2后，再送到总线端口 BUSA和BUSB。当通过保险丝Fl和F2的电流大于其保护电流阈值时，保险丝Fl和F2熔断，断开总线发送器端口 A0UT、B0UT与总线端口 BUSA、BUSB的连接，从而实现对总线发送器的过流保护。同时，在AOUT和BOUT端口与地之间分别接入过压保护器件102，实现对总线发送节点的过压保护。
[0028]实际上，若是像图3这样采用保险丝作为过流保护器件，保护电流阈值的大小可由保险丝的尺寸来决定。尺寸具体包括横截面积和长度。横截面积越大，则保险丝的熔断电流越大，即电路的保护电流阈值就越大，反之越小；长度越长，则保险丝的熔断电流越小，即电路的保护电流阈值就越小，反之则越大。因此，通过调整保险丝的尺寸，可以根据实际需求对保护电流阈值进行调整。
[0029]继续参见图3，过压保护器件102分别通过齐纳二极管的正向和反向串联来实现，改变正向和反向串联的齐纳二极管个数，可以对保护电压值进行调整。图3中，齐纳二极管D1-D4构成了总线发送器端口 AOUT上的过压保护器件1021，齐纳二极管D5-D8构成了总线发送器端口 BOUT上的过压保护器件1022。
[0030]具体地，Dl和D2为两个反向串联的二极管，D3和D4为两个正向串联的二极管。利用齐纳二极管反向击穿时的电压钳位特性进行过压保护。根据制造工艺的不同，齐纳二极管D有不同的正向导通电压和反向击穿电压，一般情况下，齐纳二极管D的正向导通电压在0.6V?IV之间，反向击穿电压在4V?6V之间。当二极管两端的正向电压大于导通电压时，二极管正向导通，正向导通时，二极管两端压降为0.6V?IV ;当二极管两端的反向电压大于其反向击穿电压时，二极管发生反向击穿，产生大电流，并将其两端的电压钳位在击穿电压值附近。为方便起见，假设齐纳二极管D的正向导通电压为0.7V，反向击穿电压为6V，以此对过压保护器件的工作过程进行说明。
[0031]如图3所示的4个齐纳二极管分别串联后，AOUT和BOUT端口到地的击穿电压为13.4V。因此，此时AOUT和BOUT端口对地的保护电压阈值即为13.4V。当由于故障、电磁干扰或者雷击等原因，系统总线上出现高于13.4V的正电压时，齐纳二极管Dl和D2、D5和D6发生反向击穿，同时D3和D4、D7和D8正向导通，过压保护器件启动，将AOUT和BOUT端口的电压钳位在13.4V左右，同时产生从总线BUSA、BUSB分别经过保险丝Fl和F2，再经过齐纳二极管Dl?D4、D5-D8到地的大电流，将保险丝都熔断，断开AOUT和BOUT与总线的连接，避免高压传导到内部电路，造成总线控制器等其他系统部件的损坏。当总线上出现低于-13.4V的负电压时，齐纳二极管D3和D4、D7和D8发生反向击穿，同时Dl和D2、D5和D6正向导通，将AOUT和BOUT端口的电压钳位在-13.4V左右，同时产生从地分别经过齐纳二极管Dl?D4、D5-D8，再经过保险丝到总线的大电流，将保险丝熔断，断开AOUT和BOUT与总线的连接，避免负高压对系统造成破坏。
[0032]图4示出了过压保护器件的另一种结构。在该图4中，仍然以四个齐纳二极管的正向和反向串联来进行举例说明，其中，Dl和D2为两个反向串联的二极管，D3和D4为两个正向串联的二极管。与图3所示的保护电路不同的是，可以通过控制开关S1、S2和S3的断开和闭合，选择接入保护电路中的正向和反向串联的齐纳二极管个数，从而改变保护电路的保护电压阈值，以满足不同工作电压总线系统的电压保护需求。以图4所示电路结构为例，当开关S1、S2和S3均断开时，二极管Dl?D4都接入电路，此时保护电压阈值最大，保护电压的最大值为13.4V ;当开关S1、S2和S3均闭合时，二极管Dl接入电路，D2、D3、D4被短路，此时保护电压最小，保护电压最小值为6V。以此为例，说明控制连接在齐纳二极管两端开关的通断，可以设置不同的电压保护阈值，进而可以满足不同工作电压系统的保护要求。
[0033]此外，本发明实施例还提供一种航空总线系统。该航空总线系统包括处理器、总线控制器、总线发送器以及同时接在系统总线上的若干接收器和子系统，其特征在于，所述航空总线系统还包括一个保护电路，用于防止总线发送器和系统总线之间因过流或过压产生的损害扩大。该保护电路即为上述各实施例和附图提供的保护电路，在此就不再赘述。
[0034]综上，根据本发明提供的航空总线系统及其保护电路，能够在系统总线出现过流时，将总线发送器端口的过流保护部件熔断，完全断开总线发送器与系统总线之间的物理连接，实现总线发送器与系统总线的完全隔离，以保护总线控制器、处理器等其他关键系统设备。通过总线发送器的“自我牺牲”，将系统总线上的过压、过流对系统的破坏范围限制在了发送器内部，极大的降低了过压、过流的破坏性，也最大限度的降低了系统修复成本。同时，该保护电路也能防止总线发送器自身内部由于短路、闩锁等故障引起的过压和过流传导到系统总线上，避免由于总线发送器的故障造成总线上其他接收节点的损坏。
[0035]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种航空总线保护电路，用于防止总线发送器和系统总线之间因过流或过压产生的损害扩大，其特征在于，所述保护电路设于所述总线发送器的端口与系统总线之间，包括一个当电流超过保护电流阈值时即刻熔断、断开所述总线发送器与系统总线之间的物理连接的过流保护部件。
2.如权利要求1所述的航空总线保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括设置在所述总线发送器的端口与地之间的，用于当总线电压高于保护电压阈值时、将电压钳位在保护电压阈值附近的过压保护部件。
3.如权利要求2所述的航空总线保护电路，其特征在于，所述过压保护部件还用于当总线电压高于保护电压阈值时、产生大于所述保护电流阈值的电流，从而将所述过流保护部件熔断、断开所述总线发送器与系统总线之间的物理连接。
4.如权利要求1所述的航空总线保护电路，其特征在于，所述过流保护器件为保险丝、熔丝管或者熔丝盒。
5.如权利要求3所述的航空总线保护电路，其特征在于，所述过压保护部件通过齐纳二极管的正向和反向串联来实现；并通过改变正向和反向串联的齐纳二极管的个数来调整所述保护电压阈值。
6.一种航空总线系统，包括处理器、总线控制器、总线发送器以及同时接在系统总线上的若干接收器和子系统，其特征在于，所述航空总线系统还包括一个保护电路，用于防止总线发送器和系统总线之间因过流或过压产生的损害扩大；所述保护电路设于所述总线发送器的端口与系统总线之间，包括一个当电流超过保护电流阈值时即刻熔断、断开所述总线发送器与系统总线之间的物理连接的过流保护部件。
7.如权利要求6所述的航空总线系统，其特征在于，所述保护电路还包括设置在所述总线发送器的端口与地之间的，用于当总线电压高于保护电压阈值时、将电压钳位在保护电压阈值附近的过压保护部件。
8.如权利要求7所述的航空总线系统，其特征在于，所述过压保护部件还用于当总线电压高于保护电压阈值时、产生大于所述保护电流阈值的电流，从而将所述过流保护部件熔断、断开所述总线发送器与系统总线之间的物理连接。
9.如权利要求6所述的航空总线系统，其特征在于，所述过流保护器件为保险丝、熔丝管或者熔丝盒。
10.如权利要求8所述的航空总线系统，其特征在于，所述过压保护部件通过齐纳二极管的正向和反向串联来实现；并通过改变正向和反向串联的齐纳二极管的个数来调整所述保护电压阈值。
【专利摘要】本发明属于集成电路领域，尤其涉及一种航空总线系统及其保护电路。本发明提供的航空总线系统保护电路，设于总线发送器的端口与系统总线之间，能够在系统总线出现过流时，将总线发送器端口的过流保护部件熔断，完全断开总线发送器与系统总线之间的物理连接，实现总线发送器与系统总线的完全隔离，以保护总线控制器、处理器等其他关键系统设备。同时，该保护电路也能防止总线发送器自身内部由于短路、闩锁等故障引起的过压和过流传导到系统总线上，避免由于总线发送器的故障造成总线上其他接收节点的损坏。
【IPC分类】G05B19-048
【公开号】CN104597823
【申请号】CN201410747734
【发明人】王艳东, 刘云龙, 卢国新, 贾增元
【申请人】深圳市国微电子有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月8日