專利名稱：自我保護(hù)電壓切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本新型涉及一種電壓切換電路，尤其涉及一種當(dāng)電源電壓進(jìn)行切換時(shí)具有自動(dòng)保護(hù)功能的電壓切換電路。
背景技術(shù)：
目前在自動(dòng)控制等多個(gè)領(lǐng)域，經(jīng)常需要能夠提供多種工作電壓值的電源。比如燒錄多種型號(hào)的芯片時(shí)，就會(huì)需要幾種電壓值。電壓切換電路就能為不同芯片提供不同的工作電壓值。
通常的電壓切換電路設(shè)計(jì)為控制信號(hào)控制電路切換后，切換的電壓值直接輸出，作為工作電壓給芯片進(jìn)行供電。
如圖1中所示，現(xiàn)有方法的電壓切換電路包含電壓源輸入插座、譯碼器和電源開(kāi)關(guān)。
電壓源輸入插座為電源開(kāi)關(guān)提供多種可供切換的電壓值，同時(shí)向譯碼器發(fā)出電壓切換邏輯信號(hào)，并由譯碼器轉(zhuǎn)換出相應(yīng)的電壓切換控制信號(hào)，操縱電源開(kāi)關(guān)切換，以選擇切換到相應(yīng)的電壓值后直接輸出進(jìn)行供電。
然而現(xiàn)有技術(shù)的這種做法仍然存有諸多缺陷，特別是在出現(xiàn)一些意外情況時(shí)可能出現(xiàn)各種故障。比如繼電器老化失靈、供電引腳線間短路，導(dǎo)致使得本該在較低電壓環(huán)境下工作的芯片，可能被加載了不正確的電壓。如果加載的工作電壓值較低，則芯片無(wú)法正常工作；如果加載了較高的工作電壓值，那么后果將非常嚴(yán)重，會(huì)造成芯片的永久性損壞。
此外，如果采用直接方式燒錄主機(jī)板上的芯片，在加載了較高電壓值的時(shí)候，甚至可能會(huì)燒毀主機(jī)板，造成極大的損失。
實(shí)際上，在很多的電路設(shè)計(jì)中都會(huì)遇到多種電壓切換的問(wèn)題。尤其在大型電路里，需要多種電壓頻繁切換時(shí)，切換電路就更加容易發(fā)生故障，而電壓切換故障引起的后果可能是很嚴(yán)重的，所以有必要對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)。
因此，如何能夠使得即便因?yàn)槠骷ъ`或者其它意外情況導(dǎo)致錯(cuò)誤的電壓切換動(dòng)作發(fā)生后，電路仍然能夠有效地阻止錯(cuò)誤電壓被輸出，從而有效避免由于供電電壓錯(cuò)誤導(dǎo)致的器件和設(shè)備損壞，以改善電路的可靠性成為業(yè)內(nèi)亟待解決的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種自我保護(hù)電壓切換電路，對(duì)傳統(tǒng)的電壓切換電路進(jìn)行改進(jìn)，其在電壓輸出部份添加有部份電路，在確認(rèn)工作電壓正常后才作為最終的工作電壓輸出，保證電壓切換電路能夠提供安全準(zhǔn)確的工作電壓值。
本新型的一種自我保護(hù)電壓切換電路包含電壓源輸入插座、譯碼器和電源開(kāi)關(guān)。其中電壓源輸入插座為電源開(kāi)關(guān)提供多種可供切換的電壓值，譯碼器與電壓源輸入插座及電源開(kāi)關(guān)電連接，并將電壓源輸入插座發(fā)出的電壓切換邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓切換控制信號(hào)發(fā)送給電源開(kāi)關(guān)，操縱電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，以選擇切換到相應(yīng)的電壓值后直接輸出進(jìn)行供電。
此外，本新型的一種自我保護(hù)電壓切換電路在電源開(kāi)關(guān)后面增添部份電路，包含比較器模塊、判斷電路和保護(hù)開(kāi)關(guān)。首先將電源開(kāi)關(guān)輸出的工作電壓值反饋到比較器模塊，在比較器模塊中將電源開(kāi)關(guān)輸出的工作電壓值實(shí)時(shí)與電壓源輸入插座輸出的可切換電壓值進(jìn)行比較，并獲得一個(gè)電壓狀態(tài)邏輯值；再將電壓狀態(tài)邏輯值從比較器模塊輸出送至判斷電路，判斷電路將電壓源輸入插座發(fā)出的電壓切換邏輯信號(hào)值與比較器輸出的電壓狀態(tài)邏輯值進(jìn)行邏輯運(yùn)算，以判斷電源開(kāi)關(guān)輸出的實(shí)際工作電壓值是否正常，并依照判斷結(jié)果控制位于電源開(kāi)關(guān)的電壓輸出通路上的保護(hù)開(kāi)關(guān)接通或者斷開(kāi)，當(dāng)只有電源開(kāi)關(guān)的實(shí)際輸出正常時(shí)才被允許輸出提供給后續(xù)電路使用。
綜上所述，本新型的優(yōu)點(diǎn)在于本新型可利用硬件電路對(duì)來(lái)自電源開(kāi)關(guān)的工作電壓值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)電源開(kāi)關(guān)輸出的工作電壓值發(fā)生異常時(shí)，通過(guò)比較和判斷電路及時(shí)獲知并采取相應(yīng)措施，如操縱保護(hù)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，從而保證只提供正常的工作電壓值，而錯(cuò)誤電壓不能夠被輸出，提高了電路的安全性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電壓切換電路的結(jié)構(gòu)方塊圖；圖2為本新型的一種自我保護(hù)電壓切換電路的結(jié)構(gòu)方塊圖；以及圖3為本新型的一實(shí)施例的自我保護(hù)電壓切換電路結(jié)構(gòu)方塊圖。
其中，附圖標(biāo)記10電壓源輸入插座20譯碼器30電源開(kāi)關(guān)40比較器模塊4112V電壓比較器425V電壓比較器433V電壓比較器50判斷電路60保護(hù)開(kāi)關(guān)具體實(shí)施方式
以下，將結(jié)合圖式部份對(duì)本新型的較佳實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1所示，圖中表示了現(xiàn)有技術(shù)的電壓切換電路，該電路包含電壓源輸入插座10、譯碼器20和電源開(kāi)關(guān)30。
電壓源輸入插座10為電源開(kāi)關(guān)30提供多種可供切換的電壓值，同時(shí)為譯碼器20提供電壓切換邏輯信號(hào)。譯碼器20與電壓源輸入插座10及電源開(kāi)關(guān)30電連接，譯碼器20轉(zhuǎn)換發(fā)出相應(yīng)的電壓切換控制信號(hào)，操縱電源開(kāi)關(guān)30進(jìn)行切換，以選擇切換到相應(yīng)的電壓值，然后直接輸出為后續(xù)電路進(jìn)行供電。
如圖2所示，圖中表示了本新型的一種自我保護(hù)電壓切換電路，該電路包含電壓源輸入插座10、譯碼器20、電源開(kāi)關(guān)30、比較器模塊40、判斷電路50以及保護(hù)開(kāi)關(guān)60。
電壓源輸入插座10為電源開(kāi)關(guān)30提供多種可供切換的電壓值，同時(shí)為譯碼器20和判斷電路50提供電壓切換邏輯信號(hào)；譯碼器20與電壓源輸入插座10及電源開(kāi)關(guān)30電連接，將電壓源輸入插座10發(fā)出的電壓切換邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓切換控制信號(hào)，操縱電源開(kāi)關(guān)30；電源開(kāi)關(guān)30根據(jù)電壓切換控制信號(hào)切換相應(yīng)的電壓值，將電壓值提供給保護(hù)開(kāi)關(guān)60，并反饋至比較器模塊40；比較器模塊40將電源開(kāi)關(guān)輸出的工作電壓值與可切換電壓值進(jìn)行比較，將電壓狀態(tài)邏輯值提供給判斷電路50；判斷電路50將比較器模塊40獲得的電壓狀態(tài)邏輯值與電壓源輸入插座10發(fā)出的電壓切換邏輯信號(hào)值進(jìn)行邏輯運(yùn)算，操縱保護(hù)開(kāi)關(guān)60的通斷；保護(hù)開(kāi)關(guān)60由判斷電路控制其接通或者斷開(kāi)，保證輸出的工作電壓值正常。
其中判斷電路50采用可編程邏輯器件，并使用高級(jí)邏輯表示語(yǔ)言(Advanced Boolean Expression Language，ABEL)作為硬件描述語(yǔ)言，將電壓切換邏輯信號(hào)值與比較器模塊40輸出的電壓狀態(tài)邏輯值進(jìn)行邏輯計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷此時(shí)的電壓值是否正常，從而決定保護(hù)開(kāi)關(guān)60的通斷。
此自我保護(hù)電壓切換電路經(jīng)過(guò)比較判斷，可以根據(jù)實(shí)際情況決定是否輸出電壓值。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)30輸出的實(shí)際工作電壓值正常時(shí)，判斷電路50控制保護(hù)開(kāi)關(guān)60接通，否則，判斷電路50控制保護(hù)開(kāi)關(guān)60斷開(kāi)。
如圖3所示，圖中表示了本新型的一實(shí)施例的自我保護(hù)電壓切換電路結(jié)構(gòu)方塊圖。
在本實(shí)施例中，可供切換的電壓值有12V/5V/3V三種，由電壓源輸入插座10提供至電源開(kāi)關(guān)30。因?yàn)樽g碼器20需要輸出三條電壓切換控制信號(hào)線，則譯碼器20至少需要兩個(gè)輸入端，所以譯碼器20選用一片2-4譯碼器即可。如果大型電路需要針對(duì)更多種的電壓進(jìn)行切換，則根據(jù)實(shí)際情況選擇門(mén)數(shù)更多的譯碼器，或者使用譯碼器組合電路。
2-4譯碼器可對(duì)兩個(gè)輸入狀態(tài)進(jìn)行譯碼，得到四個(gè)輸出狀態(tài)。電壓源輸入插座10為譯碼器20的兩個(gè)選擇端提供兩個(gè)電壓切換邏輯信號(hào)，產(chǎn)生三個(gè)譯碼輸出控制信號(hào)，作為操縱電源開(kāi)關(guān)30的電壓切換控制信號(hào)。
電源開(kāi)關(guān)30根據(jù)2-4譯碼器輸出的控制信號(hào)切換以決定選擇何種電壓值，此時(shí)輸出的工作電壓值并非最終使用的工作電壓值，而是先提供給比較器模塊40。
本實(shí)施例中比較器模塊40包含有三個(gè)比較器，分別為12V電壓比較器41、5V電壓比較器42和3V電壓比較器43。
其中比較器模塊40中的比較器均選用普通的40系列比較器，耐壓值在15V以內(nèi)即滿足本實(shí)施例的要求。在具體情況下可以根據(jù)不同的電壓需求選用耐壓值更高的器件。
每個(gè)比較器的兩個(gè)輸入端，一端接電源開(kāi)關(guān)30輸出的工作電壓值，一端接電壓源輸入插座10輸出的可切換電壓值，即分別為12V、5V或者3V電壓值。
經(jīng)過(guò)比較，如果電源開(kāi)關(guān)30輸出的工作電壓值高于可切換電壓值，則輸出高電平，反之則輸出低電平，這樣比較器模塊40的輸出就可以獲得一個(gè)電壓狀態(tài)邏輯值。
此實(shí)施例中，如果電源開(kāi)關(guān)30輸出的工作電壓值高于12V，則比較器模塊40的輸出邏輯值為111；如果電源開(kāi)關(guān)30輸出的工作電壓值為12V，則比較器模塊40的輸出邏輯值為011；如果電源開(kāi)關(guān)30輸出的工作電壓值為5V，則比較器模塊40的輸出邏輯值為001；如果電源開(kāi)關(guān)30輸出的工作電壓值為3V，則比較器模塊40的輸出邏輯值為000。此邏輯值作為判斷電路的輸入，供下一步處理。
判斷電路50可選用可編程邏輯器件，如同屬數(shù)組邏輯(GAL)器件或者可程序數(shù)組邏輯(PAL)器件，因?yàn)榭删幊踢壿嬈骷叽缧?，功率消耗低，研制周期短，設(shè)計(jì)修改方便，總的開(kāi)發(fā)成本很低?？删幊踢壿嬈骷捎孟冗M(jìn)邏輯表示語(yǔ)言(ABEL)編寫(xiě)，先進(jìn)邏輯表示語(yǔ)言(ABEL)作為一種通用的硬件描述語(yǔ)言，比較容易掌握，目前在可編程邏輯器件中使用非常廣泛。本新型并非局限于此，也可采用其它適當(dāng)?shù)钠骷蛘Z(yǔ)言。
判斷電路50的作用是將比較器模塊40輸出的電壓狀態(tài)邏輯值與電壓源輸入插座10提供的電壓切換邏輯信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算處理。
例如，電壓切換邏輯信號(hào)控制輸出12V電壓，則其邏輯值為11，如果電源開(kāi)關(guān)30的實(shí)際輸出電壓高于12V時(shí)，Volcomp12#為high，Output根據(jù)邏輯運(yùn)算得到高電平，保護(hù)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，自我保護(hù)電壓切換電路起到保護(hù)作用。
如果電壓切換邏輯信號(hào)控制輸出電壓為12V，電源開(kāi)關(guān)30的實(shí)際輸出電壓高于12V，此時(shí)判斷電路的邏輯狀態(tài)如下。Powerctrl 1#為high，Powerctrl2#為high，Volcomp12#為high，Output根據(jù)邏輯運(yùn)算結(jié)果為high。
如果電壓切換邏輯信號(hào)控制輸出電壓為12V，電源開(kāi)關(guān)30的實(shí)際輸出電壓不高于12V，此時(shí)判斷電路的邏輯狀態(tài)如下。Powerctrl 1#為high，Powerctrl2#為high，Volcomp12#為L(zhǎng)ow，Output根據(jù)邏輯運(yùn)算結(jié)果為L(zhǎng)ow。
同樣地可以寫(xiě)出其它情況的邏輯狀態(tài)，此處不再贅述。根據(jù)上述邏輯狀態(tài)，使用先進(jìn)邏輯表示語(yǔ)言(ABEL)編寫(xiě)器件邏輯，得到判斷電路的邏輯結(jié)果，控制保護(hù)開(kāi)關(guān)。
本實(shí)施例中保護(hù)開(kāi)關(guān)60選用普通繼電器直接控制，此外可以根據(jù)實(shí)際情況下的電壓需求選用適當(dāng)?shù)钠骷?，如耐壓值更高的繼電器或者其它電壓控制器件。
保護(hù)開(kāi)關(guān)60位于電源開(kāi)關(guān)30的電壓輸出通路上，受判斷電路50控制通斷，保護(hù)開(kāi)關(guān)60的輸出作為最終電源輸出結(jié)果供使用。判斷電路50輸出高電平時(shí)說(shuō)明電源開(kāi)關(guān)30輸出的工作電壓高于可切換電壓值，為保證電源輸出的工作電壓正常，保護(hù)開(kāi)關(guān)60會(huì)斷開(kāi)，此自我保護(hù)電壓切換電路起到有效作用。
自我保護(hù)電壓切換電路中，通過(guò)比較和判斷，只有工作電壓值正常時(shí)，電壓值才能順利輸出，提供給后續(xù)電路使用，不正常的工作電壓禁止輸出，從而可以避免電路不能正常工作及芯片被燒毀等后果。
當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本實(shí)用新型作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種自我保護(hù)電壓切換電路，包含一電壓源輸入插座、一電源開(kāi)關(guān)及一譯碼器，該電壓源輸入插座提供多種電壓值的電壓輸出至該電源開(kāi)關(guān)，該譯碼器與該電壓源輸入插座及該電源開(kāi)關(guān)電連接，并將該電壓源輸入插座發(fā)出的電壓切換邏輯信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓切換控制信號(hào)發(fā)送給該電源開(kāi)關(guān)，操控該電源開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，以輸出不同電壓值的工作電壓值，其特征在于，自我保護(hù)電壓切換電路進(jìn)一步包含一比較器模塊，與該電壓源輸入插座的輸出端及該電源開(kāi)關(guān)的輸出端電連接；一判斷電路，與該比較器模塊的輸出端及該電壓源輸入插座的輸出端電連接；以及一保護(hù)開(kāi)關(guān)，該保護(hù)開(kāi)關(guān)位于該電源開(kāi)關(guān)的電壓輸出通路上且與該判斷電路電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自我保護(hù)電壓切換電路，其特征在于，該保護(hù)開(kāi)關(guān)為一繼電器或其它電壓控制器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自我保護(hù)電壓切換電路，其特征在于，該判斷電路為可編程邏輯器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自我保護(hù)電壓切換電路，其特征在于，該比較器模塊包含分別對(duì)應(yīng)多種不同電壓值的多個(gè)比較器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自我保護(hù)電壓切換電路，其特征在于，該可編程邏輯器件采用通用數(shù)組邏輯或可編程數(shù)組邏輯芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種自我保護(hù)電壓切換電路，通過(guò)譯碼器產(chǎn)生的電壓切換控制信號(hào)，操縱電源開(kāi)關(guān)切換以輸出幾種不同的電壓值，并當(dāng)電源開(kāi)關(guān)輸出不正確電壓值時(shí)，通過(guò)比較判斷，且向保護(hù)開(kāi)關(guān)提供相應(yīng)的信息，使非正確電壓不能被輸出。在現(xiàn)有技術(shù)中可能由于切換電路發(fā)生故障，導(dǎo)致輸出電壓值錯(cuò)誤，使得后續(xù)工作電路不能正常工作，甚至出現(xiàn)被燒毀的嚴(yán)重后果。本新型的自我保護(hù)電壓切換電路在輸出工作電壓發(fā)生異常時(shí)，可及時(shí)獲知，并通知保護(hù)開(kāi)關(guān)切斷電路，避免電壓輸出端的電子器件或設(shè)備損壞，提高了電壓切換電路的安全性。
文檔編號(hào)H01L23/58GK2869948SQ200520147148
公開(kāi)日2007年2月14日 申請(qǐng)日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者趙騏, 陳玄同, 劉文涵 申請(qǐng)人:英業(yè)達(dá)股份有限公司