[发明专利]一种高精度信号源输出过压保护电路

说明书

技术领域

本发明是有关于一种输出过压保护电路，特别涉及一种高精度信号源输出过压保护电路。

背景技术

在产品使用过程中，经常会出现人为的操作失误，特别是输出电路误操作对系统造成损害。例如将输出端误接高压（220V交流电等），或者将输出端误接输入端，或者接入的信号源超过系统本身的测量范围等，输出电路的防护能力一般都很弱，无法达到很强的过压保护能力。

常规的保护方法采用在电路输入端或者信号源输出端之间的连接线路上加入过流过压保护器件的方法，如图1所示，该电路包括输入端91、输出端92、内部电路93和过流过压保护器件94，该过流过压保护器件通常为熔断器或功率电阻，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，该过流过压保护器件能够保证电路在输入端或者输出端接入较大电压或电流时消除对内部电路中组件的损害。

由于上述电路中的过流过压保护器件包括内阻，假设电路的输入端和输出端之间的电压范围为0~100mV，所述过流过压保护器件的内阻为1欧姆，如果驱动1mA的负载，则过流过压保护器件将会产生1mV电压降，如果在精度要求较高的电路，比如信号源电路中，电路的输出误差可以达到1%，显然，所述过流过压保护器件的内阻对电路的精度产生很大的影响，由于电路中存在过流过压保护器件，相当于增加了电路的内阻，使得电路负载能力下降，直接导致电路的输出精度降低。对于信号源电路来说，都是小功率信号，精度要求比较高，仅仅通过常规的过流过压保护器件保护能力有限，并且影响信号源的可靠性。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种高精度信号源输出过压保护电路，主要用于高精度信号源设备，以及一些需要高精度信号输出且需要高可靠性的过压保护电路中。利用该高精度信号源输出过压保护电路自动进行过流检测，过流时快速自关断，将电压限定在器件可承受的范围内，从而实现高过压保护能力，同时不影响信号源的输出精度，解决了常规输出过压保护电路保护能力低下，影响信号源精度的技术问题。

基于上述目的，本发明提供一种高精度信号源输出过压保护电路，包括：运算放大器模组、第一电压箝位单元、第一过流过压保护单元以及反馈单元，其中：

所述运算放大器模组的正相输入端，用于接收输入电压；所述运算放大器模组的反相输入端经由所述反馈单元电性连接于所述第一过流过压保护单元的第二端；所述运算放大器模组的输出端电性连接于所述第一过流过压保护单元的第一端；所述反馈单元与所述第一过流过压保护单元的第二端之间的连接线路上的任意一点为输出端，用于输出电压；

所述第一电压箝位单元的连接端口电性连接于所述运算放大器模组的输出端；

所述第一过流过压保护单元进一步包括第一光控场效应管。

优选地，所述第一过流过压保护单元还包括一开关控制单元，用于控制所述第一光控场效应管的开/关，所述开关控制单元包括一正极和一负极；所述第一光控场效应管包括第一端、第二端、第三端和第四端，其中：

所述开关控制单元的正极电性连接于第一光控场效应管的第二端，所述开关控制单元的负极电性连接于第一光控场效应管的第一端，所述第一光控场效应管的第三端经由所述反馈单元电性连接于所述运算放大器模组的反相输入端，所述第一光控场效应管的第四端电性连接于所述运算放大器模组的输出端。

优选地，所述第一电压箝位单元包括正电源、负电源、第一二极管、第二二极管、第一齐纳二极管以及第二齐纳二极管，其中：

所述第一齐纳二极管的N极与所述第一二极管的N极电性连接于A点，所述第一齐纳二极管的P极电性连接于接地端，所述第二齐纳二极管的P极与所述第二二极管的P极电性连接于B点，所述第二齐纳二极管的N极电性连接于接地端；A点是所述第一齐纳二极管的N极与所述第一二极管的N极的连接线路上的任意一点，B点是所述所述第二齐纳二极管的P极与所述第二二极管的P极的连接线路上的任意一点。

所述正电源电性连接于所述第一二极管的N极和所述第一齐纳二极管的N极之间的A点，所述负电源电性连接于所述第二二极管的P极和所述第二齐纳二极管的P极之间的B点；

所述第一二极管的P极与所述第二二极管的N极电性连接，所述第一二极管的P极与所述第二二极管的N极之间的连接线路上的任意一点作为所述第一电压箝位单元的连接端口。

优选地，所述反馈单元为第一保护电阻，所述第一保护电阻电性连接于所述运算放大器模组的反相输入端和所述第一光控场效应管的第三端之间。