[发明专利]一种空间环境下CMOS器件单粒子闩锁效应防护装置

摘要

一种空间环境下CMOS器件单粒子闩锁效应防护装置，属于过流保护领域，解决了现有商业级过流保护芯片在空间环境下可靠性低的问题。所述防护装置：供电电源与CMOS器件构成电气回路。电流采集模块将所述电气回路中的电流信号转换为电压信号。电压比较模块判断转换的电压信号与基准电压信号的大小，当前者小于或等于后者时，开关控制模块通过开关模块使电气回路保持连通，否则，开关控制模块通过开关模块断开所述电气回路。开关定时开启模块用于在电气回路断开后的T时间通过控制开关控制模块和开关模块，使电气回路连通。所述防护装置所采用的电子元器件均为模拟元器件。本发明所述装置适用于空间环境下CMOS器件单粒子闩锁效应的防护。

主权项

1.一种空间环境下CMOS器件单粒子闩锁效应防护装置，供电电源与CMOS器件构成电气回路；所述防护装置包括电流采集模块、电压比较模块、开关控制模块、开关定时开启模块和开关模块；电流采集模块用于将所述电气回路中的电流信号转换为电压信号，并将该电压信号发送至电压比较模块；电压比较模块用于判断其接收到的电压信号与预设的基准电压信号的大小，当前者小于或等于后者时，向开关控制模块发送第一控制信号，否则，向开关控制模块发送第二控制信号；开关控制模块用于根据第一控制信号向开关模块发送第三控制信号，根据第二控制信号向开关模块发送第四控制信号，同时向开关定时开启模块发送第五控制信号；开关模块用于根据第三控制信号控制所述电气回路导通，用于根据第四控制信号控制所述电气回路断开；开关定时开启模块用于根据第五控制信号，在T时间后向开关控制模块发送第六控制信号；开关控制模块还用于根据第六控制信号向开关模块发送第三控制信号；所述防护装置所采用的电子元器件均为模拟元器件；电流采集模块包括第一电阻(R1)和仪表放大器(U1)；第一电阻(R1)的第一端和第二端分别与仪表放大器(U1)的同相输入端和反相输入端相连；仪表放大器(U1)的放大倍数可调；第一电阻(R1)的第一端与仪表放大器(U1)的同相输入端的公共端为电流采集模块的电流信号输入端，电流采集模块的电流信号输入端与供电电源的电流信号输出端相连；第一电阻(R1)的第二端与仪表放大器(U1)的反相输入端的公共端为电流采集模块的电流信号输出端，电流采集模块的电流信号输出端与开关模块的电流信号输入端相连，开关模块的电流信号输出端与CMOS器件的电流信号输入端相连；仪表放大器(U1)的输出端为电流采集模块的电压信号输出端；电压比较模块包括第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)和第一电压比较器(U2)；第二电阻(R2)的第一端与第一基准电压源的输出端相连，第二电阻(R2)的第二端同时与第三电阻(R3)的第一端和第一电压比较器(U2)的同相输入端相连，第三电阻(R3)的第二端与电源地相连，第四电阻(R4)的第一端和第二端分别与第一电压比较器(U2)的正电源端和输出端相连；第一电压比较器(U2)的反相输入端为电压比较模块的电压信号输入端，电压比较模块的电压信号输入端与电流采集模块的电压信号输出端相连；第四电阻(R4)的第二端与第一电压比较器(U2)的输出端的公共端同时为电压比较模块的第一控制信号输出端和第二控制信号输出端，其特征在于，开关控制模块包括第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、NPN型三极管(Q1)和第一P沟道MOS管(Q2)；第五电阻(R5)的第一端与NPN型三极管(Q1)的集电极相连，第五电阻(R5)的第二端与第一P沟道MOS管(Q2)的栅极相连，NPN型三极管(Q1)的发射极与电源地相连，NPN型三极管(Q1)的基极与第六电阻(R6)的第一端相连，第六电阻(R6)的第二端同时与第一P沟道MOS管(Q2)的漏极和第七电阻(R7)的第一端相连，第七电阻(R7)的第二端与电源地相连，第一P沟道MOS管(Q2)的源极与外接电压源相连；第五电阻(R5)与NPN型三极管(Q1)的公共端同时为开关控制模块的第一控制信号输入端、第二控制信号输入端和第五控制信号输出端；第六电阻(R6)、第七电阻(R7)与第一P沟道MOS管(Q2)的公共端同时为开关控制模块的第三控制信号输出端和第四控制信号输出端；第五电阻(R5)与第一P沟道MOS管(Q2)的公共端为开关控制模块的第六控制信号输入端。