一种过压防护电路的制作方法

1.本实用新型属于过压防护技术领域，具体涉及一种过压防护电路。


背景技术：

2.随着智能手环、智能手表、手机、平板、笔记本等移动设备的普及，摄像头或者小尺寸液晶模组越来越多的被应用于消费、医疗、工业等场景，目前不管是摄像头模组还是液晶膜组，其与检测设备的主流通信接口是mipi类型，而mipi接口类型的模组与检测设备通信的线材会因各种人为因素，比如线序有误、线材压接错位或者线材老化破损等问题造成mipi类检测设备因高电压灌入而损坏，据不完全统计，这种损耗率每年高达10％左右，因此迫切需要一种针对mipi信号电路的过压防护方案，尤其是针对低电压范围的过压防护。目前是使用现有集成防护器件构成的防护电路，防护的电压范围较小，且主要集中在高压范围，如超过12v以上，无法做到低压范围的防护。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种过压防护电路，能够进行从低压到高压的大范围防护。
4.本实用新型采用的技术方案是：一种过压防护电路，包括
5.主控模块，用于输出图像数据信号至信号处理模块，设定过压值和钳位值并发送至过压防护模块；
6.信号处理模块，用于将图像数据信号转化成指定传输格式的数据信号，经高压防护模块后输出至信号接口；
7.高压防护模块，连接信号接口，用于防止经信号接口的超高电压流入信号处理模块；
8.过压防护模块，连接主控模块的控制端和信号处理模块的供电端，用于在检测到信号处理模块的供电电压大于等于过压值时将供电电压钳位在钳位值。
9.进一步地，所述过压防护模块包括过压卡控模块、过压检测模块和过压保护模块，
10.所述过压卡控模块用于输出过压值和钳位值至过压检测模块；
11.所述过压检测模块用于在检测到信号处理模块的供电电压大于等于过压值时向过压保护模块发出钳位的触发命令；
12.所述过压保护模块用于根据触发命令将供电电压钳位在钳位值。
13.进一步地，所述过压卡控模块包括电阻r1和电阻r2，所述电阻r1一端连接基准电源、另一端连接电阻r2一端和过压检测模块的输入端，所述电阻r2另一端接地。
14.进一步地，所述过压卡控模块为dac数模转换模块，所述dac数模转换模块的输入端连接主控模块的输出端，dac数模转换模块的输出端连接过压检测模块的输入端。
15.进一步地，所述过压检测模块为比较器，所述比较器的第一输入端连接信号处理模块的供电端，所述比较器的第二输入端连接过压卡控模块的输出端，所述比较器的输出
端连接过压保护模块的控制端。
16.进一步地，所述过压保护模块包括电阻r3、电阻r4和开关管q1，所述电阻r3一端连接基准电源、另一端连接电阻r4一端和过压检测模块的输出端，所述电阻r4另一端连接开关管的控制端，开关的输入端连接信号处理模块的供电端，开关管q1的输出端接地。
17.进一步地，所述过压保护模块包括电阻r3、电阻r4、电阻r7和稳压管q2，所述电阻r3一端连接基准电源，电阻r3另一端连接电阻r4一端、稳压管q2的使能端和过压检测模块的输出端，所述电阻r4另一端接地，稳压管q2阳极接地，所述电阻r7一端连接基准电源、另一端连接稳压管q2阴极和过压卡控模块的输出端。
18.进一步地，所述信号接口为mipi接口。
19.进一步地，所述超高电压v1为v1≥12v。
20.更进一步地，所述高压防护模块包括tvs管。
21.本实用新型的有益效果是：本实用新型设置高压防护模块对浪涌电压及高于设备系统供电电压的超高电压进行防护，设置过压防护模块能够对低电压范围的过压进行防护，通过高压防护模块和过压防护模块的结合，可以对各种信号电路从低压到高压的大范围进行防护，能有效避免因超高压或过压导致设备受损，降低设备的损耗率；本实用新型结构简单、实现方便，适用于各种有低压防护需求的接口。
附图说明
22.图1为本实用新型的电路原理图。
23.图2为本实用新型过压防护模块一种实施例的电路图。
24.图3为本实用新型过压防护模块另一种实施例的电路图。
具体实施方式
25.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
26.如图1所示，本实用新型提供一种过压防护电路，包括主控模块1、信号处理模块2、高压防护模块3和过压防护模块，各模块的功能及结构组成分别如下：
27.主控模块1用于输出图像数据信号至信号处理模块2，用于设定过压值和钳位值并发送至过压防护模块；主控模块为常规的控制芯片，过压值一般为信号处理模块的工作电压，如1.2v；钳位值一般位于信号处理模块的工作电压与max限值，如1.2-2v之间。
28.信号处理模块2，用于将图像数据信号转化成指定传输格式的数据信号，经高压防护模块后输出至信号接口4，信号处理模块为常规的信号处理芯片，所述信号接口可以为mipi接口，也可以是其他类似有低压防护需求的接口。
29.高压防护模块3，连接信号接口，用于防护浪涌电压及防止经信号接口的超高电压流入信号处理模块，避免导致设备受损，超高电压v1一般指大于等于12v的电压，即高压防护模块除了防护浪涌电压外，能够避免12v的电压进入信号处理模块。高压防护模块包括tvs管、esd保护芯片等器件。
30.过压防护模块，连接主控模块的控制端和信号处理模块的供电端，用于在检测到信号处理模块的供电电压大于等于过压值时将供电电压钳位在钳位值。
31.上述方案中，所述过压防护模块包括过压卡控模块5、过压检测模块6和过压保护模块7，
32.所述过压卡控模块5用于输出过压值和钳位值至过压检测模块；其输出电压的方式可以通过主控芯片控制dac数模转换模块输出指定电压值，其范围可调，也可以通过电阻分压输出指定的电压值。
33.所述过压检测模块6用于实时监测高压防护模块过来的给信号处理模块供电的电压是否超过过压值，在检测到信号处理模块的供电电压大于等于过压值时向过压保护模块发出钳位的触发命令。
34.所述过压保护模块7用于根据触发命令将供电电压钳位在钳位值，即被触发时，会提供最小阻抗的泄流路径，将灌入的过电压钳位在在指定范围，进而使设备免遭损伤。
35.上述过压卡控模块5、过压检测模块6和过压保护模块7的组成结构可以有多种选择。
36.如图2所示是其中的一种选择，过压卡控模块5通过电阻分压设定符合特定场景的过压值，被分压的基准电源可以是固定电压，也可以是可调节电压，根据需求确定。过压检测模块6通过比较供电电压vdd1与设定值来检测是否有过电压，当vdd1超过过压值时，比较器会输出高电平触发过压保护电路，vdd1为信号处理模块中数字信号部分的供电电压，过电压就是通过接口中数字信号线灌入信号处理模块。过压保护模块7为泄流或者钳位电路，使用电阻分压和mos管。具体结构描述如下：
37.所述过压卡控模块5包括电阻r1和电阻r2，所述电阻r1一端连接基准电源、另一端连接电阻r2一端和过压检测模块的输入端，所述电阻r2另一端接地。
38.所述过压检测模块6为比较器u1，所述比较器u1的第一输入端经电阻r5连接信号处理模块的供电端，比较器u1的第二输入端经电阻r6连接过压卡控模块的输出端，比较器u1的输出端连接过压保护模块的控制端。
39.所述过压保护模块7包括电阻r3、电阻r4和开关管q1，所述电阻r3一端连接基准电源vdd2、另一端连接电阻r4一端和过压检测模块的输出端，所述电阻r4另一端连接开关管的控制端，开关的输入端连接信号处理模块的供电端，开关管q1的输出端接地，开关管q1为mos管。
40.本实用新型压卡控模块5、过压检测模块6和过压保护模块7也可以是其他结构形式，如图3所示，如过压卡控模块5可以包括dac数模转换模块，通过dac数模转换模块设定过压值，主控模块可通过iic/spi总线对dac数模转换器进行配置，得到一个模拟电压值，即过压值，如果dac输出口的驱动能力不够，可以通过运算放大器搭建一个电压跟随器提高驱动能力。过压检测模块6可以是比较器，也可以是其他检测模块，比如使用比较器，输出可以直接控制过压保护模块，也可以将其输出通过adc模数转换模块转换为数字信号通过iic/spi总线返回给主控模块，然后主控模块控制过压保护模块。过压保护模块7由比较器直接控制时，可以是mos，也可以是稳压管或者其他可控保护器件；由主控模块控制时，可以是mos，也可以是稳压管或者其他可控保护器件，如过压保护模块的组成还可以包括电阻r3、电阻r4、电阻r7和稳压管q2，所述电阻r3一端连接基准电源，电阻r3另一端连接电阻r4一端、稳压管
q2的使能端和过压检测模块的输出端，所述电阻r4另一端接地，稳压管q2阳极接地，所述电阻r7一端连接基准电源、另一端连接稳压管q2阴极和过压卡控模块的输出端。
41.以上仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。