專利名稱：一種增強(qiáng)控制接口電路魯棒性的保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及控制電路設(shè)計(jì)技術(shù)，具體涉及一種增強(qiáng)控制接口電路魯棒性的保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
離散量輸出接口電路是嵌入式航空機(jī)載計(jì)算機(jī)內(nèi)所必需的功能電路，主要作用包括2個(gè)方面1.指示計(jì)算機(jī)自身所處于的工作狀態(tài)；2.控制目標(biāo)設(shè)備的工作狀態(tài)。離散量輸出接口的驅(qū)動(dòng)輸出通?？梢圆捎霉怆姼綦x、電磁繼電器、功率管來(lái)實(shí)現(xiàn)，但由于這類元件體積較大，當(dāng)所需驅(qū)動(dòng)輸出接口過(guò)多且電路板空間有限時(shí)則不宜采用。集成度較高的達(dá)林頓管可以滿足空間、數(shù)量、驅(qū)動(dòng)能力等多方面設(shè)計(jì)因素的使用需求(如SG^23，芯片結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1)。達(dá)林頓管集成芯片SG^23封裝8路驅(qū)動(dòng)接口，控制輸入電平兼容TTL電平，輸出驅(qū)動(dòng)電流支持到600mA。直接由TTL電平控制源和達(dá)林頓管組成的離散量驅(qū)動(dòng)電路如圖2所示，該電路就功能而言沒(méi)有問(wèn)題，但使用中必須嚴(yán)格執(zhí)行共地連接操作，即電路“數(shù)字地”連接所在箱體的殼體，達(dá)林頓管的“地”連接輸出驅(qū)動(dòng)端對(duì)應(yīng)的28V電源地，28V電源地必須與機(jī)箱殼體接地端子通過(guò)搭鐵地線實(shí)現(xiàn)共地連接。如果未按上述要求連接則會(huì)導(dǎo)致TTL電平控制源的輸出端口性能異?；驌p壞。注意芯片觀23手冊(cè)所提供的內(nèi)部電路(見(jiàn)圖1、圖幻在‘地’端與TTL控制輸入端之間有一個(gè)二極管，很明顯當(dāng)芯片觀23的“28V地”電平高于TTL電平控制源所輸出的電平是就會(huì)有電流流向TTL電平控制源的輸出端，從而造成TTL電平控制源的輸出端口失效。共地連接則確保了 28V地與數(shù)字地之間處于等電勢(shì)狀態(tài)，兩"地"分隔則無(wú)法保證電勢(shì)一致會(huì)增加電路損壞的概率。產(chǎn)品在機(jī)裝配環(huán)境復(fù)雜，在拆裝過(guò)程中難免由于疏忽未接搭鐵地線或搭鐵地線連接不當(dāng)或機(jī)上共地連接其他線路出現(xiàn)異常影響到正常共地，都可能造成離散量輸出接口故障。當(dāng)產(chǎn)品批量交付裝機(jī)使用后此類故障出現(xiàn)頻率極高，增加了產(chǎn)品的維護(hù)成本。因此必須對(duì)此電路做進(jìn)一步的優(yōu)化以有效降低離散量輸出接口故障的概率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種增強(qiáng)控制接口電路魯棒性的保護(hù)電路，以增強(qiáng)控制接口電路魯棒性，降低由于產(chǎn)品外部操作原因而導(dǎo)致電路故障的概率。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種增強(qiáng)控制接口電路魯棒性的保護(hù)電路，設(shè)置于控制源與驅(qū)動(dòng)電路之間，其特殊之處在于包括一個(gè)二極管和一個(gè)電阻；控制源的控制信號(hào)輸出端通過(guò)正向設(shè)置的所述二極管連接至驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端；所述電阻作為邏輯下拉電阻，二極管的負(fù)端還通過(guò)該電阻接“數(shù)字地”。本實(shí)用新型的保護(hù)電路尤其適用于控制源采用TTL電平控制源芯片，所述驅(qū)動(dòng)電路采用達(dá)林頓管芯片的電路結(jié)構(gòu)。[0008]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，巧妙地利用二極管和電阻的組合，有效防止了連接控制源芯片因瞬態(tài)倒向電流而損壞，并增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性，確保TTL電平控制源芯片輸出低電平的控制有效性，極大程度上降低了因?yàn)榇铊F地線的連接不當(dāng)造成TTL電平控制源端口發(fā)生故障的概率，成功解決了機(jī)載控制電路領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)難以有效克服的技術(shù)難題。

圖1為達(dá)林頓管SG^23芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為傳統(tǒng)方案的離散量輸出接口電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型保護(hù)電路的核心原理圖；圖4為增加本實(shí)用新型保護(hù)電路后的離散量輸出接口電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
針對(duì)TTL電平控制源芯片和達(dá)林頓管芯片，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種增強(qiáng)控制接口電路魯棒性的保護(hù)電路，設(shè)置于TTL電平控制源芯片與達(dá)林頓管芯片之間，該保護(hù)電路主要包括一個(gè)二極管和一個(gè)電阻；TTL電平控制源芯片的控制信號(hào)輸出端通過(guò)正向設(shè)置的所述二極管連接至達(dá)林頓管芯片的控制信號(hào)輸入端；所述電阻作為邏輯下拉電阻，二極管的負(fù)端通過(guò)該電阻接“數(shù)字地”。TTL電平控制源芯片設(shè)置于機(jī)箱內(nèi)，其電路“數(shù)字地”連接所在箱體的殼體，達(dá)林頓管的“地”連接輸出驅(qū)動(dòng)端對(duì)應(yīng)的28V電源地，28V電源地與機(jī)箱殼體接地端子通過(guò)搭鐵地線實(shí)現(xiàn)共地連接。如圖3、圖4所示，電路利用二極管的單向?qū)щ娞匦钥勺柚闺娏饔葿點(diǎn)流入A點(diǎn)，有效防止連接A端的芯片因瞬態(tài)倒向電流而損壞。電阻Rl具有兩種作用，作用1 將來(lái)自B點(diǎn)的瞬態(tài)倒向電流引入數(shù)字地并以熱能形式消耗；作用2 作為邏輯下拉電阻，當(dāng)A點(diǎn)輸入邏輯‘零’(低電平)狀態(tài)時(shí)可以確保B點(diǎn)所連接控制的輸入端口也處于標(biāo)準(zhǔn)的邏輯‘零’電位，即防止B點(diǎn)處于邏輯“三態(tài)”狀態(tài)(即懸空狀態(tài))，實(shí)現(xiàn)對(duì)B點(diǎn)的確定性控制。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單具有工程可實(shí)現(xiàn)性。二極管Vl用于阻止“28V地”上的異常電流流向TTL電平控制源的輸出端口，下拉電阻R3的作用是確保TTL電平控制源芯片輸出低電平的控制有效性(避免芯片SG^23輸入控制端口處于懸空狀態(tài))。該電路已具備很強(qiáng)的魯棒性，可極大程度降低因?yàn)榇铊F地線的連接不當(dāng)造成TTL電平控制源端口發(fā)生故障的概率。本實(shí)用新型的保護(hù)電路不局限于應(yīng)用在機(jī)載離散量輸出接口電路設(shè)計(jì)中，其他需要進(jìn)行反向抑制避免“三態(tài)”并增強(qiáng)魯棒性的電路設(shè)計(jì)中均可以應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種增強(qiáng)控制接口電路魯棒性的保護(hù)電路，設(shè)置于控制源與驅(qū)動(dòng)電路之間，其特征在于包括一個(gè)二極管和一個(gè)電阻；控制源的控制信號(hào)輸出端通過(guò)正向設(shè)置的所述二極管連接至驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端；所述電阻作為邏輯下拉電阻，二極管的負(fù)端還通過(guò)該電阻接“數(shù)字地”。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)電路，其特征在于所述控制源采用TTL電平控制源芯片，所述驅(qū)動(dòng)電路采用達(dá)林頓管芯片。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種增強(qiáng)控制接口電路魯棒性的保護(hù)電路，以增強(qiáng)控制接口電路魯棒性，降低由于產(chǎn)品外部操作原因而導(dǎo)致電路故障的概率。該保護(hù)電路，設(shè)置于控制源與驅(qū)動(dòng)電路之間，包括一個(gè)二極管和一個(gè)電阻；控制源的控制信號(hào)輸出端通過(guò)正向設(shè)置的所述二極管連接至驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸入端；所述電阻作為邏輯下拉電阻，二極管的負(fù)端通過(guò)該電阻接“數(shù)字地”。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，巧妙地利用二極管和電阻的組合，有效防止了連接控制源芯片因瞬態(tài)倒向電流而損壞，并增強(qiáng)了系統(tǒng)的魯棒性，確保TTL電平控制源芯片輸出低電平的控制有效性，成功解決了機(jī)載控制電路領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)難以有效克服的技術(shù)難題。
文檔編號(hào)G05B19/048GK202339492SQ20112048546
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者成書鋒, 李林, 楊菊平, 王萌, 程俊強(qiáng), 董妍, 趙剛 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司第六三一研究所