专利名称：电阻输出电路的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及过流过压保护技术，更具体地说涉及一种消除过流过压保护器件内阻影响的电阻输出电路。
背景技术：
在电阻输出电路设计中，通常采用直接在电路中串联一个过流过压保护器的方法来保护电路内部组件在过流过压的情况下不被损坏，如图1所示，该电路包括输入端、输出端、内部电路和过流过压保护器件，该过流过压保护器件串联在所述输入端和输出端之间的连接线路上。由于过流过压保护器件本身具有一定的内阻，并且其阻值会随着电路电流和环境温度的变化而发生变化，从而影响了整个电阻输出电路的精度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够消除过流过压保护器件内阻影响的电阻输出电路电路。
本发明提供一种电阻输出电路，包括输入端和输出端，还包括第一过流过压保护器的A端连接所述输出端，B端通过第一保护电阻与第一运算放大器的输出端相连；在所述第一运算放大器的反相输入端与所述输出端之间的连线上串联有第二保护电阻；所述第一保护电阻与所述第一过流过压保护器之间的连线连接第一电压箝位单元的连接端口；所述第一运算放大器的正相输入端连接增益放大器的一端；所述增益放大器的另一端连接第四保护电阻的一端，所述第四保护电阻的另一端连接第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的正相输入端接地，反相输入端连接第二过流过压保护器的B端，所述第二过流过压保护器的A端与所述输入端相连，所述输入端连接第三保护电阻的一端，所述第三保护电阻的另一端连接所述第四保护电阻与所述增益放大器之间的连线，在该连线上连接有第二电压箝位单元的连接端口。
优选的，进一步包括第三电压嵌位单元，所述第三电压嵌位单元的连接端口连接所述第二保护电阻与所述第一运算放大器的反相输入端之间的线路。
优选的，所述第一电压箝位单元由正电源、负电源、第一二极管及第二二极管组成，其中，所述第一二极管的N极连接所述正电源，其P极与所述第二二极管的N极相连，其连接点作为所述第一电压箝位单元的连接端口，所述第二二极管的P极连接所述负电源。
优选的，所述第二电压箝位单元由正电源、负电源、第一二极管及第二二极管组成，其中，所述第一二极管的N极连接所述正电源，其P极与所述第二二极管的N极相连，其连接点作为所述第二电压箝位单元的连接端口，所述第二二极管的P极连接所述负电源。
优选的，所述第三电压箝位单元由正电源、负电源、第一二极管及第二二极管组成，其中，所述第一二极管的N极连接所述正电源，其P极与所述第二二极管的N极相连，其连接点作为所述第三电压箝位单元的连接端口，所述第二二极管的P极连接所述负电源。
优选的，所述过流导通单元由第三二极管和第四二极管组成，所述第三二极管的N极与所述第四二极管的P极共地，所述第三二极管的P极与所述第四二极管的N极连接所述过流过压保护器与所述运算放大器反相输入端之间的连接线路。
优选的，所述增益放大器为可编程增益放大器。
优选的，所述第一过流过压保护器为熔断器或功率电阻。
优选的，所述第二过流过压保护器为熔断器或功率电阻。
通过上述技术方案可知，本发明利用电压箝位单元对电压的钳制作用，以及利用了运算放大器虚短、虚断的原理，使得在正常工作时消除过流过压保护器内阻影响，提高输出电阻的精度。
图1为现有技术的结构示意图；图2为本发明电阻输出电路的实施例一的结构示意图；图3为本发明电阻输出电路的实施例二的结构示意图；图4为本发明电阻输出电路的实施例三的结构示意图。
具体实施例方式
在电路设计中经常会使用到过流过压保护器以保护电路内部组件在过压过流的情况下不被损坏，一般情况下都是直接在电路中串联一个过流过压保护器，但是无论哪种过流过压保护器件本身都存在着一定的内在电阻，并且其阻值会随着电路电流和环境温度的变化而发生变化，影响电路的输出精度，这成了高精度电阻输出电路设计的一个关键制约因素。
本发明的基本思想就是利用电压箝位单元对电压的钳制作用，以及利用了运算放大器虚短、虚断的原理消除过流过压保护器的内阻影响。
请参考图2，为本发明电阻输出电路的实施例一的结构示意图；一种电阻输出电路，包括输入端和输出端，还包括第一保护电路100、第二保护电路200及增益放大器300，所述第一保护电路包括第一过流过压保护器101、第一运算放大器102、第一保护电阻103、第二保护电阻104和第一电压箝位单元105；所述第一过流过压保护器101的A端连接所述输出端，其B端通过所述第一保护电阻103与所述第一运算放大器102的输出端相连，在所述第一运算放大器102的反相输入端与所述输出端之间的连线上串联有第二保护电阻104，所述第一电压箝位单元105的连接端口连接所述第一保护电阻103与所述第一过流过压保护器101之间的连线，所述第一运算放大器102的正相输入端连接增益放大器300的一端；所述第二过流过压保护电路200包括第二过流过压保护器201、第二运算放大器202、过流导通单元203、第三保护电阻204、第四保护电阻205和第二电压箝位单元206；所述增益放大器300的另一端连接所述第四保护电阻205的一端，所述第四保护电阻205的另一端连接所述第二运算放大器202的输出端，所述第二运算放大器202的正相输入端接地，其反相输入端连接第二过流过压保护器201的B端，所述第二过流过压保护器201的A端与所述输入端相连，所述输入端连接第三保护电阻204的一端，所述第三保护电阻204的另一端连接第四保护电阻205与所述增益放大器300之间的连线，所述第二电压箝位单元206的连接端口连接所述第四保护电阻205与所述增益放大器300之间的连线。
本电路的工作原理为在正常工作的时候，根据运算放大器的虚断原理，所述第一运算放大器102的反相输入端电压与所述第一过流过压保护器101的A端的电压相同；根据运算放大器的虚短原理，第一运算放大器102的正相输入端和反相输入端的电压相等，所以所述第一过流过压保护器101的A端的电压与所述第一运算放大器102的正相输入端电压相同，从而消除了所述第一过流过压保护器101上的电阻影响。
根据运算放大器的虚短原理，所述第二运算放大器202的反相输入端跟同相输入端具有相同的电压，由于所述第二运算放大器202的正相输入端的电压为0V，所以所述第二运算放大器202的反相输入端的电压也为0V。第二过流过压保护器201的B端的电压为0V；根据运算放大器的虚断原理，所述第二运算放大器202的反相输入端没有电流流过，所以所述第二过流过压保护器201上没有电流流过，由于没有电流流过，所述第二过流过压保护器201的A端的电压也为0V。从而达到了该保护电路正常工作的时候抵消所述第二过流过压保护器201的内在电阻的影响。
假设外部驱动电流为I，从输入端进入本电路，该电流I在电路额定电流以内，该电流通过第二保护电路200中第二电压箝位单元206的连接端口处产生一个V1＝I*R1的压降，所述R1为第三保护电阻204的电阻值，通过增益放大器300后，在所述第一运算放大器102的正相输入端处产生一个电压V2＝X*I*R1的电压降，其中X为所述增益放大器的放大倍数，该增益放大器可以为可编程增益放大器(PGA)，电路输出端电压与所述第一运算放大器102的正相输入端电压相同，所以电阻输出电路的输出端的输出电阻为R＝V2/I＝PGA*R1，也就是说电阻输出电路的输出电阻取决于增益放大器300的放大倍数和第三保护电组204的阻值。
本电路还可以包括第三电压箝位单元106，如图3所示，为本发明电阻输出电路的实施例二的结构示意图；所述第三电压箝位单元106的连接端口连接所述第一运算放大器102的反相输入端与所述第二保护电阻104之间的连接线路。
当电路出现故障，输入端流入过大的电流时，因为所述第三保护电阻204具有很高的电阻值，所以流过第三保护电阻204的电流较小；此时绝大部分电流流过所述第二过流过压保护器201与过流导通单元203，这些电流很快导致所述第二过流过压保护器201断路，从而切断电路回路，从而保证了电路中的元器件的安全。
由于所述第三保护电阻204的存在，会有一定的残留电流存在，所述电阻输出电路接入的电压仍然会作用于所述第二运算放大器202的输出端，这时由于第二电压箝位单元206在该电路中具有的电压箝位功能，使其能够在这种情况下钳制住所述第三保护电阻204与所述第四保护电阻205连接点的电压，又由于第四保护电阻205的存在，把故障电流限制在所述第二运算放大器202可以承受的电流范围之内，保护所述第二运算放大器202不被损坏。
当电路出现故障，输出端出现超出电源电压范围的电压时，所述第一过流过压保护器101将很快会被熔断，熔断后，只有第二保护电阻104串联在整个回路中，由于所述第二保护电阻104的阻值很大(10kΩ)，且由于第三电压箝位单元106的电压箝位作用，从而达到过流过压保护的功能。
下面通过具体例子对本发明进行进一步的详细描述。
所述第一电压箝位单元105或第二电压箝位单元206或第三电压箝位单元106可以由正电源、负电源、第一二极管及第二二极管组成，请参考图4，为本发明电阻输出电路的实施例三的结构示意图；如图所示，二极管1053的N极连接所述正电源1051，其P极与所述二极管1054的N极相连，所述二极管1054的P极连接所述负电源1052，同样的，二极管2063的N极连接所述正电源2061，其P极与所述二极管2064的N极相连，二极管2064的P极连接所述负电源2064，同样，二极管1063的N极连接所述正电源1061，其P极与所述二极管1064的N极相连，所述二极管1064的P极连接所述负电源1062。
所述过流导通单元203由二极管2031和二极管2032组成，所述二极管2031的P极与所述二极管2032的N极共地，所述二极管2031的N极与所述二极管2032的P极连接在所述第二过流过压保护器201与所述第二运算放大器202反相输入端之间的连接线路。
假设图4中，第一过流过压保护器101和第二过流过压保护器201都为保险丝，其额定电流均为50mA，所述第一保护电阻103为200Ω，所述第二保护电阻104为10kΩ，二极管1053、二极管1054、二极管1063、二极管1064为100V/1A、正电源1051和正电源1051为+5V、负电源1061和负电源1062为-5V；第三保护电阻204为1kΩ/10W、所述第四保护电阻205为200Ω/1W、二极管2031、二极管2032、二极管2063、二极管2064均为100V/1A、正电源VCC2061为+5V、电源VSS2062为-5V。
从结构上可以看出，第一保护电路100是一个电压缓冲输出电路，在电路正常工作的时候，根据运算放大器的虚断、虚短原理，所述第一运算放大器102正相输出端电压与所述第一过流过压保护器101的A端的电压相同，从而消除了所述第一过流过压保护器101的内阻影响。
所述第二运算放大器202工作于放大状态，所述第二过流过压保护器201的A端的电压被箝位在0V。
假设外部驱动电流为2mA时，该电流通过第二保护电路200中第二电压箝位单元206的连接端口处产生一个V1＝I*R1的压降，所述R1为第三保护电阻204的电阻值，R1＝1kΩ，通过增益放大器300将其放大，此处，所述增益放大器300可以为可编程增益放大器PGA，其放大倍数X，X＝2，3，4，5；在所述第一运算放大器102的正相输入端处产生一个电压V2＝X*I*R1的电压降，所以最终电阻输出电路的输出端的输出电阻为R＝V2/I＝X*1kΩ，也就是说电阻输出电路的输出电阻就取决于增益放大器300的放大倍数。达到消除过流过压保护器的内阻影响，提高输出电阻的精度的目的。
本发明实施例利用电压箝位单元对电压的钳制作用，以及利用了运算放大器虚短、虚断的原理，使得电阻输出电路在正常工作时，消除过流过压保护器内阻影响，提高电路输出电阻的精度。
假设由于误操作，输出端出现20V的故障电压，假设所述第一过流过压保护器101没有熔断，由于故障电压(20V)已经超出了电源电压范围，所以将会引起二极管1053起作用，二极管1053的P极的电压将被箝位到+5.7V左右，此时，所述第一过流过压保护器101上将会存在20V-5.7V＝14.3V左右的电压，由于所述第一过流过压保护器101的电阻一般只有几Ω，所以所述第一过流过压保护器101将很快会被熔断，熔断后，只有第二保护电阻104串联在整个回路中，由于所述第二保护电阻104的阻值很大(10kΩ)，且由于二极管1063的箝位作用，所述第二保护电阻104上流过的电流大约为1.4mA，从而达到过流过压保护的功能。
假设由于某种原因，输入端流进20mA的故障电流，假设过流过压保护器201没有损坏，那么所有的电流将流过第三保护电阻204，在所述第三保护电阻204上将产生20V的电压降，由于二极管2063、二极管2064的箝位作用，所述第三保护电阻204连接二极管2063、二极管2064那一端的电压将被限制在+5.7V左右，那么所述第三保护电阻204接所述第二过流过压保护器201那一端的电压将是20+5.7＝25.7V，该电压直接作用在所述过流过压保护器201与二极管2031、二极管2032上，由于二极管2031、二极管2032的电压降一般为0.7V，所以大约有25V的电压将作用于所述过流过压保护器201上，所述第二过流过压保护器201将很快将电路回路切断。切断后整个回路里面只剩下第三保护电阻204串联在整个回路中，由于所述第三保护电阻204的阻值有1kΩ，整个电路的残留电流很小，从而达到过流保护的功能。所述第四保护电阻205能够限制所述第二运算放大器202的输出电流在其能够承受的范围之内。
所述第一过流过压保护器101或第二过流过压保护器201可以为熔断器或功率电阻，其一般只具有几欧姆，当电路流过较大电流时，其很快会被熔断，从而切断电路回路，达到保护电路的目的。
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。
权利要求
1.一种电阻输出电路，包括输入端和输出端，其特征在于，还包括第一过流过压保护器的A端连接所述输出端，B端通过第一保护电阻与第一运算放大器的输出端相连；在所述第一运算放大器的反相输入端与所述输出端之间的连线上串联有第二保护电阻；所述第一保护电阻与所述第一过流过压保护器之间的连线连接第一电压箝位单元的连接端口；所述第一运算放大器的正相输入端连接增益放大器的一端；所述增益放大器的另一端连接第四保护电阻的一端，所述第四保护电阻的另一端连接第二运算放大器的输出端；所述第二运算放大器的正相输入端接地，反相输入端连接第二过流过压保护器的B端，所述第二过流过压保护器的A端与所述输入端相连，所述输入端连接第三保护电阻的一端，所述第三保护电阻的另一端连接所述第四保护电阻与所述增益放大器之间的连线，在该连线上连接有第二电压箝位单元的连接端口。
2.如权利要求1所述的电阻输出电路，其特征在于，进一步包括第三电压嵌位单元，所述第三电压嵌位单元的连接端口连接所述第二保护电阻与所述第一运算放大器的反相输入端之间的线路。
3.如权利要求1所述的电阻输出电路，其特征在于，所述第一电压箝位单元由正电源、负电源、第一二极管及第二二极管组成，其中，所述第一二极管的N极连接所述正电源，其P极与所述第二二极管的N极相连，其连接点作为所述第一电压箝位单元的连接端口，所述第二二极管的P极连接所述负电源。
4.如权利要求1所述的电阻输出电路，其特征在于，所述第二电压箝位单元由正电源、负电源、第一二极管及第二二极管组成，其中，所述第一二极管的N极连接所述正电源，其P极与所述第二二极管的N极相连，其连接点作为所述第二电压箝位单元的连接端口，所述第二二极管的P极连接所述负电源。
5.如权利要求2所述的电阻输出电路，其特征在于，所述第三电压箝位单元由正电源、负电源、第一二极管及第二二极管组成，其中，所述第一二极管的N极连接所述正电源，其P极与所述第二二极管的N极相连，其连接点作为所述第三电压箝位单元的连接端口，所述第二二极管的P极连接所述负电源。
6.如权利要求1所述的电阻输出电路，其特征在于，所述过流导通单元由第三二极管和第四二极管组成，所述第三二极管的N极与所述第四二极管的P极共地，所述第三二极管的P极与所述第四二极管的N极连接所述过流过压保护器与所述运算放大器反相输入端之间的连接线路。
7.如权利要求1-6中任意一项所述的电阻输出电路，其特征在于，所述增益放大器为可编程增益放大器。
8.如权利要求7所述的电阻输出电路，其特征在于，所述第一过流过压保护器为熔断器或功率电阻。
9.如权利要求7所述的电阻输出电路，其特征在于，所述第二过流过压保护器为熔断器或功率电阻。
全文摘要
本发明公开一种电阻输出电路，包括第一过流过压保护器A端连接输出端，B端通过第一保护电阻与第一运算放大器的输出端相连；第一运算放大器的反相输入端与输出端之间的连线上串联有第二保护电阻；第一保护电阻与第一过流过压保护器之间的连线连接第一电压箝位单元的连接端口；增益放大器一端与第一运算放大器的正相输入端连接，另一端通过第四保护电阻与第二运算放大器连接，该运算放大器的正相输入端接地，反相输入端通过第二过流过压保护器与输入端连接，第三保护电阻的一端与输入端连接，其另一端连接第四保护电阻与增益放大器之间的连线，第二电压箝位单元的连接端口与该连线连接。本发明能够消除过流过压保护器件的内阻的影响。
文档编号H02H3/08GK101026300SQ20071009007
公开日2007年8月29日 申请日期2007年3月26日 优先权日2007年3月26日
发明者李堂忠, 丁云, 单明星 申请人:中控科技集团有限公司, 浙江大学