一种测试设备保护电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种测试设备保护电路，以解决当前测试设备和被测试设备缺乏有效的保护措施等技术问题。该测试设备保护电路包括管理和控制电路、热插拔保护电路以及ID号采集电路；设备供电电源经所述热插拔保护电路与适配器连接，或者在没有设置适配器的情况下经所述热插拔保护电路直接与被测模块连接；所述管理和控制电路包括箝位电路、比较电路、译码电路、门电路组合、触发电路和计数/计时电路；计数/计时电路的输出端分出多路信号分别作为相应的开关控制信号、反馈保护信号以及驱动器/缓冲器/隔离器控制信号。本发明能够实时屏蔽极端工作条件对测试设备的不良影响，使测试设备能够更好地承受这些极端条件。
【专利说明】一种测试设备保护电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测试设备保护电路,用于自动测试设备(ATE, Automatic TestEquipment)或其它测试设备工作过程中对设备自身、适配器(TUA, Test Unit Adapter>ITA, Interface Test Adapter)和被测模块(UUT, Unit Under Test)进行保护。
【背景技术】
[0002]测试设备是批量生产线的核心组成部分，其价格一般较昂贵。在测试系统设计时，对设备和UUT的保护常常被忽视。目前大多数测试设备在工作过程中仅仅能进行简单的过流、过压保护，有些甚至完全没有保护。但是现代的测试设备经常需要面对恶劣条件的挑战，这些恶劣的条件往往来源于用户、UUT以及外界环境。测试设备经常会工作在过压、过流及高温条件下。许多外部因素都经常使这些极端情况发生。比如，电流异常(包括操作人员带电拔插引起的浪涌电流、器件损坏或线路问题引起的过流等)、供电差错(包括电源异常、模块插错导致电源接入总线、器件损坏等)、高温(设备超过正常工作温度范围)等。更为不幸地是，在各种测试设备实际使用时，测试设备经常会去测试一个已经损坏的UUT。目前通常的情况是，在测试系统设计时，对设备和UUT的保护是低效和片面的，对各种极端工作条件下的设备防护并无有效的综合解决措施。
[0003]设计测试系统时，若考虑到设备工作在极端条件下的可能性，则可以有效地增加测试设备的平均无故障时间(MTTF)。本发明涉及的一种测试设备保护电路可使测试设备能够更好地承受这些极端条件，从而提高测试设备的长期可靠性。
[0004]在测试领域中，各种测试设备实际使用时，经常会工作在电压/电流异常、工作人员错误操作、高温等极端条件下，造成设备和UUT损伤的情况时有发生。目前通常的情况是，在测试系统设计时，对设备和UUT的保护是低效和片面的，对各种极端工作条件下的设备防护并无有效的综合解决措施。
[0005]现代测试设备为了尽量降低成本，强调通用性。如图6所示，现代化的测试系统一般包含3个主要部分:测试设备自身、适配器(TUA, Test Unit Adapter、ITA, InterfaceTest Adapter)和被测模块(UUT,Unit Under Test)。适配器中可以设置UUT保护电路(参见中国专利ZL200910254541.6的方案)。在设备自身资源满足要求的情况下，这种方式可以让一台测试设备通过更换不同的适配器和测试程序，满足多种不同被测件的测试需求。例如，如果设备自身资源满足新UUT的测试需求，就不必再购买新的设备，只需要根据新的需求设计新的适配器，修改相应软件，就可以测试新的UUT 了。这样就大大降低了测试的成本。
[0006]也有测试系统中只包含测试设备和被测模块，没有适配器的情况。在一些专用测试设备里，其测试设备只有一种被测件(或少量几种被测件)，测试设备通过电气接口直接和被测模块连接，所以就不需要适配器了。采用这种方式的测试系统难以扩展和升级。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种测试设备保护电路，以解决当前测试设备和被测试设备缺乏有效的保护措施等技术问题。
[0008]本发明给出如下基本解决方案:
[0009]一种测试设备保护电路，包括管理和控制电路、热插拔保护电路以及ID号采集电路；设备供电电源经所述热插拔保护电路与适配器连接，或者在没有设置适配器的情况下经所述热插拔保护电路直接与被测模块连接；
[0010]所述管理和控制电路包括箝位电路、比较电路、译码电路、门电路组合、触发电路和计数/计时电路；
[0011]所述箝位电路的三个输入端分别接设备供电电源、安全电压上限信号和安全电压下限信号，这三个信号经箝位电路处理后接入比较电路，比较电路输出设备供电电源分别与安全电压上限和安全电压下限信号的比较结果；
[0012]所述译码电路的输入端与ID号采集电路的输出端连接；
[0013]比较电路的输出信号、译码电路的输出信号、温度报警信号作为三类输入信号接入所述门电路组合，门电路组合的输出端连接至触发电路的输入端，触发电路输出异步置零信号至计数/计时电路的输入端，使得
[0014]当门电路组合的输入全部与预期值相符时，计数/计时电路不计数；门电路组合的任意一个或几个输入与预期不符时，触发电路激活计数/计时电路，进行计数；
[0015]计数/计时电路的输出端分出多路信号分别接至热插拔保护电路的门控输出端、门电路组合和/或计数/计时电路自身的反馈保护端、以及驱动/缓冲/隔离电路，分别作为相应的开关控制信号、反馈保护信号以及驱动器/缓冲器/隔离器控制信号，其中反馈保护信号接入所述门电路组合和/或计数/计时电路自身的反馈保护端是用于在异常产生后防止频繁开关电源；
[0016]所述热插拔保护电路的门控输出端的GATE信号也接入所述门电路组合，用于热插拔保护电路控制电源开关时禁止所述管理和控制电路工作，防止冲突状态；
[0017]所述测试设备保护电路还设置有手动禁止输入单元，手动禁止输入单元输出禁止信号也接入所述门电路组合，用于手动禁止该测试设备保护电路工作。
[0018]关于以上所述的箝位电路和比较电路，考虑到设备供电电源可能提供多种不同伏值的电压信号供适配器和被测模块使用，如果供电电源只提供一种伏值的输出信号，箝位电路和比较电路通常为一路即可，如果供电电源提供多种不同伏值的电源信号，箝位电路和比较电路相应为多路。每一路箝位电路和比较电路的输入包括设备供电电源提供的一种电源信号以及该种电源信号相应的安全电压上限和安全电压下限信号，最终输出一对电平信号。
[0019]基于上述基本解决方案，本发明还做如下优化限定和改进:
[0020]上述门电路组合主要由一个或多个或门电路、一个或非门电路和一个与门电路组成；所述比较电路的输出信号、译码电路的输出信号、以及温度报警信号作为所述或非门电路的输入信号；所述或非门电路的输出信号、计数/计时电路输出的反馈保护信号(该信号与门控输出的GATE信号相同)、以及手动禁止输入单元输出的禁止信号作为所述与门电路的输入信号，所述与门电路的输出信号接至触发电路的输入端。
[0021]对于每一种伏值的电源信号，所述比较电路设置有一对比较器，这一对比较器分别完成设备供电电源与安全电压上限、安全电压下限信号的比较，这一对比较器的两个输出作为所述门电路组合中的或门的输入。
[0022]这里提及的可能设置多个或门电路，主要是考虑到对于多种不同伏值的电源信号，每一对比较器(对应一种伏值的电源信号)可以分别接入一个或门，这样多种伏值的电源信号对应多个或门，多个或门再分别接入或非门。当然，实际上也可以所有比较器的输出(多组对应多种伏值的电源信号)都接入一个或门，再形成一个输出接入或非门。
[0023]上述ID号采集电路包括连接于设备供电电源VCC与管理和控制电路输入端之间的上拉电阻，利用上拉电阻设置离散量信息以识别各个适配器或被测模块。
[0024]上述上拉电阻的数目与被测模块的数目相对应:若被测模块只有一种，则上拉电阻是一个，该上拉电阻串联于设备供电电源与译码电路的输入端之间；若有多种被测模块，则上拉电阻是多个，多个上拉电阻分别对应串联于设备供电电源与译码电路的多个输入端之间。
[0025]上述热插拔保护电路是以ADM4210、ADM1170、ADM1171、ADM1172、LTC4218、TPS2300或者UCC2919型号的热插拔控制器为核心构成的。
[0026]本发明与现有技术相比，优点是:
[0027]1、本发明中的管理和控制电路、热插拔保护电路以及ID号采集电路结合为一个整体，实时屏蔽各种极端工作条件(过压、欠压、电流异常、高温及人员误操作)对测试设备(包括测试设备自身，以及TUA/ITA和UUT)的不良影响，有效增加了测试设备的平均无故障时间、提高了测试设备使用过程中的安全性和测试设备的可靠性、延长了测试设备的使用寿命。
[0028]2、本发明电路实用简洁，可靠性较好；整个电路的实现成本较低，有较好的经济性；此外电路实现方法灵活，既可以采用FPGA、CPLD等可编程逻辑实现，也可以采用触发器、计数器和门电路等分立元件实现。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本发明的测试设备保护电路原理框图；
[0030]图2是型号为ADM4210的热插拔保护电路原理图；
[0031]图3是型号为LTC4218的热插拔保护电路原理图:
[0032]图4是ID号采集电路原理图。
[0033]图5是本发明的一个实施例的逻辑原理图。
[0034]图6是测试设备各组件连接关系示意图。
【具体实施方式】
[0035]如图1所示，本发明的测试设备保护电路包括管理和控制电路、热插拔保护电路以及ID号采集电路；其中热插拔保护电路和ID号采集电路通过管理和控制电路电连接，由管理和控制电路将各部分电路的功能综合起来，形成一个具有自动采集、判断、处理功能的整体。
[0036]管理和控制电路包括箝位电路、比较电路、译码电路、门电路组合、触发电路和计数/计时电路；所述箝位电路的三个输入分别与设备供电电源、安全电压上限和安全电压下限信号连接，这三个信号经箝位电路处理后与比较电路连接，比较电路输出设备供电电源分别与安全电压上限和安全电压下限信号的比较结果。所述译码电路的输入与ID号采集电路连接；所述门电路组合的一个输入与比较电路的输出连接、一个输入与ID号采集电路连接、另一个输入与温度报警信号连接；所述门电路组合的输出端作为数据输入与触发电路相连；时钟信号同时输入所述门电路组合、触发电路和计数/计时电路；所述触发电路的输出作为异步置零信号与计数/计时电路的输入相连；当所述门电路组合的输入全部与预期值相符时(正常)，计数/计时电路不计数；当所述门电路组合的任意一个或几个输入与预期不符时(异常)，触发电路激活计数/计时电路，开始计数；当计数达到预设值时，所述计数/计时电路输出开关控制信号、驱动器/隔离器控制信号和反馈保护信号；开关控制信号通过非门与热插拔保护电路相连，用于控制电源开关；驱动器/隔离器控制信号用于控制片选(CS, Chip Select)、使能(OE, Output Enable)等信号,可以与各种驱动器、隔离器、继电器相连，使管理和控制电路除了保护供电线路之外还可以保护数字总线、模拟总线等其它类型的信号线路；反馈保护信号回绕接入前述门电路组合，用于在异常产生后使保护电路进入等待状态，防止频繁开关电源。ID号采集电路和热插拔保护电路通过管理和控制电路在功能上结合为一个整体。热插拔控制器的栅极门控输出GATE信号接入前述门电路组合，用于热插拔控制器控制电源开关时禁止管理和控制电路，防止冲突状态。此外，有一个手动禁止信号接入门电路组合，用于在必要时(维修、排除故障等情况时)禁止该电路工作。
[0037]ID号采集电路包括连接于设备供电电源VCC以及管理和控制电路的输入端的电阻，与管理和控制电路配合实现了自动防误安装，能够保证适配器、UUT与测试设备之间的安全匹配。
[0038]电阻是一个或多个，所述电阻的数目与被测模块UUT的数目相对应；当UUT只有一种时，电阻是一个，该电阻是串联于设备供电电源和管理和控制电路的输入端之间；当UUT有多种时，电阻是多个，所述电阻是并接于设备供电电源和管理和控制电路与其所对应的输入端之间。
[0039]热插拔控制电路是以ADM4210、ADMl 170、ADMl 171、ADMl 172、LTC4218、TPS2300 或者UCC2919等型号的热插拔控制器为核心构成的，可以实现UUT和测试设备间的安全热插拔。
[0040]参见图2，所述热插拔保护电路包括型号是ADM4210的热插拔控制器、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、感应电阻R3、第一电阻R4、第二电阻R5、计时电容Cl、滤波电容C2、电容C3、负载滤波电容C4和N沟道功率场效应管N-MOSFET ;该热插拔控制器的供电输入端Vcc管脚连接设备供电电源VCC ;该热插拔控制器的使能及复位输入ON管脚通过第一分压电阻Rl接地，且通过第二分压电阻R2连接VCC ;并且ON管脚通过电阻Rl与滤波电容C2接地端连接，ON管脚通过电阻R2与滤波电容C2接VCC端连接，构成RC滤波电路；该热插拔控制器的定时设定输入TIMER管脚通过计时电容Cl接地；该热插拔控制器的GND管脚接地；该热插拔控制器的负载电流感应SENSE管脚与功率MOSFET的漏极D端连接，电源Vsys(Vsys既可为UUT和适配器供电，也可根据需要为测试设备中的其他仪器、设备或子系统供电)与功率MOSFET的源极S端连接，并且SENSE管脚通过感应电阻R3与该热插拔控制器的供电输入端VCC管脚连接；该热插拔控制器的栅极门控输出GATE管脚通过第一电阻R4与N沟道功率场效应管N-MOSFET的栅极G端连接，且通过串联的第二电阻R5和电容C3接地；UUT供电电源Vsys通过负载滤波电容C4接地。
[0041]参见图3，所述热插拔保护电路包括型号为LTC4218的热插拔控制器、第一电阻R1、第一分压电阻R2、第二分压电阻R3、第三分压电阻R4、感应电阻R5、第二电阻R6、第三电阻R7、第四电阻R8、第五电阻R9、第六电阻R10、计时电容Cl、电容C2、负载滤波电容C3、去耦电容C4和N沟道功率场效应管N-MOSFET ;热插拔控制器的型号是LTC4218，工作电压
2.9-26.5V ;该热插拔控制器的供电输入VDD管脚连接设备供电电源VCC ;该热插拔控制器的电源良好指示输入PG管脚通过第一电阻Rl连接VCC ;该热插拔控制器的欠压比较输入UV管脚与过流指示FLT管脚直接连接，且通过第一分压电阻R2连接VCC ;该热插拔控制器的过压比较输入OV管脚通过第三分压电阻R4接地；第二分压电阻R3串联在R2和R4之间；该热插拔控制器的定时设定输入TIMER管脚通过计时电容Cl接地；该热插拔控制器的内部电压输出INTVCC管脚通过去耦电容C4接地；该热插拔控制器的GND管脚接地；该热插拔控制器的电流感应正端SENSE+管脚与VCC连接，该热插拔控制器的电流感应负端SENSE-管脚与功率MOSFET的漏极D端连接，并且感应电阻R5串联于SENSE+与SENSE-之间；电源Vsys与功率MOSFET的源极S端连接；该热插拔控制器的源极S连接端SOURCE管脚与功率MOSFET的源极S端连接；该热插拔控制器的栅极门控输出GATE管脚通过第三电阻R7与N沟道功率场效应管N-MOSFET的栅极G端连接，且通过串联的第四电阻R8和电容C2接地；该热插拔控制器的电流监视器输出IMON管脚通过第二电阻R6接地；该热插拔控制器的电流折返和电源良好比较输入FB管脚通过第五电阻R9连接UUT供电电源Vsys，并且通过第六电阻RlO接地；UUT供电电源Vsys通过负载滤波电容C3接地。
[0042]热插拔控制器的型号不仅限于ADM4210(工作电压2.7-16.5V)和LTC4218(工作电压 2.9-26.5V)，还可以是 ADM1170 (工作电压 1.6-16.5V)、ADM1171 (工作电压 2.7-16.5V)、ADMl 172 (工作电压 2.7-16.5V)、TPS2300 (工作电压 3-13V)或者 UCC2919 (工作电压 3-8V)等型号的热插拔控制器，也可实现UUT的+3.3V/+5V热插拔保护电路。如需隔离和管理多种电压，可以采用每种电压分别控制的方式或选用具有多电压管理功能的热插拔控制器。热插拔控制电路具体的连接方式可根据其需要调整，还可以用包括计数器、比较器和门电路等分立元件构成的电路替换掉热插拔控制器。
[0043]通常情况下，当把带电的电路板从正在工作的底板拔出时，电路板上旁路电容将放电，放电电流将通过电路板上此时可能形成的低阻通路，产生较大的瞬时电流，这较大的瞬时电流称为浪涌。它使底板电源出现瞬时跌落，从而引发工作状态错误，更为严重的会导致连接器、电路元件、电路板的金属连线等部件或器件的损坏。通过外接一个N沟道功率场效应管(N-MOSFET)和其它外围元件，配合一定的控制策略即可消除浪涌电流，实现UUT与测试设备间的安全热插拔。所述外围元件就是电路中所需的电阻、电容、计数器或者比较器等。由于采用分立元件和小规模集成电路构成电路有可靠性低、维护成本高等缺点，而采用热插拔控制器实现则具有体积小、重量轻、电路结构简单、具有较高的安全性、可靠性和较低的整体成本等优点，因此建议选用热插拔控制器外接电阻、电容电路实现该UUT保护装置的热插拔保护电路。
[0044]参见图4，ID号采集电路是由使用上拉电阻电路设置离散量信息以标识不同UUT的电路实现。包括连接于设备供电电源VCC上以及管理和控制电路(简称:管控电路)输入端的上拉电阻。所述上拉电阻的数目与被测模块UUT的数目相对应，该电阻可以是一个也可以是多个，当UUT只有一种时电阻是一个，是串接于电源VCC和管控电路的输入端；当UUT有多种时电阻为多个，是并接于电源VCC和管控电路其所对应的输入端。当测试时，UUT与测试设备正确连接后，多个电阻中的与当前被测模块所对应的那个电阻是接地的。
[0045]通常，如果UUT在测试时插错槽位，就会造成UUT与测试设备及适配器供电电路不匹配，有可能会对UUT和测试设备造成损坏。本电路解决方法为，在适配器和UUT上设计离散量识别信号，即ID号。ID号与每种UUT 对应。如被测模块a、被测模块b、被测模块c的离散量ID号分别是110、101、011。IDO在UUT (被测模块a)通过适配器和测试设备正确物理连接后会与被测模块a上的一个接地管脚相连(同理IDl、ID2在和测试设备正确连接后也分别与被测模块b、c上的一个接地管脚相连)，这样当模块a正确接入时，IDO、IDUID2的离散量状态分别为低、高、高(即ID号为110)，由此可采集模块a对应的ID号(即离散量识别信息)。在测试设备运行过程中，管理和控制电路会实时判定这个离散量识别信息，当离散量识别信息读取有误时，管理和控制电路会实时切断UUT供电，测试系统也可根据管理和控制电路提供的开关控制信号的状态转入故障处理程序，从而自动防止UUT或TUA/ITA误选，对测试设备起到保护作用。
[0046]参见图5，所述管理和控制电路包括译码器、第一拨动开关、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管、第一比较器、第二比较器、门电路组合(主要由或门、或非门和与门组成)、第二拨动开关、D触发器、计数器、第一非门和第二非门；所述译码器的输入端与ID号采集电路连接；所述ID号采集电路的一个输入端在UUT和测试设备正确连接后会与UUT上的一个接地管脚相连；所述译码器的3个输出端011、101和110分别与第一拨动开关的一端一对一连接；所述拨动开关的另一端全部连接在一起，并且与所述或非门的一个输入端连接；所述第一肖特基二极管的阴极连接安全电压上限参考电平，阳极连接设备供电电源；所述第二肖特基二极管的阴极连接设备供电电源，阳极连接安全电压下限参考电平；所述第一比较器的正输入端连接设备供电电源，负输入端连接安全电压上限电平；所述第二比较器的正输入端连接安全电压下限电平，负输入端连接设备供电电源；所述或门的输入端分别连接第一比较器和第二比较器的输出端；所述或门的输出端与所述或非门的另一个输入端连接；所述或非门的输出端与所述与门的一个输入端连接；所述与门的另一个输入端与所述第二拨动开关的其中2个拨动开关连接，这2个开关的另一端分别被拉高和拉低；所述与门的另一个输入端与热插拔控制器的GATE输出端连接；所述与D触发器的数据输入端D管脚相连；所述D触发器的时钟输入端C管脚输入时钟脉冲信号，同时所述时钟脉冲信号作为计数时钟输入计数器的计数输入端CLK ;所述D触发器的预置输入PR端拉高；所述D触发器的清零输入CLR端与系统的复位信号RESET连接；所述D触发器的输出端Q与计数器的异步置零输入端RST相连；所述计数器的置数输入PE管脚、赋能输入(CET和CEP)管脚拉高，预置输入PO至P3可拉低或根据计时需要设置；所述计数器的输出端Q3通过第一非门接入热插拔控制器的GATE管脚，同时通过第二非门回绕接入计数器的赋能(CEP或CET)管脚；所述计数器的输出端Q3接入总线驱动器/收发器作为使能信号OE ;所述计数器的输出端Q3接入继电器开关作为开关控制信号。该电路建议使用CPLD或FPGA实现，以提高可靠性。
[0047]参见图5，ID号、温度报警信号、电压监控信号都经或门和与门输入触发器，ID号、温度、电压的任何一个信号异常都会实时触发测试设备保护电路。
[0048]参见图5，该连接方式3-8译码器可以提供3个ID位置，当UUT或TUA/ITA的数量超过8个，需要更多的ID号时，可更换译码器的型号，如4-10译码器等。当被测模块a测试时，假设正确连接时的ID号为110，则拨动110对应的开关，使SI导通，连接Y6和或非门。当模块a与测试设备正确物理连接后，IDO会与模块a上的一个接地管脚相连，IDO下拉为低电平，而此时ID1、ID2仍由Vsys上拉为高电平。这样正确连接时对应的ID号离散量信息即为110。同理，被测模块b测试时，当模块b与测试设备正确物理连接后，IDl会与模块b上的一个接地管脚相连，IDl下拉为低电平，而此时ID0、ID2仍由Vsys上拉为高电平。这样正确连接时对应的ID号离散量信息即为101。拨动101对应的开关，使SI导通，连接Y6和或非门。被测模块c测试时，当模块c与测试设备正确物理连接后，ID2会与模块c上的一个接地管脚相连，ID2下拉为低电平，而此时IDO、IDl仍由Vsys上拉为高电平。这样正确连接时对应的ID号离散量信息即为011，拨动011对应的开关，使SI导通，连接Y6和或非门。
[0049]参见图5，当测试设备使用时，拨动第二拨动开关对应上拉的开关导通，使手动禁止Hold信号被拉高，此时测试设备保护电路正常工作；当测试设备出现异常需要维修或出现其它情况需要屏蔽保护电路时，拨动第二拨动开关对应下拉的开关导通，使手动禁止Hold信号被拉低，此时测试设备保护电路停止工作。
[0050]参见图5，设备的供电电源经箝位二极管分别安全电压上限和安全电压下限信号连接，首先将供电电源输出箝位到一个安全的正电压和一个安全的负电压范围内。然后将设备的供电电源与安全电压上限和安全电压下限信号比较，如果电压在正常范围内，则电压监控信号Vcc_Monitor输出低电平，如果电压超出正常范围，则电压监控信号Vcc_Monitor输出高电平。电压监控信号VCC_M0nitor作为控制信号输入之一经或门和与门输入触发器。
[0051]参见图5, ID号、温度报警信号、电压监控信号都经或门输入与门，与门输出与一个D触发器相连，D触发器的输出与一个4位2进制同步计数器的异步置零输入端RST相连，控制计数器保持复位清零状态(正常)或进入计数状态(异常)。时钟脉冲信号CLK既作为D触发器的时钟输入，也作为计数器的计数时钟输入，频率可根据实际需要设置。当测试设备保护电路监控的信号均正常时(ID号为预期值、温度不报警、电压在正常范围内)，D触发器数据输入D的低电平在时钟的正沿传递到Q输出端，形成一个低电平信号将计数器保持在复位清零状态，此时计数器不计数，Gate信号的状态由热插拔控制器决定(Gate信号控制N沟道功率场效应管N-MOSFET的通断状态，N-MOSFET控制电源Vsys);当测试设备保护电路监控的任意一个信号发生异常时，D触发器数据输入D的高电平在时钟的正沿传递到Q输出端，计数器开始计数，计满η次(η可根据实际需要设置，本例为8)后将Gate信号拉为低电平，N沟道功率场效应管N-MOSFET断开，切断电源Vsys，同时停止计数器计数，使计数器进入保持状态；此时热插拔控制器不起作用。热插拔控制器通过外接感应电阻实时监控UUT、适配器或其它设备电流，当其电流、电压正常时，Gate信号的状态由管理和控制电路所监控的输入信号的状态决定。当热插拔控制器检测到电流/电压毛刺、浪涌、短路、过压/欠压等异常时，管理和控制电路不起作用，热插拔控制器直接根据自身硬件逻辑决定Gate信号的状态。异常情况一旦出现，热插拔控制器立即进入限流模式供电，如果限流延时期满(延时期由定时电容决定，可根据实际需要设置)异常仍未消除，则将Gate信号拉为低电平，断开N-MOSFET，切断电源Vsys。此时管理和控制电路被回绕的Gate信号禁止，不起作用。热插拔控制器的型号可根据实际需要选择。图中VCC为设备供电电源，Vsys为UUT、适配器、其他仪器/设备/子系统供电电源，CLK为控制逻辑的时钟脉冲信号，RESET为管理和控制电路复位信号，Gate为控制N-MOSFET通断的门控信号。
[0052]本发明能够实时屏蔽各种极端工作条件(过压、欠压、电流异常、高温及人员误操作)对测试设备(包括测试设备自身，以及适配器和UUT)的不良影响，有效增加了测试设备的平均无故障时间、提高了测试设备使用过程中的安全性和可靠性、延长了测试设备的使用寿命。
【权利要求】
1.一种测试设备保护电路，其特征在于:包括管理和控制电路、热插拔保护电路以及ID号采集电路；设备供电电源经所述热插拔保护电路与适配器连接，或者在没有设置适配器的情况下经所述热插拔保护电路直接与被测模块连接； 所述管理和控制电路包括箝位电路、比较电路、译码电路、门电路组合、触发电路和计数/计时电路； 所述箝位电路的三个输入端分别接设备供电电源、安全电压上限信号和安全电压下限信号，这三个信号经箝位电路处理后接入比较电路，比较电路输出设备供电电源分别与安全电压上限和安全电压下限信号的比较结果； 所述译码电路的输入端与ID号采集电路的输出端连接； 比较电路的输出信号、译码电路的输出信号、温度报警信号作为三类输入信号接入所述门电路组合，门电路组合的输出端连接至触发电路的输入端，触发电路输出异步置零信号至计数/计时电路的输入端，使得 当门电路组合的输入全部与预期值相符时，计数/计时电路不计数；门电路组合的任意一个或几个输入与预期不符时，触发电路激活计数/计时电路，进行计数； 计数/计时电路的输出端分出多路信号分别接至热插拔保护电路的门控输出端、门电路组合和/或计数/计时电路自身的反馈保护端、以及驱动/缓冲/隔离电路，分别作为相应的开关控制信号、反馈保护信号以及驱动器/缓冲器/隔离器控制信号，其中反馈保护信号接入所述门电路组合和/或计数/计时电路自身的反馈保护端是用于在异常产生后防止频繁开关电源； 所述热插拔保护电路的门控输出端的GATE信号也接入所述门电路组合，用于热插拔保护电路控制电源开关时禁 止所述管理和控制电路工作，防止冲突状态； 所述测试设备保护电路还设置有手动禁止输入单元，手动禁止输入单元输出禁止信号也接入所述门电路组合，用于手动禁止该测试设备保护电路工作。
2.根据权利要求1所述的测试设备保护电路，其特征在于:所述门电路组合主要由一个或者多个或门电路、一个或非门电路和一个与门电路组成；所述比较电路的输出信号、译码电路的输出信号、以及温度报警信号作为所述或非门电路的输入信号；所述或非门电路的输出信号、计数/计时电路输出的反馈保护信号、以及手动禁止输入单元输出的禁止信号作为所述与门电路的输入信号，所述与门电路的输出信号接至触发电路的输入端。
3.根据权利要求2所述的的测试设备保护电路，其特征在于: 对于每一种伏值的电源信号，所述比较电路设置有一对比较器，这一对比较器分别完成设备供电电源与安全电压上限、安全电压下限信号的比较，这一对比较器的两个输出作为所述门电路组合中的或门的输入。
4.根据权利要求1至3任一所述的测试设备保护电路，其特征在于:所述ID号采集电路包括连接于设备供电电源VCC与管理和控制电路输入端之间的上拉电阻，利用上拉电阻设置离散量信息以识别各个适配器或被测模块。
5.根据权利要求4所述的测试设备保护电路，其特征在于:所述上拉电阻的数目与被测模块的数目相对应:若被测模块只有一种，则上拉电阻是一个，该上拉电阻串联于设备供电电源与译码电路的输入端之间；若有多种被测模块，则上拉电阻是多个，多个上拉电阻分别对应串联于设备供电电源与译码电路的多个输入端之间。
6.根据权利要求5所述的测试设备保护电路，其特征在于:所述热插拔保护电路是以ADM4210、ADMl 170, ADMl 171, ADMl 172, LTC4218、TPS2300 或者 UCC2919 型号的热插拔控制器为核心构成的。
【文档编号】H02H7/00GK103701095SQ201310694091
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】崔强, 彭刚锋, 孔德岐, 徐春荣, 韩俊杰, 范舒雯, 高大友, 申洁琳, 雷鸣远 申请人:中国航空工业集团公司第六三一研究所