CN105553451A - 检测信号硬件保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测信号硬件保护电路，包括：基准电压控制电路，用于提供硬件保护的参考电压信号，其中，参考电压信号为大小可控的电压信号；硬件保护电路，硬件保护电路的第一输入端与用于检测硬件的检测信号连接，硬件保护电路的第二输入端与基准电压控制电路的输出端连接，用于将基准电压控制电路输出的参考电压信号作为保护基准值，控制检测信号的输出，以实现对硬件的保护。本发明解决了现有技术中硬件保护电路的保护值为定值，不能根据外部环境和本身情况进行随时修订的问题，提高了检测信号硬件保护电路的灵活性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电路保护技术领域，具体而言，涉及一种检测信号硬件保护电路。
背景技术
在电气控制等电源电路中，经常存在一些不稳定因素，因此需要设计用来防止此类不稳定因素影响电路效果的保护电路。保护电路作为电源电路的一个重要的部分，被广泛设计和使用。
现有技术中，检测信号硬件保护电路用于保护检测信号超过某个硬件设定的保护值时，会发出保护信号，因此该电路在硬件控制系统中起着至关重要的作用。但是传统硬件电路设计时，该保护值设定为定值，不能根据外部环境和本身情况进行随时修订，具有很大的局限性。而在实际应用过程中，电路的保护值往往需要根据外部环境不断变化才能满足电路的稳定性。
针对相关技术中硬件保护电路的保护值为定值，不能根据外部环境和本身情况进行随时修订的问题，目前尚未提出有效地解决方案。
发明内容
本发明提供了一种检测信号硬件保护电路，以至少解决现有技术中硬件保护电路的保护值为定值，不能根据外部环境和本身情况进行随时修订的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种检测信号硬件保护电路，包括：基准电压控制电路，用于提供硬件保护的参考电压信号，其中，参考电压信号为大小可控的电压信号；硬件保护电路，硬件保护电路的第一输入端与用于检测硬件的检测信号连接，硬件保护电路的第二输入端与基准电压控制电路的输出端连接，用于将基准电压控制电路输出的参考电压信号作为保护基准值，控制检测信号的输出，以实现对硬件的保护。
进一步地，基准电压控制电路包括：基准电压提供电路，用于提供基准电压信号；外部信号反馈电路，外部信号反馈电路的第一输入端与基准电压提供电路连接，外部信号反馈电路的第二输入端与变化电压信号连接，用于根据基准电压信号和变化电压信号输入一表征外部环境信号变化的参考电压信号。
进一步地，基准电压提供电路包括：基准电压输入电源和第一运算放大器，基准电压输入电源提供的电信号经过第一运算放大器输出基准电压信号。
进一步地，基准电压提供电路还包括：第一电阻，第一电阻的第一端与基准电压输入电源连接，第一电阻的第二端与第一运算放大器的正极连接；第二电阻，第二电阻的第一端与第一电阻的第二端连接，第二电阻的第二端与地信号连接；第一电容，第一电容的第一端与第一电阻的第二端连接，第一电容的第二端与地信号连接；第一运算放大器的负极与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的输出端作为基准电压提供电路的输出端输出基准电压信号。
进一步地，外部信号反馈电路包括第二运算放大器，基准电压信号和变化电压信号经过第二运算放大器输出参考电压信号。
进一步地，外部信号反馈电路还包括：第三电阻，第三电阻的第一端与基准电压信号连接，第三电阻的第二端与第二运算放大器的正极连接；第四电阻，第四电阻的第一端用于与变化电压信号连接，第四电阻的第二端与第三电阻的第二端连接；第五电阻，第五电阻的第一端与第二运算放大器的负极连接，第五电阻的第二端与地信号连接；第六电阻，第六电阻的第一端与第二运算放大器的负极连接，第六电阻的第二端与第二运算放大器的输出端连接；第七电阻，第七电阻的第一端与第二运算放大器的输出端连接，第七电阻的第二端与地信号连接；第八电阻，第八电阻的第一端与第二运算放大器的输出端连接，第八电阻的第二端作为检测信号硬件保护电路的输出端输出参考电压信号；第二电容，第二电容的第一端与第八电阻的第二端连接，第二电容的第二端与地信号连接。
进一步地，硬件保护电路包括比较器，参考电压信号和检测信号经过比较器输出保护电平信号，以实现对硬件的保护。
进一步地，硬件保护电路还包括：第九电阻，第九电阻的第一端与检测信号连接，第九电阻的第二端与比较器的正极连接；第十电阻，第十电阻的第一端与第九电阻的第二端连接，第十电阻的第二端与地信号连接；第三电容，第三电容的第一端与第九电阻的第一端连接，第三电容的第二端与地信号连接；第十一电阻，第十一电阻的第一端与硬件保护电路输入电源连接，第十一电阻的第二端作为硬件保护电路的输出端输出保护电平信号；第四电容，第四电容的第一端与第十一电阻的第二端连接，第四电容的第二端与地信号连接。
在本发明中，检测信号硬件保护电路包括基准电压控制电路和硬件保护电路两大部分，其中基准电压控制电路提供的基准保护值是大小可控的，也即，基准保护值可随着外部环境或者系统实际情况而控制变化，这就使得，硬件保护电路保护检测信号超过某个硬件设定的保护值也是可以随着外部环境或者系统实际情况进行调节和改变，有效地解决了现有技术中硬件保护电路的保护值为定值，不能根据外部环境和本身情况进行随时修订的问题，提高了检测信号硬件保护电路的灵活性和稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例的检测信号硬件保护电路的一种可选的结构框图；
图2是本发明实施例的检测信号硬件保护电路的另一种可选的结构框图；
图3是本发明实施例的检测信号硬件保护电路的基准电压提供电路的一种可选的电路连接图；
图4是本发明实施例的检测信号硬件保护电路的外部信号反馈电路的一种可选的电路连接图；以及
图5是本发明实施例的检测信号硬件保护电路的硬件保护电路的一种可选的电路连接图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例1
下面结合附图对本发明提供的检测信号硬件保护电路进行说明。
图1示出本发明的检测信号硬件保护电路的一种可选的结构框图，如图1所示，该检测信号硬件保护电路包括：基准电压控制电路10，用于提供硬件保护的参考电压信号，其中，参考电压信号为大小可控的电压信号；硬件保护电路20，硬件保护电路的第一输入端与用于检测硬件的检测信号连接，硬件保护电路的第二输入端与基准电压控制电路的输出端连接，用于将基准电压控制电路输出的参考电压信号作为保护基准值，控制检测信号的输出，以实现对硬件的保护。
在上述描述的技术方案中，检测信号硬件保护电路包括基准电压控制电路和硬件保护电路两大部分，其中基准电压控制电路提供的基准保护值是大小可控的，也即，基准保护值可随着外部环境或者系统实际情况而控制变化，这就使得，硬件保护电路保护检测信号超过某个硬件设定的保护值也是可以随着外部环境或者系统实际情况进行调节和改变，有效地解决了现有技术中硬件保护电路的保护值为定值，不能根据外部环境和本身情况进行随时修订的问题，提高了检测信号硬件保护电路的灵活性和稳定性。
其中，进一步地，图2示出该检测信号硬件保护电路的另一种可选的结构框图，如图2所示，基准电压控制电路10包括：基准电压提供电路12，用于提供基准电压信号；以及外部信号反馈电路14，外部信号反馈电路的第一输入端与基准电压提供电路连接，外部信号反馈电路的第二输入端与变化电压信号连接，用于根据基准电压信号和变化电压信号输入一表征外部环境信号变化的参考电压信号。
在一个可选的实施方式中，还提供了一种基准电压提供电路的实现方式，具体来说，基准电压提供电路包括：基准电压输入电源和第一运算放大器，基准电压输入电源提供的电信号经过第一运算放大器输出基准电压信号。
具体实现时，可参见图3提供的基准电压提供电路的电路图，如图3所示，基准电压提供电路包括：
第一电阻R1，第一电阻R1的第一端与基准电压输入电源连接，第一电阻R1的第二端与第一运算放大器的正极连接；
第二电阻R2，第二电阻R2的第一端与第一电阻R1的第二端连接，第二电阻R2的第二端与地信号GND连接；
第一电容C1，第一电容C1的第一端与第一电阻R1的第二端连接，第一电容C1的第二端与地信号GND连接；
第一运算放大器的负极与第一运算放大器的输出端连接，第一运算放大器的输出端作为基准电压提供电路的输出端输出基准电压信号。
在图3所示的基准电压提供电路的电路图中，最终输出一基准电压信号VB，该信号作为基准的保护信号。上述电路结构采用运放跟随形式保证参考的基准的保护信号准确可靠性。
在一个可选的实施方式中，还提供了一种外部信号反馈电路的实现方式，具体来说，外部信号反馈电路包括第二运算放大器，基准电压信号和变化电压信号经过第二运算放大器输出参考电压信号。
具体实现时，可参见图4示出的外部信号反馈电路的电路图，如图4所示，外部信号反馈电路包括：
第三电阻R3，第三电阻R3的第一端与基准电压信号连接，第三电阻R3的第二端与第二运算放大器的正极连接；
第四电阻R4，第四电阻R4的第一端用于与变化电压信号连接，第四电阻R4的第二端与第三电阻R3的第二端连接；
第五电阻R5，第五电阻R5的第一端与第二运算放大器的负极连接，第五电阻R5的第二端与地信号GND连接；
第六电阻R6，第六电阻R6的第一端与第二运算放大器的负极连接，第六电阻R6的第二端与第二运算放大器的输出端连接；
第七电阻R7，第七电阻R7的第一端与第二运算放大器的输出端连接，第七电阻R7的第二端与地信号GND连接；
第八电阻R8，第八电阻R8的第一端与第二运算放大器的输出端连接，第八电阻R8的第二端作为检测信号硬件保护电路的输出端输出参考电压信号；
第二电容C2，第二电容C2的第一端与第八电阻R8的第二端连接，第二电容C2的第二端与地信号GND连接。
在图4所示的外部信号反馈电路的电路图中，外部随环境或者系统发出的变化电压信号UIN与图3中提供的基准电压信号VB叠加，得出一个随外部环境信号变化的参考电压信号UREF，其中，UREF＝固定参考值+可变参考值。
该参考电压信号UREF由参考基基准电压信号VB和外部随环境或者系统发出用于调节的变化电压信号UIN共同决定，但是基准电压信号VB起到绝对作用，通过前期设计中对外部和系统自身的关系影响的考虑，在电路设计时给定增益电阻R3、R4、R5、R6的参数值，可以决定外部随环境或者系统发出的用于调节的变化电压信号UIN的变化对参考电压值的影响程度。同时变化电压信号UIN因为自身原因不准确导致系统运行不正常，可以通过调节增益电阻参数，降低调变化电压信号UIN对保护值的影响程度，同时可以增加调节电路UIN的限制电路。
在一个可选的实施方式中，还提供了一种硬件保护电路的实现方式，具体来说，硬件保护电路包括比较器，参考电压信号和检测信号UI经过比较器输出保护电平信号，以实现对硬件的保护。
具体实现时，可参见图5示出的硬件保护电路的电路图，如图5所示，硬件保护电路包括：
第九电阻R9，第九电阻R9的第一端与检测信号UI连接，第九电阻R9的第二端与比较器的正极连接；
第十电阻R10，第十电阻R10的第一端与第九电阻R9的第二端连接，第十电阻R10的第二端与地信号AGND连接；
第三电容C3，第三电容C3的第一端与第九电阻R9的第一端连接，第三电容C3的第二端与地信号AGND连接；
第十一电阻R11，第十一电阻R11的第一端与硬件保护电路输入电源连接，第十一电阻R11的第二端作为硬件保护电路的输出端输出保护电平信号；
第四电容C4，第四电容C4的第一端与第十一电阻R11的第二端连接，第四电容C4的第二端与地信号AGND连接。
在图5所示的硬件保护电路的电路图中，检测信号UI与可变的参考电压信号UREF进行比较，输出保护电平OC，这种设计可以改变传统电路保护阈值固定不便，不能使得系统工作于最优状态的现状。
从以上描述中可以看出，本发明提供的检测信号硬件保护电路包括基准电压控制电路和硬件保护电路两大部分，其中基准电压控制电路提供的基准保护值是大小可控的，也即，基准保护值可随着外部环境或者系统实际情况而控制变化，这就使得，硬件保护电路保护检测信号超过某个硬件设定的保护值也是可以随着外部环境或者系统实际情况进行调节和改变，有效地解决了现有技术中硬件保护电路的保护值为定值，不能根据外部环境和本身情况进行随时修订的问题，提高了检测信号硬件保护电路的灵活性和稳定性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由随附的权利要求指出。
Claims (8)
1.一种检测信号硬件保护电路，其特征在于，包括：
基准电压控制电路，用于提供硬件保护的参考电压信号，其中，所述参考电压信号为大小可控的电压信号；
硬件保护电路，所述硬件保护电路的第一输入端与用于检测硬件的检测信号连接，所述硬件保护电路的第二输入端与所述基准电压控制电路的输出端连接，用于将所述基准电压控制电路输出的所述参考电压信号作为保护基准值，控制所述检测信号的输出，以实现对所述硬件的保护。
2.根据权利要求1所述的检测信号硬件保护电路，其特征在于，所述基准电压控制电路包括：
基准电压提供电路，用于提供基准电压信号；
外部信号反馈电路，所述外部信号反馈电路的第一输入端与所述基准电压提供电路连接，所述外部信号反馈电路的第二输入端与变化电压信号连接，用于根据所述基准电压信号和所述变化电压信号输入一表征外部环境信号变化的参考电压信号。
3.根据权利要求2所述的检测信号硬件保护电路，其特征在于，所述基准电压提供电路包括：基准电压输入电源和第一运算放大器，所述基准电压输入电源提供的电信号经过所述第一运算放大器输出所述基准电压信号。
4.根据权利要求3所述的检测信号硬件保护电路，其特征在于，所述基准电压提供电路还包括：
第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述基准电压输入电源连接，所述第一电阻的第二端与所述第一运算放大器的正极连接；
第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二电阻的第二端与地信号连接；
第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电容的第二端与地信号连接；
所述第一运算放大器的负极与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端作为所述基准电压提供电路的输出端输出所述基准电压信号。
5.根据权利要求2所述的检测信号硬件保护电路，其特征在于，所述外部信号反馈电路包括第二运算放大器，所述基准电压信号和所述变化电压信号经过所述第二运算放大器输出所述参考电压信号。
6.根据权利要求5所述的检测信号硬件保护电路，其特征在于，所述外部信号反馈电路还包括：
第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述基准电压信号连接，所述第三电阻的第二端与所述第二运算放大器的正极连接；
第四电阻，所述第四电阻的第一端用于与所述变化电压信号连接，所述第四电阻的第二端与所述第三电阻的第二端连接；
第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述第二运算放大器的负极连接，所述第五电阻的第二端与地信号连接；
第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第二运算放大器的负极连接，所述第六电阻的第二端与所述第二运算放大器的输出端连接；
第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第七电阻的第二端与地信号连接；
第八电阻，所述第八电阻的第一端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第八电阻的第二端作为所述检测信号硬件保护电路的输出端输出所述参考电压信号；
第二电容，所述第二电容的第一端与所述第八电阻的第二端连接，所述第二电容的第二端与地信号连接。
7.根据权利要求1或2所述的检测信号硬件保护电路，其特征在于，所述硬件保护电路包括比较器，所述参考电压信号和所述检测信号经过所述比较器输出保护电平信号，以实现对所述硬件的保护。
8.根据权利要求7所述的检测信号硬件保护电路，其特征在于，所述硬件保护电路还包括：
第九电阻，所述第九电阻的第一端与所述检测信号连接，所述第九电阻的第二端与所述比较器的正极连接；
第十电阻，所述第十电阻的第一端与所述第九电阻的第二端连接，所述第十电阻的第二端与地信号连接；
第三电容，所述第三电容的第一端与所述第九电阻的第一端连接，所述第三电容的第二端与地信号连接；
第十一电阻，所述第十一电阻的第一端与硬件保护电路输入电源连接，所述第十一电阻的第二端作为所述硬件保护电路的输出端输出所述保护电平信号；
第四电容，所述第四电容的第一端与所述第十一电阻的第二端连接，所述第四电容的第二端与地信号连接。
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