参考电压生成模块，与测试电源的输入端连接，用于根据所述输入电压生成参考电压。
3.根据权利要求1所述的过压保护电路，其中，比较电压生成模块包括串联连接在所述参考电压与接地端之间的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻和第二电阻之间的公共点输出所述比较电压，其中所述第二电阻为可变电阻。
4.根据权利要求1所述的过压保护电路，其中，所述比较器的正极连接所述测试电源的输出端，所述比较器的负极连接所述比较电压。
5.根据权利要求4所述的过压保护电路，其中，当所述比较器的正极电压高于所述比较器的负极电压时，所述比较器输出的电压信号为高电平。
6.根据权利要求5所述的过压保护电路，其中，所述微控制器根据所述比较器输出的电压信号生成关断信号。
7.根据权利要求4所述的过压保护电路，其中，当所述比较器的正极电压低于所述比较器的负极电压时，所述比较器输出的电压信号为低电平。
8.根据权利要求7所述的过压保护电路，其中，所述微控制器根据所述比较器输出的电压信号生成导通信号。
9.一种测试电源，包括：
电源模块，用于为待测系统提供测试电压；
如权利要求1-8任一所述的过压保护电路，连接在所述电源模块和所述待测系统之间，用于控制所述电源模块和所述待测系统之间的导通与关断。
10.根据权利要求9所述的测试电源，其中，所述电源模块为降压拓扑的开关电源或升压拓扑的开关电源。
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