CN113092836A - 一种实现负载线路可靠保护的电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种实现负载线路可靠保护的电路及方法，电路包括负载线路、负载开关线路、用于控制驱动信号与负载线路通断的驱动信号开关元件和逻辑判断线路；负载开关线路、驱动信号开关元件、逻辑判断线路均与负载线路连接；负载开关线路、驱动信号开关元件均与逻辑判断线路连接。本发明在负载线路上外接电压比较器U3和或门，用来检测负载线路的工作电压是否大于工作所需的预设电压阈值，若所测的工作电压高于预设电压阈值，则通过或门反馈给驱动信号开关元件，断开驱动信号与运算放大器U1的链路，保护负载线路，避免由于过流、过温等情况导致负载线路中功率器件烧坏或者失效，影响测试效率。

Description

一种实现负载线路可靠保护的电路及方法
技术领域
本发明属于线路保护技术领域，具体涉及一种实现负载线路可靠保护的电路及方法。
背景技术
如今技术人员越来越注重CPU供电电源的测试验证，但是缺乏专用的测试工具，技术人员只能依靠电源工厂直接搭建负载线路对其电源进行测试和验证；而这部分负载线路中，普遍都缺乏相关的保护线路，导致由于过流、过温等情况导致负载线路中功率器件烧坏或者失效，影响测试效率，此为现有技术的不足之处。
有鉴于此，本发明提供一种实现负载线路可靠保护的电路及方法；以解决现有技术中存在的上述缺陷，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种实现负载线路可靠保护的电路及方法，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种实现负载线路可靠保护的电路，包括负载线路、负载开关线路、逻辑判断线路、用于控制驱动信号与负载线路通断的驱动信号开关元件；
负载开关线路、驱动信号开关元件、逻辑判断线路均与负载线路连接；
负载开关线路、驱动信号开关元件均与逻辑判断线路连接；
负载线路包括运算放大器U1、运算放大器U2、MOS管Q1、电阻R1；MOS管Q1的漏极连接待测电压Vdd，MOS管Q1的栅极与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的负脚与驱动信号开关元件的输出端连接，运算放大器U1的正脚与运算放大器U2的输出端连接，MOS管Q1的源极与电阻R1的第一端连接，MOS管Q1的源极与运算放大器U2的正脚连接，运算放大器U2的负脚与电阻R1的第二端连接；
负载开关线路包括驱动器、MOS管Q2；MOS管Q2的漏极与运算放大器U2的负脚连接，MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的栅极与驱动器的第一端连接，驱动器的第二端与或门的输出端连接；
逻辑判断线路包括或门、比较器U3、温度传感器、电阻R2、电阻R3；或门的输出端与驱动信号开关元件的供电负端连接，或门的第一输入端与比较器U3的输出端连接，或门的第二输入端与温度传感器连接，比较器U3的负脚与电阻R3的第一端连接，电阻R3的第二端连接作为预设电压阈值的第一电源，比较器U3的正脚与电阻R2的第一端连接，电阻R2的第二端与运算放大器U2的输出端连接；
驱动信号开关元件的输入端连接驱动信号。
作为优选，所述MOS管Q1、MOS管Q2均采用N沟道MOS管，节约成本。
作为优选，所述温度传感器采用ADM1022温度传感器，为数字温度传感器，便于使用，且稳定可靠。
作为优选，所述运算放大器U1、运算放大器U2均采用LF356运算放大器，运算速度高、低噪声。
作为优选，所述比较器U3采用电压比较器，结构简单，灵敏度高。
作为优选，所述第一电源采用可调预设电压阈值的电压源，满足多种测试需求。
一种权利要求1所述的实现负载线路可靠保护的电路的保护方法，当比较器U3判断运算放大器U2的输出电压高于预设电压阈值时，比较器U3的输出端出现翻转，经或门触发驱动器将MOS管Q2关闭，断开负载线路，同时，或门的输出信号反馈给驱动信号开关元件，触发驱动信号开关元件切断驱动信号与运算放大器U1的链路，完成负载线路的保护。
本发明的有益效果在于，本发明在负载线路上外接电压比较器U3和或门，用来检测负载线路的工作电压是否大于工作所需的预设电压阈值，若所测的工作电压高于预设电压阈值，则通过或门反馈给驱动信号开关元件，断开驱动信号与运算放大器U1的链路，保护负载线路，避免由于过流、过温等情况导致负载线路中功率器件烧坏或者失效，影响测试效率。
此外，本发明设计原理可靠，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为负载线路的保护线路框图。
图2为负载线路的保护线路接线图。
1为负载线路，2为负载开关线路，21为驱动器，3为驱动信号开关元件，4为逻辑判断线路，41为或门，42为温度传感器，43为第一电源，5为驱动信号。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
如图1和图2所示，一种实现负载线路可靠保护的电路，包括负载线路1、负载开关线路2、逻辑判断线路4、用于控制驱动信号与负载线路通断的驱动信号开关元件3；
负载开关线路2、驱动信号开关元件3、逻辑判断线路4均与负载线路1连接；
负载开关线路2、驱动信号开关元件3均与逻辑判断线路4连接。
负载线路1包括运算放大器U1、运算放大器U2、MOS管Q1、电阻R1；MOS管Q1采用N沟道MOS管，MOS管Q1工作在放大区，构成恒流源，当驱动信号变化时，负载线路1中的电流也会跟随变化，实现对负载电流的可控调节，继而实现对待测电压Vdd的抽载测试；运算放大器U1、运算放大器U2均采用LF356运算放大器。
MOS管Q1的漏极连接待测电压Vdd，MOS管Q1的栅极与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的负脚与驱动信号开关元件3的输出端连接，运算放大器U1的正脚与运算放大器U2的输出端连接，MOS管Q1的源极与电阻R1的第一端连接，MOS管Q1的源极与运算放大器U2的正脚连接，运算放大器U2的负脚与电阻R1的第二端连接。将电阻R1作为侦测电流的电阻，将其两端电压经运算放大器U2放大后，反馈给运算放大器U1，运算放大器U1的输出端作为MOS管Q1的驱动输入，将MOS管Q1置于放大区，使得负载线路1中的电流可控，继而实现对待测电压Vdd的抽载测试。
负载开关线路2包括驱动器21、MOS管Q2；MOS管Q2采用N沟道MOS管，正常工作过程中MOS管Q2为完全开启状态；MOS管Q2的漏极与运算放大器U2的负脚连接，MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的栅极与驱动器21的第一端连接，驱动器21的第二端与或门41的输出端连接。
逻辑判断线路4包括或门41、比较器U3、温度传感器42、电阻R2、电阻R3；温度传感器42采用ADM1022温度传感器；比较器U3采用电压比较器；或门41的输出端与驱动信号开关元件3的供电负端连接，或门41的第一输入端与比较器U3的输出端连接，或门41的第二输入端与温度传感器42连接，比较器U3的负脚与电阻R3的第一端连接，电阻R3的第二端连接作为预设电压阈值的第一电源43，比较器U3的正脚与电阻R2的第一端连接，电阻R2的第二端与运算放大器U2的输出端连接；
驱动信号开关元件3的输入端连接驱动信号5。
第一电源43采用可调预设电压阈值的电压源，技术人员可根据测试需求调节第一电源43的预设电压阈值。
当负载线路1出现过流情况时，本发明提供一种权利要求1所述的实现负载线路可靠保护的电路的保护方法，包括：
当比较器U3判断运算放大器U2的输出电压高于预设电压阈值时，比较器U3的输出端出现翻转，经或门41触发驱动器21将MOS管Q2关闭，断开负载线路1，同时，或门41的输出信号反馈给驱动信号开关元件3，触发驱动信号开关元件3切断驱动信号5与运算放大器U1的链路，完成负载线路1的保护。
本发明通过温度传感器42内部的温度比较，判断负载线路1是否过温工作，当负载线路1出现过温情况时，经或门41触发驱动器21将MOS管Q2关闭，断开负载线路1，同时，或门41的输出信号反馈给驱动信号开关元件3，触发驱动信号开关元件3切断驱动信号5与运算放大器U1的链路，完成负载线路1的保护。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种实现负载线路可靠保护的电路，其特征在于，包括负载线路、负载开关线路、逻辑判断线路、用于控制驱动信号与负载线路通断的驱动信号开关元件；
负载开关线路、驱动信号开关元件、逻辑判断线路均与负载线路连接；
负载开关线路、驱动信号开关元件均与逻辑判断线路连接；
负载线路包括运算放大器U1、运算放大器U2、MOS管Q1、电阻R1；MOS管Q1的漏极连接待测电压Vdd，MOS管Q1的栅极与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的负脚与驱动信号开关元件的输出端连接，运算放大器U1的正脚与运算放大器U2的输出端连接，MOS管Q1的源极与电阻R1的第一端连接，MOS管Q1的源极与运算放大器U2的正脚连接，运算放大器U2的负脚与电阻R1的第二端连接；
负载开关线路包括驱动器、MOS管Q2；MOS管Q2的漏极与运算放大器U2的负脚连接，MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的栅极与驱动器的第一端连接，驱动器的第二端与或门的输出端连接；
逻辑判断线路包括或门、比较器U3、温度传感器、电阻R2、电阻R3；或门的输出端与驱动信号开关元件的供电负端连接，或门的第一输入端与比较器U3的输出端连接，或门的第二输入端与温度传感器连接，比较器U3的负脚与电阻R3的第一端连接，电阻R3的第二端连接作为预设电压阈值的第一电源，比较器U3的正脚与电阻R2的第一端连接，电阻R2的第二端与运算放大器U2的输出端连接；
驱动信号开关元件的输入端连接驱动信号。
2.根据权利要求1所述的一种实现负载线路可靠保护的电路，其特征在于，所述MOS管Q1、MOS管Q2均采用N沟道MOS管。
3.根据权利要求1所述的一种实现负载线路可靠保护的电路，其特征在于，所述温度传感器采用ADM1022温度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种实现负载线路可靠保护的电路，其特征在于，所述运算放大器U1、运算放大器U2均采用LF356运算放大器。
5.根据权利要求1所述的一种实现负载线路可靠保护的电路，其特征在于，所述比较器U3采用电压比较器。
6.根据权利要求1所述的一种实现负载线路可靠保护的电路，其特征在于，所述第一电源采用可调预设电压阈值的电压源。
7.一种权利要求1所述的实现负载线路可靠保护的电路的保护方法，其特征在于，
当比较器U3判断运算放大器U2的输出电压高于预设电压阈值时，比较器U3的输出端出现翻转，经或门触发驱动器将MOS管Q2关闭，断开负载线路，同时，或门的输出信号反馈给驱动信号开关元件，触发驱动信号开关元件切断驱动信号与运算放大器U1的链路，完成负载线路的保护。
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