專利名稱：一種增強控制接口電路魯棒性的保護電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制電路設(shè)計技術(shù)，具體涉及一種增強控制接口電路魯棒性的保護電路。
背景技術(shù)：
離散量輸出接口電路是嵌入式航空機載計算機內(nèi)所必需的功能電路，主要作用包括2個方面1.指示計算機自身所處于的工作狀態(tài)；2.控制目標設(shè)備的工作狀態(tài)。離散量輸出接口的驅(qū)動輸出通?？梢圆捎霉怆姼綦x、電磁繼電器、功率管來實現(xiàn)，但由于這類元件體積較大，當(dāng)所需驅(qū)動輸出接口過多且電路板空間有限時則不宜采用。集成度較高的達林頓管可以滿足空間、數(shù)量、驅(qū)動能力等多方面設(shè)計因素的使用需求(如SG^23，芯片結(jié)構(gòu)見圖1)。達林頓管集成芯片SG^23封裝8路驅(qū)動接口，控制輸入電平兼容TTL電平，輸出驅(qū)動電流支持到600mA。
直接由TTL電平控制源和達林頓管組成的離散量驅(qū)動電路如圖2所示，該電路就功能而言沒有問題，但使用中必須嚴格執(zhí)行共地連接操作，即電路“數(shù)字地”連接所在箱體的殼體，達林頓管的“地”連接輸出驅(qū)動端對應(yīng)的28V電源地，28V電源地必須與機箱殼體接地端子通過搭鐵地線實現(xiàn)共地連接。如果未按上述要求連接則會導(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手冊所提供的內(nèi)部電路(見圖1、圖幻在‘地’端與TTL控制輸入端之間有一個二極管，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狀態(tài)，兩"地"分隔則無法保證電勢一致會增加電路損壞的概率。產(chǎn)品在機裝配環(huán)境復(fù)雜，在拆裝過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)品批量交付裝機使用后此類故障出現(xiàn)頻率極高，增加了產(chǎn)品的維護成本。因此必須對此電路做進一步的優(yōu)化以有效降低離散量輸出接口故障的概率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種增強控制接口電路魯棒性的保護電路，以增強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。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種增強控制接口電路魯棒性的保護電路，設(shè)置于控制源與驅(qū)動電路之間，其特殊之處在于包括一個二極管和一個電阻；控制源的控制信號輸出端通過正向設(shè)置的所述二極管連接至驅(qū)動電路的控制信號輸入端；所述電阻作為邏輯下拉電阻，二極管的負端還通過該電阻接“數(shù)字地”。
本發(fā)明的保護電路尤其適用于控制源采用TTL電平控制源芯片，所述驅(qū)動電路采用達林頓管芯片的電路結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，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為搭鐵地線的連接不當(dāng)造成TTL電平控制源端口發(fā)生故障的概率，成功解決了機載控制電路領(lǐng)域長期以來難以有效克服的技術(shù)難題。


圖1為達林頓管SG^23芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2為傳統(tǒng)方案的離散量輸出接口電路原理圖3為本發(fā)明保護電路的核心原理圖4為增加本發(fā)明保護電路后的離散量輸出接口電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
針對TTL電平控制源芯片和達林頓管芯片，本發(fā)明設(shè)計的一種增強控制接口電路魯棒性的保護電路，設(shè)置于TTL電平控制源芯片與達林頓管芯片之間，該保護電路主要包括一個二極管和一個電阻；TTL電平控制源芯片的控制信號輸出端通過正向設(shè)置的所述二極管連接至達林頓管芯片的控制信號輸入端；所述電阻作為邏輯下拉電阻，二極管的負端通過該電阻接“數(shù)字地”。
TTL電平控制源芯片設(shè)置于機箱內(nèi)，其電路“數(shù)字地”連接所在箱體的殼體，達林頓管的“地”連接輸出驅(qū)動端對應(yīng)的28V電源地，28V電源地與機箱殼體接地端子通過搭鐵地線實現(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流入A點，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 將來自B點的瞬態(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點輸入邏輯‘零’(低電平)狀態(tài)時可以確保B點所連接控制的輸入端口也處于標準的邏輯‘零’電位，即防止B點處于邏輯“三態(tài)”狀態(tài)(即懸空狀態(tài))，實現(xiàn)對B點的確定性控制。該電路結(jié)構(gòu)簡單具有工程可實現(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))。該電路已具備很強的魯棒性，可極大程度降低因為搭鐵地線的連接不當(dāng)造成TTL電平控制源端口發(fā)生故障的概率。
本發(fā)明的保護電路不局限于應(yīng)用在機載離散量輸出接口電路設(shè)計中，其他需要進行反向抑制避免“三態(tài)”并增強魯棒性的電路設(shè)計中均可以應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種增強控制接口電路魯棒性的保護電路，設(shè)置于控制源與驅(qū)動電路之間，其特征在于包括一個二極管和一個電阻；控制源的控制信號輸出端通過正向設(shè)置的所述二極管連接至驅(qū)動電路的控制信號輸入端；所述電阻作為邏輯下拉電阻，二極管的負端還通過該電阻接“數(shù)字地”。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護電路，其特征在于所述控制源采用TTL電平控制源芯片，所述驅(qū)動電路采用達林頓管芯片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種增強控制接口電路魯棒性的保護電路，以增強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。該保護電路，設(shè)置于控制源與驅(qū)動電路之間，包括一個二極管和一個電阻；控制源的控制信號輸出端通過正向設(shè)置的所述二極管連接至驅(qū)動電路的控制信號輸入端；所述電阻作為邏輯下拉電阻，二極管的負端通過該電阻接“數(shù)字地”。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，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，成功解決了機載控制電路領(lǐng)域長期以來難以有效克服的技術(shù)難題。
文檔編號G05B19/048GK102520654SQ20111038785
公開日2012年6月27日 申請日期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, 董妍, 趙剛 申請人:中國航空工業(yè)集團公司第六三一研究所