[實用新型]接口線具有隔離和過壓保護電路的開發編程工具

無效

• 申請號: 200820207872.5
• 申請日: 2008-08-14
• 公開（公告）號: CN201315061Y
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發明（設計）人: 彭增金
• 申請（專利權）人: 彭增金
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于微處理器應用領域，具體涉及一種微處理器開發編程工具。

背景技術

微處理器開發編程工具具有微處理器仿真和編程功能，它有接口與目標微處理器系統相連接。由于實際開發應用中目標微處理器可能存在各種錯誤電壓，可能導致微處理器開發編程工具損壞；由于微處理器開發編程工具與目標微處理器系統為不同的電源系統，上電不同步將導致雙方或某一方的電氣接口電路發生閂鎖現象(Latch-up)，甚至導致永久性損壞。因此微處理器開發編程工具的接口的自我保護功能及與目標系統的掉電隔離功能具有現實意義。

發明內容

為克服現有微處理器開發編程工具未得電工作時影響目標系統工作，和錯誤操作將高電壓接入微處理器開發編程工具而導致開發編程工具損壞的不足，本實用新型提出一種接口線具有隔離和過壓保護電路的(此處將標的物修改為實用新型名稱)開發編程工具。特點是其接口電路具有掉電隔離功能和過壓自我保護功能。該開發編程工具未得電時，對目標系統相當于高阻隔離狀態，不影響目標系統運行，不會因上電步同步而導致故障；其接口線能夠承受較高電壓，可防止因意外接入高壓而損壞，且可采用廉價通用器件，成本低廉。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：在微處理器開發編程工具對目標系統的接口線上串聯有一對N溝道增強型MOSFET，該兩個N-MOSFET的漏極接在一起，而源極分別接向開發編程工具的內部電路和目標系統的電路，或兩個N-MOSFET的源極接在一起，而漏極分別接向開發編程工具的內部電路和目標系統的電路，兩個N-MOSFET的門極接在開發編程工具內部的同一個控制電壓。

接口電路有4種結構，以附圖1結構為例說明其原理：

MOSFET?101和MOSFET?102均為N溝道的增強型場效應管，其特性為門極電壓Vg高于源極電壓Vs的值超過開啟電壓Vgs時，漏極D與源極S處于導通狀態；而在源極S與漏極D之間存在體二極管，當源極電壓Vs高于漏極電壓Vd時會導通。

由于圖1中兩個MOSFET的源極接在一起，而漏極分別接兩邊的接口電路，所以不管兩邊的接口電壓哪邊高，由于總有一個體二極管反偏，不會通過體二極管產生流向另一邊的電流。只有當某一邊的接口電壓低于門極電壓Vg超過Vgs時，才會滿足MOSFET的導通條件，而從另一邊吸收電流。

總結起來，附圖1中電路的傳遞特性，是任一邊電壓低于Vg-Vgs時，會因導通而傳遞到另一邊，即接通到另一邊；而電壓高于Vg-Vgs時，相當于于另一邊斷開。

假設兩邊電壓均不低于0V。則當Vg＝0，兩邊電路被斷開；當Vg>Vgs，兩邊電路只有低于Vg-三Vgs的電壓部分被傳遞到另一邊，相當于限幅的過壓保護功能。

由于Vgs受開發編程工具這一邊的電路控制，當開發編程工具未得電工作時，Vg＝0，此時兩邊電路被斷開，即為掉電隔離功能。

而假設開發編程工具接口電路設定的工作電壓為Vcc，則可以給門極施加Vcc+Vgs的電壓。假如目標系統側的電壓高于Vcc，則會被限幅為Vcc，而不會向開發編程工具側接口電路注入電流，導致損壞。

附圖2為兩個N溝道的MOSFET的漏極接在一起，而源極分別接兩邊的接口電路。其功能與附圖1是一致的。即兩邊電路只有低于Vg-Vgs的電壓部分被傳遞到另一邊。

附圖3為兩個P溝道的MOSFET的源極接在一起，而漏極分別接兩邊的接口電路。其功能與附圖1差異在于極性相反，即兩邊電路只有高于Vg+Vgs的電壓部分被傳遞到另一邊。

附圖4為兩個P溝道的MOSFET的漏極接在一起，而源極分別接兩邊的接口電路。其功能與附圖3是一致的，即兩邊電路只有高于Vg+Vgs的電壓部分被傳遞到另一邊。

附圖5表示將附圖1或附圖2的電路與附圖3或附圖4的電路串聯，其電路具有兩個門極控制電壓Vg+和Vg-，分別設定高于參考地的可傳遞電壓和低于參考地的可傳遞電壓。電路特性在掉電隔離時，可允許兩邊接口電壓高于或低于參考地。在限幅的過壓保護功能方面，具有可設定高限幅電壓和低限幅電壓的特點。

假設內部接口電路的電源電壓為Vcct，將N溝道MOSFET門極控制電壓設為Vcct+Vgs，可防止高于Vcct的電壓進入內部接口電路。

由于MOSFET門極的輸入阻抗很高，為保證掉電時MOSFET管的門極電壓為0，可在附圖1~附圖5的MOSFET門極接電阻到地，以避免門極累積電荷，確保掉電隔離效果。

附圖說明