帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路和集成電路的制作方法
【專利摘要】一種帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路和集成電路，包括驅(qū)動(dòng)電路、輸出開關(guān)電路、電流感應(yīng)開關(guān)電路、瞬時(shí)放電電路和延時(shí)復(fù)位電路，電流感應(yīng)開關(guān)電路采樣輸出至負(fù)載的電流并在電流超過保護(hù)電流時(shí)導(dǎo)通；瞬時(shí)放電電路在電流感應(yīng)開關(guān)電路切換到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)開始放電；延時(shí)復(fù)位電路在電流感應(yīng)開關(guān)電路從切換到斷開狀態(tài)時(shí)開始充電；驅(qū)動(dòng)電路在瞬時(shí)放電電路的電壓低于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)輸出過流保護(hù)信號(hào)，在延時(shí)復(fù)位電路的電壓高于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)接收輸入的電平信號(hào)并將電平信號(hào)輸出至輸出開關(guān)電路；輸出開關(guān)電路在接收到過流保護(hù)信號(hào)時(shí)斷開以切斷負(fù)載，在接收到電平信號(hào)時(shí)輸出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)。過流時(shí)經(jīng)快速放電切斷負(fù)載實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)，后再通過緩慢充電控制重新上電。
【專利說明】帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路和集成電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路和包含該高速數(shù)字輸出電路的集成電路。

【背景技術(shù)】
[0002]高速數(shù)字輸出電路可實(shí)時(shí)可靠反饋電動(dòng)車輛的運(yùn)行狀態(tài)，例如，反饋車輛的當(dāng)前車速、電機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速等關(guān)鍵信息至儀表等其他整車設(shè)備，成本低廉且可靠性高，可廣泛應(yīng)用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托車、電動(dòng)叉車等。
[0003]目前常用的高速數(shù)字輸出電路為進(jìn)行短路保護(hù)，常采用的方案及缺陷為:
[0004]I)可恢復(fù)保險(xiǎn)絲，當(dāng)短路時(shí)，流經(jīng)可恢復(fù)保險(xiǎn)絲的電路迅速增大，從而導(dǎo)致保險(xiǎn)絲發(fā)熱，阻抗增加，回路電流逐漸減小，從而起到限流保護(hù)的作用；
[0005]由于電動(dòng)汽車等領(lǐng)域，環(huán)境溫度較高(可高達(dá)100°C以上)，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲在高溫情況下阻抗較大，影響電路正常工作。
[0006]2)過流自鎖電路，短路時(shí)，由于采樣電阻電壓迅速上升，自鎖電路工作，將輸入控制拉低，強(qiáng)制切斷負(fù)載，以起到保護(hù)高速數(shù)字輸出電路關(guān)鍵器件的作用。
[0007]采用過流自鎖電路，電路復(fù)雜且當(dāng)進(jìn)行過流自鎖保護(hù)后，控制器需重新上電，高速數(shù)字輸出電路才能重新正常工作。
[0008]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述可靠性低、成本高且保護(hù)過后的恢復(fù)需要重新上電的缺陷，提供一種可靠性高、成本低且恢復(fù)過程簡(jiǎn)單的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路和集成電路。
[0010]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，包括將接收的電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)后輸出至負(fù)載的輸出開關(guān)電路，還包括驅(qū)動(dòng)電路、電流感應(yīng)開關(guān)電路、瞬時(shí)放電電路和延時(shí)復(fù)位電路，其中:所述電流感應(yīng)開關(guān)電路用于采樣輸出至所述負(fù)載的電流并在所述電流超過保護(hù)電流時(shí)導(dǎo)通；所述瞬時(shí)放電電路用于在所述電流感應(yīng)開關(guān)電路切換到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)開始放電；所述延時(shí)復(fù)位電路用于在所述電流感應(yīng)開關(guān)電路從切換到斷開狀態(tài)時(shí)開始充電；所述驅(qū)動(dòng)電路用于在所述瞬時(shí)放電電路的電壓低于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)輸出過流保護(hù)信號(hào)，在所述延時(shí)復(fù)位電路的電壓高于所述翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)接收輸入的電平信號(hào)并將所述電平信號(hào)輸出至所述輸出開關(guān)電路；所述輸出開關(guān)電路用于在接收到所述過流保護(hù)信號(hào)時(shí)斷開以實(shí)現(xiàn)切斷所述負(fù)載，在接收到所述電平信號(hào)時(shí)輸出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)至所述負(fù)載。
[0011]本發(fā)明所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其中，所述延時(shí)復(fù)位電路包括充電電阻，所述瞬時(shí)放電電路包括放電電阻,且延時(shí)復(fù)位電路和瞬時(shí)放電電路共用一個(gè)電容；所述電容的第一端連接至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述電容的第二端接地；所述電容的第一端還通過所述充電電阻連接至內(nèi)部電源VCC，所述電容的第一端還通過所述放電電阻以及電流感應(yīng)開關(guān)電路接地。
[0012]本發(fā)明所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路包括與門，所述與門的一個(gè)輸入端用于接收所述電平信號(hào)，所述與門的另一個(gè)輸入端連接至所述電容的第一端，所述與門的輸出端連接至所述輸出開關(guān)電路。
[0013]本發(fā)明所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其中，所述電流感應(yīng)開關(guān)電路包括三極管和采樣電阻，所述三極管的集電極通過所述放電電阻連接至所述電容的第一端，所述三極管的發(fā)射極接地，所述采樣電阻的一端分別連接至所述三極管的基極和所述輸出開關(guān)電路，所述采樣電阻的另一端接地。
[0014]本發(fā)明所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其中，所述電流感應(yīng)開關(guān)電路還包括濾波電容和濾波電阻；所述濾波電阻串聯(lián)在所述三極管的基極和采樣電阻之間，所述濾波電容與所述濾波電阻以及采樣電阻并聯(lián)。
[0015]本發(fā)明所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其中，還包括用于防止所述濾波電容通過所述濾波電阻以及采樣電阻進(jìn)行放電的二極管，所述二極管的陰極連接至所述濾波電容，所述二極管的陽極連接至所述濾波電阻。
[0016]本發(fā)明所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其中，所述輸出開關(guān)電路包括MOS管、上拉電阻，所述MOS管的漏極用于與負(fù)載連接；所述MOS管的漏極通過所述上拉電阻連接至內(nèi)部電源VDD，所述MOS管的柵極連接至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述MOS管的源極連接至所述采樣電阻。
[0017]本發(fā)明還公開了一種集成電路，包括如上所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路。
[0018]實(shí)施本發(fā)明的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路和集成電路，具有以下有益效果:在過流時(shí)，電流感應(yīng)開關(guān)電路導(dǎo)通，進(jìn)而使得瞬時(shí)放電電路快速放電，驅(qū)動(dòng)電路在瞬時(shí)放電電路的電壓放電至低于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)，輸出過流保護(hù)信號(hào)，于是輸出開關(guān)電路斷開以切斷負(fù)載的連通通路，實(shí)現(xiàn)了過流保護(hù)；一旦與負(fù)載的連通通路斷開，電流恢復(fù)正常，電流感應(yīng)開關(guān)電路又會(huì)斷開，于是延時(shí)復(fù)位電路開始緩慢充電，經(jīng)過一段時(shí)間之后，延時(shí)復(fù)位電路的電壓充電至高于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路將接收的電平信號(hào)輸出至輸出開關(guān)電路，開關(guān)電路將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，并輸出給所述負(fù)載，實(shí)現(xiàn)正常工作。本發(fā)明不僅僅在過流時(shí)通過瞬時(shí)放電電路的快速放電控制快速切斷負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了快速可靠的過流保護(hù)，而且，在過流保護(hù)之后的恢復(fù)是通過延時(shí)復(fù)位電路的緩慢充電控制，所以不用重新上電即可實(shí)現(xiàn)恢復(fù)，保證電路關(guān)鍵器件短路時(shí)損耗和溫升在一定范圍，保護(hù)電路關(guān)鍵器件，電路簡(jiǎn)單成本低且可靠性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0020]圖1是本發(fā)明帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路的邏輯框圖；
[0021]圖2是本發(fā)明帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路較佳實(shí)施例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0023]參考圖1，是本發(fā)明帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路的邏輯框圖；
[0024]本發(fā)明公開了一種帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路和包含該高速數(shù)字輸出電路的集成電路。該高速數(shù)字輸出電路用于將來自DSP電路的電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出。數(shù)字信號(hào)包括高低電平，數(shù)字電路內(nèi)部對(duì)于高低電平的定義與最后輸出給外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)的定義是不同的，數(shù)字電路內(nèi)部將高于翻轉(zhuǎn)閾值的電平判定為高電平，低于翻轉(zhuǎn)閾值的電平判定為低電平，而標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)的高低電平一般是指VDD和GND。
[0025]本發(fā)明的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路包括:驅(qū)動(dòng)電路1、輸出開關(guān)電路2、電流感應(yīng)開關(guān)電路3、瞬時(shí)放電電路4和延時(shí)復(fù)位電路5 ；
[0026]所述驅(qū)動(dòng)電路1、輸出開關(guān)電路2、電流感應(yīng)開關(guān)電路3、瞬時(shí)放電電路4、延時(shí)復(fù)位電路5依次連接，所述延時(shí)復(fù)位電路5和瞬時(shí)放電電路4還均連接至所述驅(qū)動(dòng)電路I ;
[0027]所述電流感應(yīng)開關(guān)電路3用于采樣輸出至所述負(fù)載的電流并在所述電流超過保護(hù)電流時(shí)導(dǎo)通；所述瞬時(shí)放電電路4用于在所述電流感應(yīng)開關(guān)電路3切換到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)開始放電；所述延時(shí)復(fù)位電路5用于在所述電流感應(yīng)開關(guān)電路3切換到斷開狀態(tài)時(shí)開始充電；所述驅(qū)動(dòng)電路I用于在所述瞬時(shí)放電電路4的電壓低于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)輸出過流保護(hù)信號(hào)，在所述延時(shí)復(fù)位電路5的電壓高于所述翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)接收來自其它DSP電路的電平信號(hào)，并將該電平信號(hào)輸出至所述輸出開關(guān)電路2 ;所述輸出開關(guān)電路2用于在接收到所述過流保護(hù)信號(hào)時(shí)斷開以實(shí)現(xiàn)切斷所述負(fù)載，在接收到所述電平信號(hào)時(shí)輸出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)至所述負(fù)載。
[0028]在過流時(shí)，電流感應(yīng)開關(guān)電路導(dǎo)通，進(jìn)而使得瞬時(shí)放電電路快速放電，驅(qū)動(dòng)電路在瞬時(shí)放電電路的電壓放電至低于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)，輸出過流保護(hù)信號(hào)，于是輸出開關(guān)電路斷開以切斷負(fù)載的連通通路，實(shí)現(xiàn)了過流保護(hù)；一旦與負(fù)載的連通通路斷開，電流恢復(fù)正常，電流感應(yīng)開關(guān)電路又會(huì)斷開，于是延時(shí)復(fù)位電路開始緩慢充電，經(jīng)過一段時(shí)間之后，延時(shí)復(fù)位電路的電壓充電至高于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路將接收的電平信號(hào)輸出至輸出開關(guān)電路，開關(guān)電路將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，并輸出給所述負(fù)載，實(shí)現(xiàn)正常工作。本發(fā)明不僅僅在過流時(shí)通過瞬時(shí)放電電路的快速放電控制快速切斷負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了快速可靠的過流保護(hù)，而且，在過流保護(hù)之后的恢復(fù)是通過延時(shí)復(fù)位電路的緩慢充電控制，所以不用重新上電即可實(shí)現(xiàn)恢復(fù)，電路簡(jiǎn)單成本低且可靠性高。
[0029]下面結(jié)合圖2，詳細(xì)闡述本發(fā)明的較佳實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)。圖中HDO表示用于接收來自DSP電路的電平信號(hào)的節(jié)點(diǎn)，HDO-表示用于連接負(fù)載的節(jié)點(diǎn)。
[0030]具體的，驅(qū)動(dòng)電路I包括:與門U1、第一電阻R1、第二電阻R5 ；
[0031]開關(guān)電路2包括:N溝道MOS管Q2、上拉電阻R7 ；
[0032]延時(shí)復(fù)位電路5包括:充電電阻R2，瞬時(shí)放電電路4包括放電電阻R3，且延時(shí)復(fù)位電路5和瞬時(shí)放電電路4還共用一個(gè)電容Cl ；
[0033]電流感應(yīng)開關(guān)電路3包括:NPN型的三極管Ql、采樣電阻R8、濾波電容C2、濾波電阻R6、二極管D1、第三電阻R4;
[0034]其中，與門Ul的一個(gè)輸入端用于通過第一電阻Rl與DSP電路連接，以接收來自DSP電路的電平信號(hào)，與門Ul的另一個(gè)輸入端連接至電容Cl的第一端，所述與門Ul的輸出端連接至MOS管Q2的柵極以控制MOS管Q2導(dǎo)通或截止；
[0035]電容Cl的第二端接地，電容Cl的第一端還通過所述充電電阻R2連接至內(nèi)部電源VCC，所述電容Cl的第一端還通過所述放電電阻R3連接至三極管Ql的集電極，三極管Ql的發(fā)射極接地；
[0036]三極管Ql的基極通過第三電阻R4連接至二極管Dl的陰極，二極管Dl的陽極依次通過濾波電阻R6和采樣電阻R8接地，濾波電容C2的一端連接至二極管Dl的陰極，濾波電容C2的另一端接地；
[0037]采樣電阻R8與濾波電阻R6連接的一端還連接至MOS管Q2的源極，MOS管Q2的漏極通過上拉電阻R7連接至內(nèi)部電源VDD。
[0038]與門的兩個(gè)輸入端的任何一個(gè)為低電平，則輸出為低電平，因此，利用與門的該特性，可以將與門的其中一個(gè)輸入端作為控制端(例如本實(shí)施例中選取的與門Ul的B節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸入端作為控制端)，通過改變控制端的電位實(shí)現(xiàn)控制端的高低電平的切換，當(dāng)控制端為高電平時(shí)，則輸出端的信號(hào)與另一個(gè)輸入端的信號(hào)完全相同，當(dāng)控制端為低電平時(shí)，則輸出端一定為低電平。本發(fā)明中，在電路正常工作時(shí)，維持控制端為高電平，以實(shí)現(xiàn)將與另一個(gè)輸入端的電平一致的電平輸出至輸出開關(guān)電路2，進(jìn)而以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，在過流時(shí)，將控制端的電位拉低為低電平，輸出端輸出的低電平作為所述過流保護(hù)信號(hào)，用于控制切斷負(fù)載，達(dá)到過流保護(hù)的目的。消除故障后，電路恢復(fù)正常時(shí)，通過將控制端的電位又提高至高電平，即可恢復(fù)正常。
[0039]圖2中，與門的輸入端對(duì)應(yīng)的B節(jié)點(diǎn)的電位與電容Cl上的電壓相同，因此可以通過改變電容Cl的電壓而改變B節(jié)點(diǎn)的電位實(shí)現(xiàn)對(duì)與門Ul的輸出控制，上述電容Cl與放電電阻R3構(gòu)成瞬時(shí)放電電路4，電容Cl與充電電阻R2構(gòu)成延時(shí)復(fù)位電路5，過流保護(hù)時(shí)，可以通過瞬時(shí)放電電路4對(duì)其中的電容Cl進(jìn)行快速放電，從而將B節(jié)點(diǎn)的電位迅速拉低為低電平；當(dāng)故障消除恢復(fù)電路時(shí)，瞬時(shí)放電電路4被斷開，延時(shí)復(fù)位電路5對(duì)其中的電容Cl進(jìn)行充電，從而將B節(jié)點(diǎn)的電位拉升到高電平。
[0040]上述提到，過流時(shí)通過放電實(shí)現(xiàn)拉低控制端電位，進(jìn)而切斷負(fù)載，所以，正常狀態(tài)下，瞬時(shí)放電電路4的通路應(yīng)該是斷開的，本發(fā)明中即通過三極管Ql控制電容Cl與放電電阻R3構(gòu)成的放電支路的接地，三極管Ql的導(dǎo)通又進(jìn)一步的受到采樣電阻R8的控制，由于采樣電阻R8是串聯(lián)在三極管Ql的發(fā)射極和基極之間，所以采樣電阻R8上的壓降可以控制三極管Ql的BE節(jié)之間的壓降，只有該壓降達(dá)到三極管的開啟電壓，三極管Ql才會(huì)導(dǎo)通。
[0041]優(yōu)選的，本發(fā)明還增加了由濾波電容C2和濾波電阻R6構(gòu)成的濾波支路，以避免高頻干擾，進(jìn)一步的，為了防止濾波電容C2通過所述濾波電阻R6以及采樣電阻R8進(jìn)行放電，還增加了由二極管Dl構(gòu)成的單向電路。
[0042]下面結(jié)合圖2介紹本發(fā)明的工作原理:
[0043]正常工作時(shí)，由于MOS管Q2、采樣電阻R8所在支路的電流非常小(一般為2-10mA)，采樣電阻R8上的壓降不足以使二極管Dl導(dǎo)通，三極管Ql截止，內(nèi)部電源VCC通過充電電阻R2對(duì)電容Cl充電，直至電容Cl上電壓達(dá)到VCC高于翻轉(zhuǎn)閾值，此時(shí)B節(jié)點(diǎn)輸入為高電平，所以此時(shí)與門Ul的輸出端所輸出的電平與A節(jié)點(diǎn)一致:當(dāng)HDO輸出為低電平時(shí)，A節(jié)點(diǎn)為低電平，與門Ul輸出信號(hào)為低電平，于是MOS管Q2關(guān)斷，內(nèi)部電源VDD通過上拉電阻R7輸出至HD0-，HD0-輸出為高電平；當(dāng)HDO輸出為高電平時(shí)，A點(diǎn)為高電平，與門Ul輸出信號(hào)為高電平，該高電平通過第二電阻R5驅(qū)動(dòng)MOS管Q2，MOS管Q2導(dǎo)通，由于該MOS管Q2和采樣電阻R8的阻抗較小，VDD電流通過上拉電阻R7、M0S管Q2、采樣電阻R8回流至地，HDO-輸出低電平。
[0044]當(dāng)發(fā)生短路現(xiàn)象，如將HDO-接成高電平時(shí)，MOS管Q2開通，則上拉電阻R7、M0S管Q2、采樣電阻R8所在支路電流迅速增大，采樣電阻R8上的壓降迅速升高，二極管Dl導(dǎo)通，三極管Ql基極電壓上升，當(dāng)基極電壓超過三極管的BE節(jié)的開啟電壓0.7V時(shí)，三極管Ql飽和導(dǎo)通，因此內(nèi)部電源VCC處的電壓通充電電阻R2、放電電阻R3、三極管Ql回流至地，同時(shí)，由于電容Cl和放電電阻R3構(gòu)成的瞬時(shí)放電電路通過三極管Ql接地，電容Cl通過放電電阻R3、三極管Ql開始放電，B節(jié)點(diǎn)電位迅速被拉低至小于與門Ul的翻轉(zhuǎn)閾值，即為為低電平，此時(shí)無論A節(jié)點(diǎn)輸入何種電平，與門Ul輸出端僅輸出低電平作為過流保護(hù)信號(hào)，MOS管Q2關(guān)斷，因此負(fù)載被切斷，進(jìn)行數(shù)字輸出電路的保護(hù)。當(dāng)MOS管Q2關(guān)斷后，采樣電阻R8上電流減小，于是，二極管Dl、三極管Ql截止，內(nèi)部電源VCC重新通過充電電阻R2對(duì)電容Cl充電，直至電容Cl上電壓超過與門Ul的翻轉(zhuǎn)閥值，即為為高電平，于是，與門Ul的輸出端的電平與A節(jié)點(diǎn)(HDO)輸入的電平信號(hào)相同，電路恢復(fù)正常工作。
[0045]可見，通過設(shè)置采樣電阻R8的電阻值即可設(shè)置短路保護(hù)限值，較佳實(shí)施例中，短路保護(hù)限值:1 = (VF+VBE)/R8，其中VF為二極管Dl導(dǎo)通壓降，VBE為三極管Ql的BE結(jié)導(dǎo)通壓降。
[0046]其中，放電時(shí)間常數(shù)τ I = R3C1，充電時(shí)間常數(shù)T2 = R2C1, HC1分別表示充電電阻R2、放電電阻R3的電阻值、電容Cl的電容值。可見要實(shí)現(xiàn)快速放電和緩慢充電，可以通過選擇阻止很小的放電電阻R3和阻值較大的充電電阻R2。通過合理設(shè)置充電電阻R2、電容Cl的參數(shù)，即可調(diào)整短路恢復(fù)時(shí)間，也可以保證電路關(guān)鍵器件短路時(shí)損耗和溫升在一定范圍，保護(hù)電路關(guān)鍵器件。
[0047]綜上所述，本發(fā)明在過流時(shí)，電流感應(yīng)開關(guān)電路導(dǎo)通，進(jìn)而使得瞬時(shí)放電電路快速放電，驅(qū)動(dòng)電路在瞬時(shí)放電電路的電壓放電至低于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)，輸出過流保護(hù)信號(hào)，于是輸出開關(guān)電路斷開以切斷負(fù)載的連通通路，實(shí)現(xiàn)了過流保護(hù)；一旦與負(fù)載的連通通路斷開，電流恢復(fù)正常，電流感應(yīng)開關(guān)電路又會(huì)斷開，于是延時(shí)復(fù)位電路開始緩慢充電，經(jīng)過一段時(shí)間之后，延時(shí)復(fù)位電路的電壓充電至高于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路將接收的電平信號(hào)輸出至輸出開關(guān)電路，開關(guān)電路將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)，并輸出給所述負(fù)載，實(shí)現(xiàn)正常工作。本發(fā)明不僅僅在過流時(shí)通過瞬時(shí)放電電路的快速放電控制快速切斷負(fù)載，實(shí)現(xiàn)了快速可靠的過流保護(hù)，而且，在過流保護(hù)之后的恢復(fù)是通過延時(shí)復(fù)位電路的緩慢充電控制，所以不用重新上電即可實(shí)現(xiàn)恢復(fù)，電路簡(jiǎn)單成本低且可靠性高。
[0048]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，包括將接收的電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)后輸出至負(fù)載的輸出開關(guān)電路(2)，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)電路(I)、電流感應(yīng)開關(guān)電路(3)、瞬時(shí)放電電路(4)和延時(shí)復(fù)位電路(5)，其中:所述電流感應(yīng)開關(guān)電路(3)用于采樣輸出至所述負(fù)載的電流并在所述電流超過保護(hù)電流時(shí)導(dǎo)通；所述瞬時(shí)放電電路(4)用于在所述電流感應(yīng)開關(guān)電路(3)切換到導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)開始放電；所述延時(shí)復(fù)位電路(5)用于在所述電流感應(yīng)開關(guān)電路(3)切換到斷開狀態(tài)時(shí)開始充電；所述驅(qū)動(dòng)電路(I)用于在所述瞬時(shí)放電電路⑷的電壓低于翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)輸出過流保護(hù)信號(hào)，在所述延時(shí)復(fù)位電路(5)的電壓高于所述翻轉(zhuǎn)閾值時(shí)接收輸入的電平信號(hào)并將所述電平信號(hào)輸出至所述輸出開關(guān)電路(2);所述輸出開關(guān)電路(2)用于在接收到所述過流保護(hù)信號(hào)時(shí)斷開以實(shí)現(xiàn)切斷所述負(fù)載，在接收到所述電平信號(hào)時(shí)輸出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)至所述負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其特征在于，所述延時(shí)復(fù)位電路(5)包括充電電阻(R2)，所述瞬時(shí)放電電路(4)包括放電電阻(R3)，且延時(shí)復(fù)位電路(5)和瞬時(shí)放電電路(4)共用一個(gè)電容(Cl);所述電容(Cl)的第一端連接至所述驅(qū)動(dòng)電路(I)，所述電容(Cl)的第二端接地；所述電容(Cl)的第一端還通過所述充電電阻(R2)連接至內(nèi)部電源VCC，所述電容(Cl)的第一端還通過所述放電電阻(R3)以及電流感應(yīng)開關(guān)電路⑶接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路(I)包括與門(UI)，所述與門(Ul)的一個(gè)輸入端用于接收所述電平信號(hào)，所述與門(Ul)的另一個(gè)輸入端連接至所述電容(Cl)的第一端，所述與門(Ul)的輸出端連接至所述輸出開關(guān)電路(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其特征在于，所述電流感應(yīng)開關(guān)電路(3)包括三極管(Ql)和采樣電阻(R8)，所述三極管(Ql)的集電極通過所述放電電阻(R3)連接至所述電容(Cl)的第一端，所述三極管(Ql)的發(fā)射極接地，所述采樣電阻(R8)的一端分別連接至所述三極管(Ql)的基極和所述輸出開關(guān)電路(2)，所述采樣電阻(R8)的另一端接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其特征在于，所述電流感應(yīng)開關(guān)電路(3)還包括濾波電容(C2)和濾波電阻(R6);所述濾波電阻(R6)串聯(lián)在所述三極管(Ql)的基極和采樣電阻(R8)之間，所述濾波電容(C2)與所述濾波電阻(R6)以及采樣電阻(R8)并聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其特征在于，還包括用于防止所述濾波電容(C2)通過所述濾波電阻(R6)以及采樣電阻(R8)進(jìn)行放電的二極管(Dl)，所述二極管(Dl)的陰極連接至所述濾波電容(C2)，所述二極管(Dl)的陽極連接至所述濾波電阻(R6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路，其特征在于，所述輸出開關(guān)電路⑵包括MOS管(Q2)、上拉電阻(R7)，所述MOS管(Q2)的漏極用于與負(fù)載連接；所述MOS管(Q2)的漏極通過所述上拉電阻(R7)連接至內(nèi)部電源VDD，所述MOS管(Q2)的柵極連接至所述驅(qū)動(dòng)電路(I)，所述MOS管(Q2)的源極連接至所述采樣電阻(R8)。
8.一種集成電路，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的帶過流保護(hù)的高速數(shù)字輸出電路。
【文檔編號(hào)】H02H3/06GK104332945SQ201410606519
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】何曉飛, 汪順軍, 劉洋, 馬夢(mèng)隱 申請(qǐng)人:深圳市匯川技術(shù)股份有限公司