[发明专利]一种SENSE电路

摘要

本发明公开了一种SENSE电路，属于电压测量控制领域，本发明利用阻抗检测的方法，检测SENSE线的连接状态；设置线压降补偿电压控制电路，当输出侧至负载侧的线压降较大时，自动断开检测线与电源输出端的连接，从而可降低线压降的影响，提高负载侧输出电压的准确度；当线压降进一步增大，通过电压测量电路中本地电压的测量值，判断电源是否超出最大补偿能力，进而触发过压保护动作，防止过度线压降引起的电源工作异常和损坏现象；在整个工作状态进行SENSE连续检测，有效提高电源的保护性能；电压测量采用差分滤波放大电路，有效滤除了共模噪声信号，保证良好的电压测量准确度。

主权项

1.一种SENSE电路，其特征在于：包括远端补偿检测与保护电路和电压测量电路；远端补偿检测与保护电路包括信号整形电路、波形转换电路、阻抗检测电路、信号缓冲电路、频率选择/信号放大电路、信号比较电路和线压降补偿电压控制电路；电压测量电路包括本地电压测量电路和远端电压测量电路；信号整形电路，被配置为用于对频率为fo的输入方波信号进行整形；波形转换电路，被配置为用于将整形后的方波信号转换为正弦波信号；阻抗检测电路，被配置为用于滤除fo频率以外的多次谐波，检测SENSE线和输出端的连接状态；信号缓冲电路，被配置为用于通过电压跟随器将衰减后的正弦波信号进行缓冲；频率选择/信号放大电路，被配置为用于对频率为fo的正弦信号进行频率选择和放大；信号比较电路，被配置为用于将参考电压和频率选择/信号放大电路的输出信号进行比较；线压降补偿电压控制电路，被配置为用于对线压降补偿电压进行控制；本地电压测量电路，被配置为用于测量电源输出端即+OUT和‑OUT之间的电压，获得本地电压测量值VLOG；远端电压测量电路，被配置为用于测量SENSE线即+SENSE和‑SENSE之间的电压，获得远端电压测量值VMON；信号整形电路，包括反相器和第一电容；第一电容的一端和反相器的电源端组成公共端连接至+2.5V，第一电容的另一端接地；波形转换电路，包括第一运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二电容和第三电容；第一电阻的一端通过线路连接至反相器的输出端，第一电阻的另一端和第二电阻的一端组成公共端连接至第三电容的一端，第二电阻的另一端和第二电容的一端组成公共端连接至第一运算放大器的同相输入端，第二电容的另一端接地，第三电容的另一端和第三电阻的一端组成公共端连接至第一运算放大器的输出端，第三电阻的另一端和第四电阻的一端组成公共端连接至第一运算放大器的反相输入端，第四电阻的另一端接地；阻抗检测电路，包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电感、第二电感、第一变压器和第二变压器组成；其中，第一电感、第七电阻、第五电容和第二电感、第八电阻、第六电容为RLC选频网络；第一电感的一端、第七电阻、第五电容的一端通过线路依次连接，第五电容的另一端通过线路连接至第一变压器的第四引脚，第二电感的一端、第八电阻、第六电容的一端通过线路依次连接，第六电容的另一端通过线路连接至第二变压器的第二引脚，第一电感的另一端、第二电感的另一端分别通过线路连接至电源的正负输出端，第四电容的一端通过线路连接至第一运算放大器的输出端，第四电容的另一端、第五电阻的一端和第六电阻的一端通过线路连接，第五电阻的另一端和第一变压器的第一引脚通过线路连接，第六电阻的另一端和第二变压器的第三引脚通过线路连接，第一变压器的第二引脚与检测线的+SENSE连接，第二变压器的第四引脚与检测线的‑SENSE连接；信号缓冲电路，包括第二运算放大器、第三运算放大器、第十一电阻、第十二电阻、第七电容和第八电容；第十一电阻的一端通过线路连接至‑12V电压源，第十一电阻的另一端和第七电容的一端组成公共端连接至第二运算放大器的地端，第十二电阻的一端通过线路连接至+12V电压源，第十二电阻的另一端和第八电容的一端组成公共端连接至第二运算放大器的电源端，第二运算放大器的同相输入端与第五电阻的另一端和第一变压器的第一引脚组成的公共端通过线路连接，第二运算放大器的反相输入端与其输出端通过线路连接，第三运算放大器的同相输入端与第六电阻的另一端和第二变压器的第三引脚组成的公共端通过线路连接，第二运算放大器的反相输入端与其输出端通过线路连接，第七电容的另一端和第八电容的另一端接地；频率选择/信号放大电路，包括第四运算放大器、第五运算放大器、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容和第十六电容；其中，第十三电阻、第九电容和第十四电阻、第十电容为低通滤波器；第十三电阻的一端通过线路连接至第二运算放大器的输出端，第十三电阻的另一端和第九电容的一端组成公共端连接至第十一电容的一端，第十一电容的另一端和第十三电容的一端组成公共端连接至第十九电阻的一端，第十三电容的另一端和第十五电阻的一端组成公共端连接至第四运算放大器的同相输入端，第九电容的另一端和第十五电阻的另一端接地，第十九电阻的另一端和第二十一电阻的一端组成公共端连接至第四运算放大器的输出端，第二十一电阻的另一端和第十七电阻的一端组成公共端连接至第四运算放大器的反相输入端，第十七电阻的另一端接地，第二十三电阻的一端通过线路连接至‑5V电压源，第二十三电阻的另一端和第十五电容的一端组成公共端连接至第四运算放大器的地，第十五电容的另一端接地，第二十四电阻的一端和第十六电容的一端组成公共端连接至第四运算放大器的电源端，第二十四电阻的另一端通过线路连接至+5V电压源，第十六电容的另一端接地；第十四电阻的一端通过线路连接至第三运算放大器的输出端，第十四电阻的另一端和第十电容的一端组成公共端连接至第十二电容的一端，第十二电容的另一端和第十四电容的一端组成公共端连接至第二十电阻的一端，第十四电容的另一端和第十六电阻的一端组成公共端连接至第五运算放大器的同相输入端，第十电容的另一端和第十六电阻的另一端接地，第二十电阻的另一端和第二十二电阻的一端组成公共端连接至第五运算放大器的输出端，第二十二电阻的另一端和第十八电阻的一端组成公共端连接至第五运算放大器的反相输入端，第十八电阻的另一端接地；信号比较电路，包括第六运算放大器、第七运算放大器、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第十七电容和第十八电容；第二十五电阻的一端通过线路连接至第四运算放大器的输出端，第二十五电阻的另一端通过线路连接至第六运算放大器的同相输入端，第六运算放大器的反相输入端通过线路连接至+2.5V参考电压源，第三十一电阻的一端通过线路连接至‑5V电压源，第三十一电阻的另一端和第十七电容的一端组成公共端连接至第六运算放大器的地，第十七电容的另一端接地，第三十二电阻的一端通过线路连接至+5V电压源，第三十二电阻的另一端和第十八电容的一端组成公共端连接至第六运算放大器的电源端，第十八电容的另一端接地，第二十九电阻的一端通过线路连接至+3.3V电压源，第二十九电阻的另一端和第二十七电阻的一端组成公共端连接至输出端+OSD，第二十七电阻的另一端通过线路连接至第六运算放大器的输出端；第二十六电阻的一端通过线路连接至第五运算放大器的输出端，第二十六电阻的另一端通过线路连接至第七运算放大器的同相输入端，第七运算放大器的反相输入端通过线路连接至‑2.5V参考电压源，第三十电阻的一端通过线路连接至+3.3V电压源，第三十电阻的另一端和第二十八电阻的一端组成公共端连接至输出端‑OSD，第二十八电阻的另一端通过线路连接至第七运算放大器的输出端；线压降补偿电压控制电路，包括第一N沟道耗尽型MOS场效应管、第二N沟道耗尽型MOS场效应管、第三N沟道耗尽型MOS场效应管、第四N沟道耗尽型MOS场效应管、第九电阻和第十电阻；其中第一N沟道耗尽型MOS场效应管、第二N沟道耗尽型MOS场效应管和第九电阻完成正端即+OUT和+SENSE之间的线压降补偿控制，第三N沟道耗尽型MOS场效应管和第四N沟道耗尽型MOS场效应管完成负端即+OUT和+SENSE之间的线压降补偿控制；信号整形电路将频率为fo的输入方波信号进行整形和缓冲，送入至波形转换电路，波形转换电路将整形后的方波信号转换为正弦波信号，送入至阻抗检测电路，阻抗检测电路滤除fo频率以外的多次谐波，检测SENSE线和输出端的连接状态，信号缓冲电路通过电压跟随器将衰减后的正弦波信号进行缓冲，送入至频率选择/信号放大电路，频率选择/信号放大电路，对频率为fo的正弦信号进行频率选择和放大，送入至信号比较电路，信号比较电路将参考电压和频率选择/信号放大电路的输出信号进行比较，当SENSE线和负载侧没有良好连接时，同相输入端的信号正峰值大于参考电压时，电路输出频率为fo的脉冲信号，反之，当SENSE线和输出端低阻连接时，同相输入端的信号正峰值小于参考电压时，电路输出低电平，因此，通过测量输出信号+OSD和‑OSD的波形，能够准确检测SENSE线和输出端的连接状态；当输出侧至负载侧的线压降，不足以达到N沟道耗尽型MOS场效应管的栅极和源极电压门限电压V_GS(th)时，漏极和源极导通，将检测线和对应输出端通过第九电阻和第十电阻连接，防止因SENSE线和输出端断开引起的输出过电压；当输出侧至负载侧的线压降，超过栅极和源极间门限电压V_GS(th)时，其漏极和源极夹断截止，将检测线和输出端完全断开。