[发明专利]一种增强控制接口电路鲁棒性的保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及控制电路设计技术，具体涉及一种增强控制接口电路鲁棒性的保护电路。

背景技术

离散量输出接口电路是嵌入式航空机载计算机内所必需的功能电路，主要作用包括2个方面：1.指示计算机自身所处于的工作状态；2.控制目标设备的工作状态。离散量输出接口的驱动输出通常可以采用光电隔离、电磁继电器、功率管来实现，但由于这类元件体积较大，当所需驱动输出接口过多且电路板空间有限时则不宜采用。集成度较高的达林顿管可以满足空间、数量、驱动能力等多方面设计因素的使用需求(如SG2823，芯片结构见图1)。达林顿管集成芯片SG2823封装8路驱动接口，控制输入电平兼容TTL电平，输出驱动电流支持到600mA。

直接由TTL电平控制源和达林顿管组成的离散量驱动电路如图2所示，该电路就功能而言没有问题，但使用中必须严格执行共地连接操作，即电路“数字地”连接所在箱体的壳体，达林顿管的“地”连接输出驱动端对应的28V电源地，28V电源地必须与机箱壳体接地端子通过搭铁地线实现共地连接。如果未按上述要求连接则会导致TTL电平控制源的输出端口性能异常或损坏。注意芯片2823手册所提供的内部电路(见图1、图2)：在‘地’端与TTL控制输入端之间有一个二极管，很明显当芯片2823的“28V地”电平高于TTL电平控制源所输出的电平是就会有电流流向TTL电平控制源的输出端，从而造成TTL电平控制源的输出端口失效。共地连接则确保了28V地与数字地之间处于等电势状态，两″地″分隔则无法保证电势一致会增加电路损坏的概率。产品在机装配环境复杂，在拆装过程中难免由于疏忽未接搭铁地线或搭铁地线连接不当或机上共地连接其他线路出现异常影响到正常共地，都可能造成离散量输出接口故障。当产品批量交付装机使用后此类故障出现频率极高，增加了产品的维护成本。因此必须对此电路做进一步的优化以有效降低离散量输出接口故障的概率。

发明内容

本发明提供一种增强控制接口电路鲁棒性的保护电路，以增强控制接口电路鲁棒性，降低由于产品外部操作原因而导致电路故障的概率。

本发明的技术方案如下：

一种增强控制接口电路鲁棒性的保护电路，设置于控制源与驱动电路之间，其特殊之处在于：包括一个二极管和一个电阻；控制源的控制信号输出端通过正向设置的所述二极管连接至驱动电路的控制信号输入端；所述电阻作为逻辑下拉电阻，二极管的负端还通过该电阻接“数字地”。

本发明的保护电路尤其适用于控制源采用TTL电平控制源芯片，所述驱动电路采用达林顿管芯片的电路结构。

本发明具有以下优点：

本发明结构简单，巧妙地利用二极管和电阻的组合，有效防止了连接控制源芯片因瞬态倒向电流而损坏，并增强了系统的鲁棒性，确保TTL电平控制源芯片输出低电平的控制有效性，极大程度上降低了因为搭铁地线的连接不当造成TTL电平控制源端口发生故障的概率，成功解决了机载控制电路领域长期以来难以有效克服的技术难题。

附图说明

图1为达林顿管SG2823芯片内部结构示意图；

图2为传统方案的离散量输出接口电路原理图；

图3为本发明保护电路的核心原理图；

图4为增加本发明保护电路后的离散量输出接口电路系统结构图。

具体实施方式

针对TTL电平控制源芯片和达林顿管芯片，本发明设计的一种增强控制接口电路鲁棒性的保护电路，设置于TTL电平控制源芯片与达林顿管芯片之间，该保护电路主要包括一个二极管和一个电阻；TTL电平控制源芯片的控制信号输出端通过正向设置的所述二极管连接至达林顿管芯片的控制信号输入端；所述电阻作为逻辑下拉电阻，二极管的负端通过该电阻接“数字地”。

TTL电平控制源芯片设置于机箱内，其电路“数字地”连接所在箱体的壳体，达林顿管的“地”连接输出驱动端对应的28V电源地，28V电源地与机箱壳体接地端子通过搭铁地线实现共地连接。

如图3、图4所示，电路利用二极管的单向导电特性可阻止电流由B点流入A点，有效防止连接A端的芯片因瞬态倒向电流而损坏。电阻R1具有两种作用，作用1：将来自B点的瞬态倒向电流引入数字地并以热能形式消耗；作用2：作为逻辑下拉电阻，当A点输入逻辑‘零’(低电平)状态时可以确保B点所连接控制的输入端口也处于标准的逻辑‘零’电位，即防止B点处于逻辑“三态”状态(即悬空状态)，实现对B点的确定性控制。该电路结构简单具有工程可实现性。