IO保护电路及输入输出保护系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种IO保护电路及输入输出保护系统，包括：分别具有三个电极的第一开关器件和第二开关器件，其中，第一开关器件的第三电极与第二开关器件的第一电极相连，且第一开关器件的第一电极与第二开关器件的第三电极之间设有反馈电路；第二开关器件的第三电极通过一防倒灌电路连接至电源，第一开关器件的第一开关器件的第三电极通过一系统电阻连接至电源；第一开关器件的第一电极和第二电极之间连接一偏置电阻，输入端通过一限流电阻连接至第一开关器件的第一电极。本实用新型专利技术解决了现有技术中由于电路输出端发生异常而造成电路器件损害且占用较多PCB板面积的问题。成电路器件损害且占用较多PCB板面积的问题。成电路器件损害且占用较多PCB板面积的问题。

【技术实现步骤摘要】
IO保护电路及输入输出保护系统


[0001]本技术涉及保护电路的
，尤其涉及一种IO保护电路及输入输出保护系统。

技术介绍

[0002]在电路设计中经常会涉及到板间或模块间的通讯线路保护问题。其中要解决的一个设计问题是如果接入电路的线缆意外短路到电源线或短路到地线，则如何保护电路不会损坏。为解决该技术问题，通常会设计一个保护电路，用于将外界异常与电路板上的核心器件隔离。但是在异常电压比较高的情况下，通常电路中起到保护作用的器件体积就会比较大，从而由于占用PCB板上的面积比较大而造成PCB板面积的浪费。
[0003]有鉴于此，有必要对现有技术中的电路保护方案予以改进，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于揭示一种IO保护电路及输入输出保护系统，以解决现有技术中由于电路输出端发生异常而造成电路器件损害且占用较多 PCB板面积的问题。
[0005]为实现上述目的之一，本技术提供了一种IO保护电路，包括：
[0006]分别具有三个电极的第一开关器件和第二开关器件，其中，第一开关器件的第三电极与第二开关器件的第一电极相连，且第一开关器件的第一电极与第二开关器件的第三电极之间设有反馈电路；
[0007]第二开关器件的第三电极通过一防倒灌电路连接至电源，第一开关器件的第一开关器件的第三电极通过一系统电阻连接至所述电源；
[0008]第一开关器件的第一电极和第二电极之间连接一偏置电阻，输入端通过一限流电阻连接至第一开关器件的第一电极。
[0009]作为本技术的进一步改进，所述反馈电路由反馈电阻R5或比较器构成。
[0010]作为本技术的进一步改进，所述防倒灌电路由限流电阻R4和防倒灌二极管D1构成，防倒灌二极管的阴极与第二开关器件的第三电极相连。
[0011]作为本技术的进一步改进，所述系统电阻R1＝17.4KΩ，所述偏置电阻R2＝1.62KΩ，所述限流电阻R3＝6.65KΩ，所述限流电阻R4＝280Ω，所述反馈电阻R5＝20KΩ。
[0012]作为本技术的进一步改进，电源电压Vcc＝5V，关断电压U0＝10V。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述第一开关器件和所述第二开关器件均配置为三极管，且第一开关器件和第二开关器件的三个电极分别为基极、发射极、集电极。
[0014]作为本技术的进一步改进，所述第一开关器件和所述第二开关器件均配置为场效应管，且第一开关器件和第二开关器件的三个电极分别为栅极、源极、漏极。
[0015]作为本技术的进一步改进，所述输入端连接用于输出数字信号的控制单元，所述输出端连接外部通信电路。
[0016]作为本技术的进一步改进，所述第二开关器件的第二电极和第三电极之间并
联一浪涌保护电路。
[0017]本技术还提供一种输入输出保护系统，包括：控制单元；以及IO 保护电路。
[0018]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0019]本技术的IO保护电路根据第一开关器件的第一电极和第二电极之间设置的偏置电阻、输入端与第一开关器件的第一电极之间设置的限流电阻、以及第一开关器件和第一电极与第二开关器件的第三电极之间设置的反馈电路，以在输出端发生异常产生高电压时将第二开关器件的功率限制在较小范围内，因此，本技术不仅能够使IO保护电路占用连接至其输入端的电路或设备的PCB面积较小，而且能够避免由于输出端异常高电压造成第二开关器件的功率过大而损坏，甚至对连接至输入端的电路或设备造成损坏的问题发生。由此，本技术解决了现有技术中由于电路输出端发生异常而造成电路器件损害且占用较多PCB板面积的问题。
附图说明
[0020]图1为本技术一个实施例的输入输出保护系统的示意性结构框图；
[0021]图2为本技术一个实施例的IO保护电路的示意性电路图；
[0022]图3为本技术一个实施例的IO保护电路的示意性电路原理图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图所示的各实施方式对本技术进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本技术的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本技术的保护范围之内。
[0024]如图1所示，本实施例提供一种输入输出保护系统，其包括：IO保护电路100；IO保护电路100输入端(即Input端)连接的控制单元200(即PCB 板上的内部电路，如MCU等需要输出数字信息的芯片)；以及，IO保护电路100输出端(即Output端)连接的外部通信电路300，具体可通过PCB 板上的连接器等直接与外部通信电缆连接。其中，外部通信电路300具体包括水泵控制电路板、喷头控制电路板或者电池控制电路板等。
[0025]如图2所示，本实施例的IO保护电路100具体包括：分别具有三个电极的第一开关器件和第二开关器件，其中，第一开关器件的第三电极与第二开关器件的第一电极相连，且第一开关器件的第一电极与第二开关器件的第三电极之间设有反馈电路；第二开关器件的第三电极通过一防倒灌电路连接至电源(电源电压Vcc)，第一开关器件的第三电极通过一系统电阻R1连接至电源；第一开关器件的第一电极和第二电极之间连接一偏置电阻R2，IO 保护电路100的Input端通过一限流电阻R3连接至第一开关器件的第一电极。
[0026]本实施例的IO保护电路根据第一开关器件的第一电极和第二电极之间设置的偏置电阻R2、输入端与第一开关器件的第一电极之间设置的限流电阻R3、以及第一开关器件和第一电极与第二开关器件的第三电极之间设置的反馈电路，以在输出端发生异常产生高电压时将第二开关器件的功率限制在较小范围内，因此，本实施例不仅能够使IO保护电路占用连接至其输入端的电路或设备的PCB面积较小，而且能够避免由于输出端异常高电压造成第二开关器件的功率过大而损坏，甚至对连接至输入端的电路或设备造成损坏的问题发生。由此，本实施例解决了现有技术中由于电路输出端发生异常而造成电路器件损害且
占用较多PCB板面积的问题。
[0027]其中，可根据IO保护电路中设置的偏置电阻R2、限流电阻R3以及反馈电路设置关断电压U
OC
(即设置第二开关器件的第三电极与第二电极之间的电压为U
OC
)，从而通过偏置电阻R2、限流电阻R3以及反馈电路设置的关断电压U
OC
，使得输出端发生异常产生高电压时将第二开关器件的功率限制在较小范围内，以避免由于输出端异常高电压造成第二开关器件的功率过大而损坏，甚至对连接至输入端的电路或设备造成损坏的问题发生。
[0028]需要说明的是，第一开关器件和第二开关器件的第二电极均连接至系统地，第二开关器件的第三电极与第二电极之间的电压即为IO保护电路100 的Output端的输出电压U
O
。其中，第二开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IO保护电路，其特征在于，包括：分别具有三个电极的第一开关器件和第二开关器件，其中，第一开关器件的第三电极与第二开关器件的第一电极相连，且第一开关器件的第一电极与第二开关器件的第三电极之间设有反馈电路；第二开关器件的第三电极通过一防倒灌电路连接至电源，第一开关器件的第一开关器件的第三电极通过一系统电阻连接至所述电源；第一开关器件的第一电极和第二电极之间连接一偏置电阻，输入端通过一限流电阻连接至第一开关器件的第一电极。2.根据权利要求1所述的IO保护电路，其特征在于，所述反馈电路由反馈电阻或比较器构成。3.根据权利要求2所述的IO保护电路，其特征在于，所述防倒灌电路由限流电阻R4和防倒灌二极管D1构成，防倒灌二极管的阴极与第二开关器件的第三电极相连。4.根据权利要求3所述的IO保护电路，其特征在于，所述系统电阻R1＝17.4KΩ，所述偏置电阻R2＝1.62KΩ，所述限流电阻R3＝6.65KΩ，所述限流电阻R4＝280Ω，所述反馈电阻R5＝20KΩ。5.根据权利要求4所述的IO保护电路，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔豫川，庞棋峰，宋红军，
申请(专利权)人：苏州极目机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：