一种防带电空载的半导体检测供电装置转让专利
申请号 : CN202110978139.3
文献号 : CN113437740B
文献日 : 2021-11-09
发明人 : 杜浩晨
申请人 : 陕西开尔文测控技术有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种防带电空载的半导体检测供电装置,其特征在于,包括降压电路、第一开关电路、储能电路、继电器、负载接入电路、第二开关电路和第三开关电路;
所述降压电路用于接入高压电Vcc,所述降压电路分别连接所述第一开关电路的控制端和输入端,所述第一开关电路的输出端连接所述储能电路;
所述储能电路连接于所述继电器的常开触点,所述负载接入电路连接于所述继电器的开关触点,所述第二开关电路的控制端连接于所述继电器的常闭触点;
所述第二开关电路的输入端连接所述降压电路,所述第二开关电路的输出端连接所述第三开关电路的控制端;
所述第三开关电路的输入端连接所述降压电路,输出端连接所述继电器的继电器线包J。
2.如权利要求1所述的防带电空载的半导体检测供电装置,其特征在于,所述第二开关电路包括:
光耦合器U1,所述光耦合器U1的发光器D2的输入端连接所述继电器的常闭触点,所述光耦合器U1的受光器D3的输入端连接所述降压电路,所述光耦合器U1的受光器D3的输出端连接所述第三开关电路的控制端。
3.如权利要求2所述的防带电空载的半导体检测供电装置,其特征在于,所述受光器D3的输出端连接有RC滤波电路。
4.如权利要求1所述的防带电空载的半导体检测供电装置,其特征在于,所述继电器包括一对常开触点:第一触点J1、第二触点J2,一对开关触点:第三触点J3、第四触点J4,一对常闭触点:第五触点J5、第六触点J6;所述第一触点J1连接所述储能电路,所述第二触点J2接低电势,所述第三触点J3和所述第四触点J4分别连接第一负载接入端(RX1)和第二负载接入端(RX2),所述第五触点J5连接所述降压电路,所述第六触点J6连接所述第二开关电路的控制端。
5.如权利要求1所述的防带电空载的半导体检测供电装置,其特征在于,所述降压电路包括电流产生单元、电流等效单元、一级降压单元,和至少一组次级降压单元;
电流产生单元用于接入高压电Vcc以产生启动电流;
所述一级降压单元包括级联的一级降压模块、二级降压模块……N级降压模块,N为大于2的正整数,各级降压模块分别连接所述电流产生单元;所述一级降压模块用于接入高压电Vcc;
所述次级降压单元包括级联的次级一级降压模块、次级二级降压模块……次级N级降压模块,所述次级一级降压模块用于接入高压电Vcc,所述次级二级降压模块 次级N级降压~
模块分别一一连接所述二级降压模块 N级降压模块;
~
所述电流等效单元分别连接各所述次级降压单元的次级一级降压模块;
各所述次级降压单元的次级N级降压模块作为该组次级降压单元的输出端。
6.如权利要求5所述的防带电空载的半导体检测供电装置,其特征在于,所述降压电路包括两组所述次级降压单元。
7.如权利要求6所述的防带电空载的半导体检测供电装置,其特征在于,所述第一开关电路包括第十二PMOS管MP12和稳压二极管D1,所述稳压二极管D1的正极连接所述第十二PMOS管MP12的栅极,一组所述次级降压单元的输出端连接所述第十二PMOS管MP12的源极,另一组所述次级降压单元的输出端连接所述稳压二极管D1的负极。
8.如权利要求1所述的防带电空载的半导体检测供电装置,其特征在于,所述第三开关电路包括晶闸管T,所述第二开关电路的输出端连接所述晶闸管T的门极G,所述晶闸管T的阴极连接所述继电器线包J,所述晶闸管T的阳极连接所述降压电路。
说明书 :
一种防带电空载的半导体检测供电装置
技术领域
背景技术
降压到低压信号。虽然以目前的技术水平,批量化生成电源管理芯片已经能够大幅降低芯
片的制作成本,但是,就芯片本身而言,还是需要增加额外的层级结构,例如NBL( N‑type
buried layer,N型隐藏层)。另外,电源管理芯片是有源器件,其性能在一定程度上受到自
身工作热量的影响,对半导体元件供电的稳定性欠佳。
态,则负载接入端就会带电,处于带电空载状态,而预留给负载接入的空间非常小,容易引
发短路现象。
发明内容
到相应的工作电路,无需人工手动切换。另外,装置中不存在大功率器件,产热较少,则产生
的电磁干扰小,装置工作稳定。
路,所述光耦合器U1的受光器D3的输出端连接所述第三开关电路的控制端。采用光耦合器
U1作为响应负载接入的器件,其具备高响应灵敏度、高响应精度、耐高压的特点。以光耦合
器U1作为开关电路元件,能够及时检测负载接入与否。
接所述储能电路,所述第二触点J2接低电势,所述第三触点J3和所述第四触点J4分别连接
第一负载接入端和第二负载接入端,所述第五触点J5连接所述降压电路,所述第六触点J6
连接所述第二开关电路的控制端。
高压电;
~
降压模块分别一一连接所述二级降压模块 N级降压模块;
~
布线(无需全部连接到一个点)。
所述第十二PMOS管MP12的源极,另一组所述次级降压单元的输出端连接所述稳压二极管D1
的负极。稳压二极管D1的设计可以防止上电时的过冲损坏掉第十二PMOS管MP12,同时利用
两路低压信号配合PMOS管作为开关电路,而不是一路低压信号进行分流,可以省去调整两
路分流信号相位的过程。
降压电路。晶闸管T导通后,则不需要保持门极电压,由此可以仅在其门极G上配置脉冲触发
电路即可,可以节省装置中工作时的带电电路,减少装置产生的热量,提高装置工作的可靠
性。
附图说明
具体实施方式
等效或类似特征中的一个例子而已。
二开关电路分别连接继电器的继电器触点,其中储能电路连接常开触点,第二开关电路的
控制端连接常闭触点,负载接入电路连接开关触点。第二开关电路、第三开关电路和继电器
的继电器线包J依次连接,第三开关电路还连接降压电路,其中第二开关电路的输入端连接
降压电路,第二开关电路的输出端连接第三开关电路的控制端,第三开关电路的输入端连
接降压电路,第三开关电路的输出端连接继电器线包J。
才形成闭合的回路,第二开关电路有电流输出。第二开关电路将输出的电流传递给第三开
关电路,第三开关电路受控导通,将从降压电路接入的低压信号传递到继电器线包J,继电
器线包J进行触点切换,将开关触点由常闭触点切换到常开触点,第三开关电路保持对继电
器线包J的供电,维持常开触点闭合。则负载与第二开关电路断开、与储能电路导通,则储能
电路实现对负载的供电。半导体检测工作中,负载的接入、检测、摘除是一个重复性极高的
动作,检测过程可能出现遗忘步骤、操作顺序错误等情况,继电器的设计可以自动完成对负
载的接入检测、上电、断电工作,可以有效减轻工人工作,减少失误情况。
号经第一开关电路加载到储能电路进行储能,再由储能电路为负载供电。一方面第一开关
电路对降压电路和储能电路进行隔离,防止掉电后储能电路对前置电路的反向冲击,另一
方面,经储能电路进行储能后供电,可以起到一定的钳位效果,防止装置上电时出现过冲现
象,同时在装置掉电时对负载缓慢掉电,起到上电和断电的缓冲作用。第二开关电路起到负
载接入的检测作用,配合第三开关电路的设计,在检测到负载接入时再向负载接入电路通
电,可以防止负载接入电路带电空载,预防短路的情况。本装置采用继电器进行灵活的电路
切换,确保了为负载上电的及时性和可靠性。
数量决定输出低压信号的路数。
~
元分别为一级降压单元的各降压模块供电。二级降压单元由一级降压模块A N级降压模块A
~
级联而成,一级降压模块A接入高压电Vcc,三级降压单元由一级降压模块B N级降压模块B
~
级联而成,一级降压模块B接入高压电Vcc。电流等效单元连接N级降压模块,获得一级降压
单元的电流,分别为一级降压模块A和一级降压模块B提供启动电压;二级降压模块A N级降
~
压模块A分别一一连接一级降压单元中同级别的降压模块,二级降压模块B N级降压模块B
~
分别一一连接一级降压单元中同级别的降压模块,以分别获得启动电压。本实施例中的一
级降压模块A N级降压模块A,即为一组次级降压单元的各次级降压模块,同样的,一级降压
~
模块B N级降压模块B为另一组次级降压单元的各次级降压模块。最后,N级降压模块A输出
~
第一低压信号A,N级降压模块B输出第二低压信号B。
度,以及通过增加压降单元的数量来确定输出低压信号的路数,相较于电源管理芯片,具备
极高的灵活性。
二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4后接地。高压电Vcc接入第一PMOS管MP1后,产生启动电
流。
压降的电压。二级降压模块由第二电阻R2和第三PMOS管MP3实现,第三PMOS管MP3的栅极连
接于第二电阻R2和第三电阻R3之间,第三PMOS管MP3的源极连接第二PMOS管MP2的漏极,第
三PMOS管MP3的漏极输出经二级压降的电压。同理,三级降压模块由第三电阻R3和第四PMOS
管MP4实现,第四PMOS管MP4的栅极连接于第三电阻R3和第四电阻R4之间,第四PMOS管MP4的
源极接第三PMOS管MP3的漏极,第四PMOS管MP4的漏极输出经三级压降的电压。如果需要产
生更多的压降,则可在第四PMOS管MP4的后端继续连接更多的PMOS管、在第四电阻R4后端继
续串联更多的电阻。增加的电阻是为了为PMOS管的栅极提供降压后的栅极电压,以实现
PMOS管的导通。
单元。
NMOS管MN2的源极接地,第二NMOS管MN2的漏极连接第五PMOS管MP5的漏极。第五PMOS管MP5
的源极连接高压电Vcc,第五PMOS管MP5的栅极连接漏极,高压电Vcc接入第五PMOS管MP5,获
得与第一降压单元等效的电流。
PMOS管MP6的漏极输出一级压降的电压。第七PMOS管MP7的栅极连接第三PMOS管MP3的栅极,
获得经第二电阻R2降压后的栅极电压,第七PMOS管MP7的源极连接第六PMOS管MP6的漏极,
第七PMOS管MP7的漏极输出经二级压降的电压。第八PMOS管MP8的栅极连接第四PMOS管MP4
的栅极,获得经第三电阻R3降压后的栅极电压,第八PMOS管MP8的源极连接第七PMOS管MP7
的漏极,第八PMOS管MP8的漏极输出经三级压降的第一低压信号A。
的栅极连接第五PMOS管MP5的栅极,第九PMOS管MP9的源极连接高压电Vcc,第九PMOS管MP9
的漏极输出经一级压降的电压。第十PMOS管MP10的栅极连接第三PMOS管MP3的栅极,获得经
第二电阻R2降压后的栅极电压,第十PMOS管MP10的源极连接第九PMOS管MP9的漏极,第十
PMOS管MP10的漏极输出经二级压降后的电压。第十一PMOS管MP11的栅极连接第四PMOS管
MP4的栅极,第十一PMOS管MP11的源极连接第十PMOS管MP10的漏极,第十一PMOS管MP11的漏
极输出经三级压降的第二低压信号B。
第三降压单元相同,以输出更多路数的低压信号。
电信号则加载在第六电阻R6上,产生一个电压信号。第二电容C2并联于第六电阻R6两端,由
于受光器D3是在发光器D2的作用下输出电流,则存在电压不稳的情况,第二电容C2的作用
是对加载于第六电阻R6上的电压信号进行滤波,以稳定该电压信号。
经稳压二极管D1加载于第十二PMOS管MP12的栅极,第二低压信号B加载于第十二PMOS管
MP12的源极,第十二PMOS管MP12的漏极经第五电阻R5连接于第一电容C1,第一电容C1接地。
触点J4为开关触点,第五触点J5和第六触点J6为常闭触点。第一触点J1连接于第一电容C1
上靠第五电阻R5一端,第二触点J2接地;第三触点J3和第四触点J4分别连接第一负载接入
端RX1和第二负载接入端RX2;第五触点J5连接第一低压信号A,第六触点J6连接第二开关电
路。
电容C2并联于第六电阻R6两端。第六触点J6连接光耦合器U1中发光器D2的输入端,发光器
D2的输出端接地;光耦合器U1的受光器D3的输入端接入第一低压信号A,受光器D3的输出端
连接晶闸管T的门极G。晶闸管T的阳极接入第二低压信号B,晶闸管T的阴极连接继电器线包
J的正极;继电器线包J的负极接地。通常,还会在继电器线包J的正极和负极之间,设置第三
电容C3和限流二极管D4,以起到保护作用。
冲作用。需要注意,此时第一电容C1上的电压还未作用到负载上。
电流,发光器D2被点亮,受光器D3电阻降低导通,第一低压信号A加载于受光器D3上,受光器
D3输出的电压信号经滤波后,接入晶闸管T的门极G,晶闸管T导通,将第二低压信号B经晶闸
管T加载于继电器线包J上,继电器线包J吸附继电器触点,第三触点J3和第四触点J4分别切
换到第一触点J1和第二触点J2,第一电容C1上的电压加载到负载上,完成供电。晶闸管T导
通后,第二低压信号B持续流过,晶闸管T保持导通状态,在装置掉电后,第一低压信号A和第
二低压信号B关断,则晶闸管T关断,继电器触点自动切换回常闭触点。
压信号A和第二低压信号B用一路低压信号代替。