CN106486990B - 精密测量仪器端口过流过压保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种精密测量仪器端口过流过压保护电路，包括正负电压电流保护电路、输入缓冲电阻和钳位电路，本发明对电压电流精密测量提供性能稳定可靠的过压过流保护。本发明具有输出正负电压和正负电流，同时测量电压和电流，具有四象限测量，因此本发明的电路也具有四象电流电压保护功能；本发明的输入缓冲电阻，具有很好的温度系数，因此可以提高电路的工作的稳定性，从而提高精密测量仪器的可靠性和精度。

Description

精密测量仪器端口过流过压保护电路
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种精密测量仪器端口过流过压保护电路。
背景技术
随着电子工业技术的发展，对仪器仪表测量精度的要求一直在不断提高，对于电子元器件的精密测量，不管是有源或无源器件的测量，其本质上都是电压和电流的测量。
在电子行业中测量的范围很宽，元件种类繁多，所以在设计高精度测量仪表时，必须考虑输入输出端口所能遇到的各式电流和电压，而且测量的范围要比较大才能具有一定的优越性。同时要使得设计能在输入输出端口在方面很好的保护精密测量仪器。
发明内容
本发明提供了一种对精密测量仪器的端口具有过流过压的保护电路，该电路能很好的保护电路正常工作和安全工作。
为了实现本发明的目的，所采用的技术方案是：精密测量仪器端口过流过压保护电路，包括正负电压电流保护电路、输入缓冲电阻和钳位电路，正负电压电流保护电路包括第一光耦U1、第二光耦U2、第一三极管T1、第二三极管T2、第三三极管T3和第四三极管T4；输入缓冲电阻包括电阻R1、电阻R4、电阻R5和电阻R6，钳位电路包括第一稳压管Z1、第二稳压管Z2、第三稳压管Z3、第四稳压管Z4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；电阻R1的一端与输入/输出F端连接，电阻R1的另一端与电阻R4的一端连接，第一三极管T1的基极、第二三极管T2的基极、第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极均与电阻R4的另一端相连，第一三极管T1的发射极和第二三极管T2的发射极相连接，第一二极管D1的负极和第二稳压管Z2相连接，第二二极管D2的正极和第一稳压管Z1相连接，第三三极管T3的集电极和第一光耦U1的第一引脚均与第一三极管T1的集电极相连接，电阻R5的一端与保护端子G端相连，其中，输入/输出F端和保护端子G端构成等电位，电阻R6的一端、第三三极管T3的发射极和第四三极管T4的发射极均与电阻R5的另一端相连接，第三三极管T3的基极和第四三极管T4的基极均与电阻R6的另一端相连，第四三极管T4的集电极和第二光耦U2的第二引脚相连接，第三二极管D3和第四二极管D4的公共端分别与第三三极管T3的基极和第四三极管T4的基极相连接，第三稳压管Z3和第四稳压管Z4串联后连接在第三二极管D3的第一引脚和第二引脚之间，第三稳压管Z3和第四稳压管Z4串联后连接在第四二极管D4的第一引脚和第二引脚之间。
作为本发明的优化方案，精密测量仪器端口过流过压保护电路还包括缓冲电路，缓冲电路包括运算放大器U3、电阻R7、电阻R8和电阻R9，电阻R7的一端与电阻R1的另一端相连，电阻R7的另一端分别与运算放大器U3的第三引脚和电阻R8相连接，电阻R9的一端与运算放大器U3的第六引脚相连接，电阻R9的另一端与电阻R6的另一端相连接。
作为本发明的优化方案，精密测量仪器端口过流过压保护电路还包括第五二极管D5和第六二极管D6，第五二极管D5的正极与电阻R1的另一端相连接，第五二极管D5的负极与电阻R4的一端相连接，第六二极管D6的负极与电阻R1的另一端相连接，第六二极管D6的正极与电阻R4的一端相连接。
作为本发明的优化方案，第一三极管T1为PNP型三极管，第二三极管T2为NPN型三极管。
作为本发明的优化方案，运算放大器U3为集成运放741。
本发明具有积极的效果：1)本发明具有输出正负电压和正负电流，同时测量电压和电流，具有四象限测量，因此本发明的电路也具有四象电流电压保护功能；
2)本发明由性能稳定的高精度电阻R1、电阻R4、电阻R5和电阻R6构成输入缓冲电阻，具有很好的温度系数。因此可以提高电路的工作的稳定性，从而提高精密测量仪器的可靠性和精度。
3)本发明描述的是硬件触发电路，它可以在精密测量仪器在测量时软件不能及时响应起保护作用时，硬件触发进行保护，可以大大提高精密测量仪器硬件的安全性，有效的维护精密测量仪器的稳定性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的电路图。
具体实施方式
如图1所示，本发明公开了一种精密测量仪器端口过流过压保护电路，包括正负电压电流保护电路、输入缓冲电阻和钳位电路，正负电压电流保护电路包括第一光耦U1、第二光耦U2、第一三极管T1、第二三极管T2、第三三极管T3和第四三极管T4；输入缓冲电阻包括电阻R1、电阻R4、电阻R5和电阻R6，钳位电路包括第一稳压管Z1、第二稳压管Z2、第三稳压管Z3、第四稳压管Z4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；电阻R1的一端与输入/输出F端连接，电阻R1的另一端与电阻R4的一端连接，第一三极管T1的基极、第二三极管T2的基极、第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极均与电阻R4的另一端相连，第一三极管T1的发射极和第二三极管T2的发射极相连接，第一二极管D1的负极和第二稳压管Z2相连接，第二二极管D2的正极和第一稳压管Z1相连接，第三三极管T3的集电极和第一光耦U1的第一引脚均与第一三极管T1的集电极相连接，电阻R5的一端与保护端子G端相连，电阻R6的一端、第三三极管T3的发射极和第四三极管T4的发射极均与电阻R5的另一端相连接，第三三极管T3的基极和第四三极管T4的基极均与电阻R6的另一端相连，第四三极管T4的集电极和第二光耦U2的第二引脚相连接，第三二极管D3和第四二极管D4的公共端分别与第三三极管T3的基极和第四三极管T4的基极相连接，第三稳压管Z3和第四稳压管Z4串联后连接在第三二极管D3的第一引脚和第二引脚之间，第三稳压管Z3和第四稳压管Z4串联后连接在第四二极管D4的第一引脚和第二引脚之间。
精密测量仪器端口过流过压保护电路还包括缓冲电路，所述的缓冲电路包括运算放大器U3、电阻R7、电阻R8和电阻R9，电阻R7的一端与电阻R1的另一端相连，电阻R7的另一端分别与运算放大器U3的第三引脚和电阻R8相连接，电阻R9的一端与运算放大器U3的第六引脚相连接，电阻R9的另一端与电阻R6的另一端相连接。输入/输出F端和保护端子G端构成等电位，使保护端子G端在电路中对小信号线起到保护作用，有效的防止输入/输出F端产生漏电流。
精密测量仪器端口过流过压保护电路还包括第五二极管D5和第六二极管D6，第五二极管D5的正极与电阻R1的另一端相连接，第五二极管D5的负极与电阻R4的一端相连接，第六二极管D6的负极与电阻R1的另一端相连接，第六二极管D6的正极与电阻R4的一端相连接。
第一三极管T1为PNP型三极管，第二三极管T2为NPN型三极管。
运算放大器U3为集成运放741。
其中，第一稳压管Z1、第二稳压管Z2、第一二极管D1、第二二极管D2构成钳位电路，使电阻Rb1和电阻Rb2公共端的点电位被钳制到一定范围，电阻Rb1和电阻Rb2公共端的点电位一旦达到该范围的上下限，第一三极管T1或第二三极管T2被导通。
第三二极管D3、第四二极管D4、第三稳压管Z3和第四稳压管Z4组成电压钳位电路，使第三二极管D3和第四二极管D4的公共端电位被限制一定范围内(正负4.2v之间)，而该点电位因为G端电压的较大变化时，可能被触发到其钳制电位的上下限，则第三三极管T3或第四三极管T4被导通，第一三极管T1、第三三极管T3和第一光耦U1构成电路负责检测正限电压或者电流；第二三极管T2、第四三极管T4和第二光耦U2构成电路负责检测负限电压或电流。
第五二极管D5和第六二极管D6具有低电流高阻抗的作用。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.精密测量仪器端口过流过压保护电路，其特征在于：包括正负电压电流保护电路、输入缓冲电阻和钳位电路，所述的正负电压电流保护电路包括第一光耦U1、第二光耦U2、第一三极管T1、第二三极管T2、第三三极管T3和第四三极管T4；所述的输入缓冲电阻包括电阻R1、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述的钳位电路包括第一稳压管Z1、第二稳压管Z2、第三稳压管Z3、第四稳压管Z4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；电阻R1的一端与输入/输出F端连接，电阻R1的另一端与电阻R4的一端连接，第一三极管T1的基极、第二三极管T2的基极、第一二极管D1的正极和第二二极管D2的负极均与电阻R4的另一端相连，第一三极管T1的发射极和第二三极管T2的发射极相连接，第一二极管D1的负极和第二稳压管Z2相连接，第二二极管D2的正极和第一稳压管Z1相连接，第三三极管T3的集电极和第一光耦U1的第一引脚均与第一三极管T1的集电极相连接，电阻R5的一端与保护端子G端相连，其中，输入/输出F端和保护端子G端构成等电位，电阻R6的一端、第三三极管T3的发射极和第四三极管T4的发射极均与电阻R5的另一端相连接，第三三极管T3的基极和第四三极管T4的基极均与电阻R6的另一端相连，第四三极管T4的集电极和第二光耦U2的第二引脚相连接，第三二极管D3和第四二极管D4的公共端分别与第三三极管T3的基极和第四三极管T4的基极相连接，第三稳压管Z3和第四稳压管Z4串联后连接在第三二极管D3的第一引脚和第二引脚之间，第三稳压管Z3和第四稳压管Z4串联后连接在第四二极管D4的第一引脚和第二引脚之间。
2.根据权利要求1所述的精密测量仪器端口过流过压保护电路，其特征在于：所述的精密测量仪器端口过流过压保护电路还包括缓冲电路，所述的缓冲电路包括运算放大器U3、电阻R7、电阻R8和电阻R9，电阻R7的一端与电阻R1的另一端相连，电阻R7的另一端分别与运算放大器U3的第三引脚和电阻R8相连接，电阻R9的一端与运算放大器U3的第六引脚相连接，电阻R9的另一端与电阻R6的另一端相连接。
3.根据权利要求2所述的精密测量仪器端口过流过压保护电路，其特征在于：所述的精密测量仪器端口过流过压保护电路还包括第五二极管D5和第六二极管D6，第五二极管D5的正极与电阻R1的另一端相连接，第五二极管D5的负极与电阻R4的一端相连接，第六二极管D6的负极与电阻R1的另一端相连接，第六二极管D6的正极与电阻R4的一端相连接。
4.根据权利要求3所述的精密测量仪器端口过流过压保护电路，其特征在于：所述的第一三极管T1为PNP型三极管，所述的第二三极管T2为NPN型三极管。
5.根据权利要求4所述的精密测量仪器端口过流过压保护电路，其特征在于：所述的运算放大器U3为集成运放741。
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