具有开关模式钳位保护的信号放大电路的制作方法

1.本实用新型属于信号放大电路技术领域，具体涉及具有开关模式钳位保护的信号放大电路。


背景技术：

2.钳位保护功能广泛应用于信号放大和驱动电路。通常在电压输出信号放大电路中钳位输出电流，或者在电流输出信号放大电路中钳位输出电压，以实现对负载的过电流，或者过电压保护。通常采用纯模拟电路来实现钳位保护功能，但是模拟电路的方法由于受到主环和钳位环电路的相互影响，导致动态性能较差，对高速信号的钳位保护性能下降甚至失去钳位保护。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种具有开关模式钳位保护的信号放大电路，其优点是采用数字逻辑对多路误差信号进行实时监控，并可以根据误差信号的状态快速控制输出信号线路。
4.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
5.具有开关模式钳位保护的信号放大电路，包括：
6.钳位控制逻辑模块，所述钳位控制逻辑模块包括主环状态和钳位环状态，
7.至少一个比较器，所述比较器的输出端与钳位控制逻辑模块连接，输入端连接有加法器，所述加法器输出有主环误差信号或钳位环误差信号，所述比较器输出有主环误差极性信号或钳位环误差极性信号；
8.选择开关，所述选择开关的输入端与钳位控制逻辑模块连接，所述主环误差信号和钳位环误差信号分别输入连接至选择开关；
9.所述钳位控制逻辑模块用于根据主环误差极性信号和钳位环误差极性信号的变化实时切换钳位控制逻辑模块的状态；所述选择开关用于根据钳位控制逻辑模块的状态切换输出线路。
10.本实用新型进一步设置为：所述选择开关的输出端连接设置有误差放大器，所述误差放大器的输出端依次连接设置有功率放大器和电流采样模块，并将信号输出至输出端。
11.本实用新型进一步设置为：所述电流采样模块的两端连接有第一差动放大器，所述第一差动放大器输出电流反馈，所述输出端设置有第二差动放大器，所述第二差动放大器输出电压反馈，所述电流反馈和电压反馈经交叉开关处理后输出钳位环反馈信号和主环反馈信号。
12.本实用新型进一步设置为：所述钳位环反馈信号和主环反馈信号分别输入连接有加法器。
13.本实用新型进一步设置为：所述钳位环反馈信号通过加法器融合钳位设置单元，
并输出有所述钳位环误差信号。
14.本实用新型进一步设置为：所述主环反馈信号通过加法器融合主环设置单元，并输出有所述主环误差信号。
15.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
16.1.通过在信号放大电路中接入钳位误差信号和钳位控制逻辑模块，可以在电路出现误差异常时切换至钳位输出，以实现对电路中的元件进行保护，避免出现烧坏元件的问题；
17.2.钳位控制逻辑模块可以实时的对主环误差极性信号和钳位环误差极性信号的状态进行监控，以实现选择开关配合钳位控制逻辑模块快速的在主环误差信号和钳位环误差信号输出之间来回切换，同时主环和钳位环之间没有相互影响，从而大幅提高了钳位保护的动态性能，可以应用于高速信号放大电路。
附图说明
18.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
19.图1是本实用新型的电路原理图；
20.图2是本实用新型钳位逻辑控制模块的流程图。
具体实施方式
21.实施例一
22.参考图1，具有开关模式钳位保护的信号放大电路，电路中包括用于检测电流的电流采样模块，在本实施例中，电流采样模块选用电流采样电阻，电流采样电阻的两端连接有第一差动放大器，并通过第一差动放大器输出电流反馈，电路的输出端还通过第二差动放大器输出电压反馈，电流反馈和电压反馈通过交叉开关处理后输出钳位环反馈信号和主环反馈信号，主环反馈信号输入加法器中，钳位环反馈信号分两路输入两个加法器，三个加法器还分别对应主环反馈信号和两个钳位环反馈信号接入主环设置单元和上、下钳位环设置单元进行参数设置，上、下钳位环设置单元为电路可允许的误差上下限，并在融合后分别输出主环误差信号、上钳位环误差信号和下钳位误差信号，主环误差信号、上钳位环误差信号和下钳位误差信号分别通过设置的比较器输出有主环误差极性信号、上钳位环误差极性信号和下钳位环误差极性信号，主环误差极性信号、上钳位环误差极性信号和下钳位环误差极性信号为带有方向的参数信息。
23.参考图1，信号放大电路中还设置有钳位控制逻辑模块，钳位控制逻辑模块的输入是主环误差极性信号、上钳位环误差极性信号和下钳位环的误差极性信号，输出是选择开关控制信号，钳位控制逻辑模块的本质为状态机，钳位控制逻辑模块实时监控主环误差极性信号和钳位环误差极性信号的变化，从而切换钳位控制逻辑模块的状态，实现根据主环误差极性信号、上钳位环误差极性信号和下钳位环误差极性信号输出控制信号，钳位控制逻辑模块的输出端连接设置有选择开关，主环误差信号、上钳位环误差信号和下钳位环误差信号分别输入连接至选择开关，钳位控制逻辑模块向选择开关输入控制信号，以实现钳位控制逻辑模块根据主环误差极性信号、上钳位环误差极性信号和下钳位环误差极性信号
控制选择开关切换输出。
24.参考图2，钳位控制逻辑模块包括主环状态和钳位环状态，钳位环状态包括上钳位环状态和下钳位环状态，钳位控制逻辑模块默认处于主环状态。
25.其中，当钳位控制逻辑模块处于主环状态时，选择开关导通主环误差极性信号，放大电路调节主环输出；
26.当钳位控制逻辑模块处于上钳位环状态时，选择开关导通上钳位环误差极性信号，放大电路调节输出稳定在钳位环上限；
27.当钳位控制逻辑模块处于下钳位环状态时，选择开关导通下钳位环误差极性信号，放大电路调节输出稳定在钳位环下限。
28.上钳位环误差极性信号和主环误差极性信号的改变会触发钳位控制逻辑模块的状态从主环状态迁移到上钳位环状态，或者从上钳位环状态迁移回主环状态。
29.下钳位环误差极性信号和主环误差极性信号的改变会触发钳位控制逻辑模块的状态从主环状态迁移到下钳位环状态，或者从下钳位环状态迁移回主环状态。
30.在本实施例中，具有开关模式钳位保护的信号放大电路的钳位保护方法具体的如下：
31.事先根据输出负载的类型设置主环设置单元、上钳位环设置单元和下钳位环设置单元的参数；
32.根据误差源分别设置接入主环误差信号和上、下钳位误差信号的比较器的基准参数；
33.主环误差信号和上、下钳位误差信号连接至选择开关，选择开关默认导通主环误差信号；
34.主环误差信号通过比较器输出主环误差极性信号，并传入钳位控制逻辑模块；
35.上、下钳位环误差信号通过比较器输出上、下钳位环误差极性信号，并传入钳位控制逻辑模块；
36.钳位控制逻辑模块根据主环误差极性信号和上、下钳位环误差极性信号输入的结果转换至相应的状态，从而控制选择开关切换输出线路；
37.钳位控制逻辑模块实时监控主环误差极性信号和上、下钳位环误差极性信号的变化，实时控制选择开关切换输出线路。
38.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。