[發明專利]一種SENSE電路

有效

• 申請號: 201811491487.2
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN109738736B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 李斌;朱文星;彭海軍;顏魏偉;郭宇飛;李雷;張根苗;王俊
• 申請（專利權）人: 中電科儀器儀表（安徽）有限公司
• 主分類號: G01R31/50
• 分類號: G01R31/50;G01R19/25;G01R1/36
• 代理公司: 青島智地領創專利代理有限公司 37252
• 代理人: 種艷麗

1.一種SENSE電路，其特征在于：包括遠端補償檢測與保護電路和電壓測量電路；遠端補償檢測與保護電路包括信號整形電路、波形轉換電路、阻抗檢測電路、信號緩沖電路、頻率選擇/信號放大電路、信號比較電路和線壓降補償電壓控制電路；電壓測量電路包括本地電壓測量電路和遠端電壓測量電路；

信號整形電路，被配置為用于對頻率為fo的輸入方波信號進行整形；

波形轉換電路，被配置為用于將整形后的方波信號轉換為正弦波信號；

阻抗檢測電路，被配置為用于濾除fo頻率以外的多次諧波，檢測SENSE線和輸出端的連接狀態；

信號緩沖電路，被配置為用于通過電壓跟隨器將衰減后的正弦波信號進行緩沖；

頻率選擇/信號放大電路，被配置為用于對頻率為fo的正弦信號進行頻率選擇和放大；

信號比較電路，被配置為用于將參考電壓和頻率選擇/信號放大電路的輸出信號進行比較；

線壓降補償電壓控制電路，被配置為用于對線壓降補償電壓進行控制；

本地電壓測量電路，被配置為用于測量電源輸出端即+OUT和-OUT之間的電壓，獲得本地電壓測量值VLOG；

遠端電壓測量電路，被配置為用于測量SENSE線即+SENSE和-SENSE之間的電壓，獲得遠端電壓測量值VMON；

信號整形電路，包括反相器和第一電容；第一電容的一端和反相器的電源端組成公共端連接至+2.5V，第一電容的另一端接地；

波形轉換電路，包括第一運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第二電容和第三電容；第一電阻的一端通過線路連接至反相器的輸出端，第一電阻的另一端和第二電阻的一端組成公共端連接至第三電容的一端，第二電阻的另一端和第二電容的一端組成公共端連接至第一運算放大器的同相輸入端，第二電容的另一端接地，第三電容的另一端和第三電阻的一端組成公共端連接至第一運算放大器的輸出端，第三電阻的另一端和第四電阻的一端組成公共端連接至第一運算放大器的反相輸入端，第四電阻的另一端接地；

阻抗檢測電路，包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第四電容、第四電容、第五電容、第六電容、第一電感、第二電感、第一變壓器和第二變壓器組成；其中，第一電感、第七電阻、第五電容和第二電感、第八電阻、第六電容為RLC選頻網絡；第一電感的一端、第七電阻、第五電容的一端通過線路依次連接，第五電容的另一端通過線路連接至第一變壓器的第四引腳，第二電感的一端、第八電阻、第六電容的一端通過線路依次連接，第六電容的另一端通過線路連接至第二變壓器的第二引腳，第一電感的另一端、第二電感的另一端分別通過線路連接至電源的正負輸出端，第四電容的一端通過線路連接至第一運算放大器的輸出端，第四電容的另一端、第五電阻的一端和第六電阻的一端通過線路連接，第五電阻的另一端和第一變壓器的第一引腳通過線路連接，第六電阻的另一端和第二變壓器的第三引腳通過線路連接，第一變壓器的第二引腳與檢測線的+SENSE連接，第二變壓器的第四引腳與檢測線的-SENSE連接；第一變壓器的第三引腳和第二變壓器的第一引腳與地連接；

信號緩沖電路，包括第二運算放大器、第三運算放大器、第十一電阻、第十二電阻、第七電容和第八電容；第十一電阻的一端通過線路連接至-12V電壓源，第十一電阻的另一端和第七電容的一端組成公共端連接至第二運算放大器的地端，第十二電阻的一端通過線路連接至+12V電壓源，第十二電阻的另一端和第八電容的一端組成公共端連接至第二運算放大器的電源端，第二運算放大器的同相輸入端與第五電阻的另一端和第一變壓器的第一引腳組成的公共端通過線路連接，第二運算放大器的反相輸入端與其輸出端通過線路連接，第三運算放大器的同相輸入端與第六電阻的另一端和第二變壓器的第三引腳組成的公共端通過線路連接，第二運算放大器的反相輸入端與其輸出端通過線路連接，第七電容的另一端和第八電容的另一端接地；

頻率選擇/信號放大電路，包括第四運算放大器、第五運算放大器、第十三電阻、第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第二十一電阻、第二十二電阻、第二十三電阻、第二十四電阻、第九電容、第十電容、第十一電容、第十二電容、第十三電容、第十四電容、第十五電容和第十六電容；其中，第十三電阻、第九電容和第十四電阻、第十電容為低通濾波器；

第十三電阻的一端通過線路連接至第二運算放大器的輸出端，第十三電阻的另一端和第九電容的一端組成公共端連接至第十一電容的一端，第十一電容的另一端和第十三電容的一端組成公共端連接至第十九電阻的一端，第十三電容的另一端和第十五電阻的一端組成公共端連接至第四運算放大器的同相輸入端，第九電容的另一端和第十五電阻的另一端接地，第十九電阻的另一端和第二十一電阻的一端組成公共端連接至第四運算放大器的輸出端，第二十一電阻的另一端和第十七電阻的一端組成公共端連接至第四運算放大器的反相輸入端，第十七電阻的另一端接地，第二十三電阻的一端通過線路連接至-5V電壓源，第二十三電阻的另一端和第十五電容的一端組成公共端連接至第四運算放大器的地，第十五電容的另一端接地，第二十四電阻的一端和第十六電容的一端組成公共端連接至第四運算放大器的電源端，第二十四電阻的另一端通過線路連接至+5V電壓源，第十六電容的另一端接地；

第十四電阻的一端通過線路連接至第三運算放大器的輸出端，第十四電阻的另一端和第十電容的一端組成公共端連接至第十二電容的一端，第十二電容的另一端和第十四電容的一端組成公共端連接至第二十電阻的一端，第十四電容的另一端和第十六電阻的一端組成公共端連接至第五運算放大器的同相輸入端，第十電容的另一端和第十六電阻的另一端接地，第二十電阻的另一端和第二十二電阻的一端組成公共端連接至第五運算放大器的輸出端，第二十二電阻的另一端和第十八電阻的一端組成公共端連接至第五運算放大器的反相輸入端，第十八電阻的另一端接地；

信號比較電路，包括第六運算放大器、第七運算放大器、第二十五電阻、第二十六電阻、第二十七電阻、第二十八電阻、第二十九電阻、第三十電阻、第三十一電阻、第三十二電阻、第十七電容和第十八電容；

第二十五電阻的一端通過線路連接至第四運算放大器的輸出端，第二十五電阻的另一端通過線路連接至第六運算放大器的同相輸入端，第六運算放大器的反相輸入端通過線路連接至+2.5V參考電壓源，第三十一電阻的一端通過線路連接至-5V電壓源，第三十一電阻的另一端和第十七電容的一端組成公共端連接至第六運算放大器的地，第十七電容的另一端接地，第三十二電阻的一端通過線路連接至+5V電壓源，第三十二電阻的另一端和第十八電容的一端組成公共端連接至第六運算放大器的電源端，第十八電容的另一端接地，第二十九電阻的一端通過線路連接至+3.3V電壓源，第二十九電阻的另一端和第二十七電阻的一端組成公共端連接至輸出端+OSD，第二十七電阻的另一端通過線路連接至第六運算放大器的輸出端；

第二十六電阻的一端通過線路連接至第五運算放大器的輸出端，第二十六電阻的另一端通過線路連接至第七運算放大器的同相輸入端，第七運算放大器的反相輸入端通過線路連接至+2.5V參考電壓源，第三十電阻的一端通過線路連接至+3.3V電壓源，第三十電阻的另一端和第二十八電阻的一端組成公共端連接至輸出端-OSD，第二十八電阻的另一端通過線路連接至第七運算放大器的輸出端；

線壓降補償電壓控制電路，包括第一N溝道耗盡型MOS場效應管、第二N溝道耗盡型MOS場效應管、第三N溝道耗盡型MOS場效應管、第四N溝道耗盡型MOS場效應管、第九電阻和第十電阻；其中第一N溝道耗盡型MOS場效應管、第二N溝道耗盡型MOS場效應管和第九電阻完成正端即+OUT和+SENSE之間的線壓降補償控制，第三N溝道耗盡型MOS場效應管和第四N溝道耗盡型MOS場效應管完成負端即+OUT和+SENSE之間的線壓降補償控制；

信號整形電路將頻率為fo的輸入方波信號進行整形和緩沖，送入至波形轉換電路，波形轉換電路將整形后的方波信號轉換為正弦波信號，送入至阻抗檢測電路，阻抗檢測電路濾除fo頻率以外的多次諧波，檢測SENSE線和輸出端的連接狀態，信號緩沖電路通過電壓跟隨器將衰減后的正弦波信號進行緩沖，送入至頻率選擇/信號放大電路，頻率選擇/信號放大電路，對頻率為fo的正弦信號進行頻率選擇和放大，送入至信號比較電路，信號比較電路將參考電壓和頻率選擇/信號放大電路的輸出信號進行比較，當SENSE線和負載側沒有良好連接時，同相輸入端的信號正峰值大于參考電壓時，電路輸出頻率為fo的脈沖信號，反之，當SENSE線和輸出端低阻連接時，同相輸入端的信號正峰值小于參考電壓時，電路輸出低電平，因此，通過測量輸出信號+OSD和-OSD的波形，能夠準確檢測SENSE線和輸出端的連接狀態；

當輸出側至負載側的線壓降，不足以達到N溝道耗盡型MOS場效應管的柵極和源極電壓門限電壓V_GS(th)時，漏極和源極導通，將檢測線和對應輸出端通過第九電阻和第十電阻連接，防止因SENSE線和輸出端斷開引起的輸出過電壓；當輸出側至負載側的線壓降，超過柵極和源極間門限電壓V_GS(th)時，其漏極和源極夾斷截止，將檢測線和輸出端完全斷開。