一种基于源极跟随器的逻辑保护放大式的逻辑控制系统.pdf

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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410706253.0 (22)申请日 2014.11.27 H05B 37/02(2006.01) (71)申请人 成都措普科技有限公司 地址 610000 四川省成都市高新区瑞升南街 8幢 (72)发明人 罗娅 车容俊 (74)专利代理机构 深圳市合道英联专利事务所 ( 普通合伙 ) 44309 代理人 廉红果 陆庆红 (54) 发明名称 一种基于源极跟随器的逻辑保护放大式的逻 辑控制系统 (57) 摘要 本发明公开了一种基于源极跟随器的逻辑保 护放大式的逻辑控制系统，主要由场效应管 MOS， 异或门电路，非门IC1，非门IC3。

2、，非门IC4，输入端 与非门 IC1 的输出端相连接的非门 IC2，与非门 IC1 的输入端相连接的一级滤波电路，与非门 IC3 的输入端相连接二级滤波电路，一端与场效应管 MOS 的栅极相连接、另一端与非门 IC1 的输出端 相连接的电阻 R3，一端与场效应管 MOS 的栅极相 连接、另一端与异或门电路相连接的电阻 R5 等组 成。本发明的整体结构简单，其制作和使用非常方 便。同时，本发明完全采用逻辑电子元件来实现其 逻辑控制功能，因此其能耗非常低，运算速度快。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (10)。

3、申请公布号 CN 104470107 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104470107 A 1/2 页 2 1.一种基于源极跟随器的逻辑保护放大式的逻辑控制系统，主要由场效应管 MOS，异 或门电路，非门 IC1，非门 IC3，非门 IC4，输入端与非门 IC1 的输出端相连接的非门 IC2，与 非门IC1的输入端相连接的一级滤波电路，与非门IC3的输入端相连接二级滤波电路，一端 与场效应管MOS的栅极相连接、另一端与非门IC1的输出端相连接的电阻R3，一端与场效应 管MOS的栅极相连接、另一端与异或门电路相连接的电阻R5，正极与场效应管MOS的栅极相 连接、其负极与非门。

4、 IC3 的输出端相连接的电容 C3，以及一端与场效应管 MOS 的漏极相连 接、另一端接地的电阻 R9 组成，其特征在于，所述非门 IC2 的输出端顺次经电阻 R7 和二极 管D3后与开关功率放大电路相连接，所述非门IC4和异或门电路的输出端均与该开关功率 放大电路相连接 ；同时，在非门 IC4 的输出端与开关功率放大电路之间还串接有逻辑保护 放大电路 ；所述开关功率放大电路主要由功率放大器 P1，功率放大器 P2，功率放大器 P3，串 接在功率放大器 P1 的输出端与负极输入端之间的电阻 R8 和电容 C8，串接在功率放大器 P2 的输出端与正极输入端之间的电阻 R10 和电容 C9，基极。

5、与功率放大器 P1 的输出端相连接、 集电极经电阻 R11 后与功率放大器 P3 的正极输入端相连接的三极管 Q2，基极与三极管 Q2 的发射极相连接、集电极经电阻 R12 后与功率放大器 P3 的负极输入端相连接的三极管 Q3， 基极经电阻 R13 后与功率放大器 P2 的输出端相连接、集电极经电阻 R16 后与三极管 Q3 的 基极相连接的三极管Q1，正极与功率放大器P3的负极输入端相连接、而负极与三极管Q3的 发射极相连接并接地的电容 C10，与电阻 R13 相并联的电容 C11，一端与三极管 Q1 的基极相 连接、另一端外接 -4V 电压的电阻 R14，一端与三极管 Q1 的发射极相连。

6、接、另一端外接 -4V 电压的电阻R15，与电阻R15相并联的电容C12，以及N极与三极管Q2的集电极相连接、P极 外接 -4V 电压的二极管 D5 组成 ；所述功率放大器 P1 的正极输入端与二极管 D3 的 N 极相连 接，所述异或门电路的输出端则与功率放大器 P2 的负极输入端相连接 ； 所述逻辑保护放大电路主要由功率放大器P4，功率放大器P5，与非门IC6，与非门IC7， 负极与功率放大器 P4 的正极输入端相连接、正极经电阻 R20 后与与非门 IC7 的负极输入端 相连接的极性电容 C13，一端与与非门 IC6 的负极输入端相连接、另一端与功率放大器 P4 的正极输入端相连接的电阻。

7、 R17，串接在功率放大器 P4 的负极输入端与输出端之间的电阻 R18，一端与与非门IC6的输出端相连接、另一端与功率放大器P5的负极输入端相连接的电 阻 R19，串接在功率放大器 P5 的正极输入端与输出端之间的极性电容 C14，正极与与非门 IC7的输出端相连接、负极顺次经稳压二极管D6和电阻R21后与功率放大器P4的输出端相 连接的电容 C15，P 极与功率放大器 P5 的输出端相连接、N 极顺次经电阻 R23 和电阻 R22 后 与稳压二极管D6和电阻R21的连接点相连接的二极管D7，以及N极与电容C15的负极相连 接、P 极与二极管 D7 和电阻 R23 的连接点相连接的稳压二极管。

8、 D8 组成 ；所述与非门 IC6 的 正极输入端与功率放大器 P4 的负极输入端相连接 ；功率放大器 P5 的输出端与非门 IC7 的 正极输入端相连接，其正极输入端则与功率放大器 P4 的输出端相连接 ；所述极性电容 C13 的正极则与非门 IC4 的输出端相连接，而电阻 R22 和电阻 R23 的连接点则分别与功率放大 器 P1 的负极输入端和功率放大器 P2 的正极输入端相连接。 2.根据权利要求 1 所述的一种基于源极跟随器的逻辑保护放大式的逻辑控制系统，其 特征在于，所述一级滤波电路由 P 极与非门 IC1 的输入端相连接、N 极经电阻 R2 和电容 C1 后与非门 IC1 的输入。

9、端相连接的二极管 D1，以及与二极管 D1 相并联的电阻 R1 组成 ；所述 电容 C1 的负极接地。 权 利 要 求 书CN 104470107 A 2/2 页 3 3.根据权利要求 2 所述的一种基于源极跟随器的逻辑保护放大式的逻辑控制系统，其 特征在于，所述异或门电路由异或门 IC5，N 极与异或门 IC5 的第一输入端相连接、P 极与二 级滤波电路相连接的二极管 D4，一端与二极管 D4 的 P 极相连接、另一端外接 +12V 电压的 电阻 R6，以及正极与二极管 D4 的 P 极相连接、负极接地的电容 C4 组成 ；所述异或门 IC5 的 第二输入端与功率放大器P1的正极输入端相连接。

10、，而异或门IC5的输出端则与功率放大器 P2 的负极输入端相连接。 4.根据权利要求 3 所述的一种基于源极跟随器的逻辑保护放大式的逻辑控制系统，其 特征在于，所述二级滤波电路由 N 极与非门 IC3 的输入端相连接、P 极与二极管 D4 的 P 极 相连接的二极管 D2，与二极管 D2 相并联的电阻 R4，以及正极与非门 IC3 的输入端相连接、 负极接地的电容 C2 组成。 权 利 要 求 书CN 104470107 A 1/4 页 4 一种基于源极跟随器的逻辑保护放大式的逻辑控制系统 技术领域 0001 本发明涉及一种逻辑控制电路，具体是指一种基于源极跟随器的逻辑保护放大式 的逻辑控制系。

11、统。 背景技术 0002 目前，由于 LED 灯具有能耗低、使用寿命长以及安全环保等特点，其已经成为了人 们生活照明的主流产品之一。由于 LED 灯不同于传统的白炽灯，其需要由专用的驱动电路 来进行驱动，因此市面上便出现了各式各样的用于防止驱动系统免受内部或外部不利因素 干扰的保护系统。 0003 逻辑控制电路是 LED 灯保护系统中的一个重要控制部分，其运行速度的快慢和性 能稳定与否直接决定了 LED 灯保护系统的使用范围和性能好坏。但是，目前这些逻辑控制 电路的结构都较为复杂，不仅其能耗较高，而且其运行速度较慢，不能很好的体现出逻辑控 制的快速、低能耗的优势。 发明内容 0004 本发明的。

12、目的在于克服目前 LED 灯保护系统用的逻辑控制电路结构复杂、能耗较 高、运行速度较慢的缺陷，提供一种基于源极跟随器的逻辑保护放大式的逻辑控制系统。 0005 本发明的目的通过下述技术方案实现 ：一种基于源极跟随器的逻辑保护放大式的 逻辑控制系统，主要由场效应管 MOS，异或门电路，非门 IC1，非门 IC3，非门 IC4，输入端与 非门 IC1 的输出端相连接的非门 IC2，与非门 IC1 的输入端相连接的一级滤波电路，与非门 IC3 的输入端相连接二级滤波电路，一端与场效应管 MOS 的栅极相连接、另一端与非门 IC1 的输出端相连接的电阻 R3，一端与场效应管 MOS 的栅极相连接、另一。

13、端与异或门电路相连 接的电阻R5，正极与场效应管MOS的栅极相连接、其负极与非门IC3的输出端相连接的电容 C3，以及一端与场效应管 MOS 的漏极相连接、另一端接地的电阻 R9 组成。 0006 同时，所述非门 IC2 的输出端顺次经电阻 R7 和二极管 D3 后与开关功率放大电路 相连接，所述非门 IC4 和异或门电路的输出端均与该开关功率放大电路相连接 ；且在非门 IC4 的输出端与开关功率放大电路之间还串接有逻辑保护放大电路 ；所述开关功率放大电 路主要由功率放大器 P1，功率放大器 P2，功率放大器 P3，串接在功率放大器 P1 的输出端与 负极输入端之间的电阻 R8 和电容 C8，。

14、串接在功率放大器 P2 的输出端与正极输入端之间的 电阻 R10 和电容 C9，基极与功率放大器 P1 的输出端相连接、集电极经电阻 R11 后与功率放 大器P3的正极输入端相连接的三极管Q2，基极与三极管Q2的发射极相连接、集电极经电阻 R12 后与功率放大器 P3 的负极输入端相连接的三极管 Q3，基极经电阻 R13 后与功率放大器 P2 的输出端相连接、集电极经电阻 R16 后与三极管 Q3 的基极相连接的三极管 Q1，正极与功 率放大器 P3 的负极输入端相连接、而负极与三极管 Q3 的发射极相连接并接地的电容 C10， 与电阻 R13 相并联的电容 C11，一端与三极管 Q1 的基极。

15、相连接、另一端外接 -4V 电压的电 阻 R14，一端与三极管 Q1 的发射极相连接、另一端外接 -4V 电压的电阻 R15，与电阻 R15 相 说 明 书CN 104470107 A 2/4 页 5 并联的电容 C12，以及 N 极与三极管 Q2 的集电极相连接、P 极外接 -4V 电压的二极管 D5 组 成 ；所述功率放大器P1的正极输入端与二极管D3的N极相连接，所述异或门电路的输出端 则与功率放大器 P2 的负极输入端相连接。 0007 所述逻辑保护放大电路主要由功率放大器 P4，功率放大器 P5，与非门 IC6，与非门 IC7，负极与功率放大器 P4 的正极输入端相连接、正极经电阻 。

16、R20 后与与非门 IC7 的负极输 入端相连接的极性电容 C13，一端与与非门 IC6 的负极输入端相连接、另一端与功率放大器 P4的正极输入端相连接的电阻R17，串接在功率放大器P4的负极输入端与输出端之间的电 阻R18，一端与与非门IC6的输出端相连接、另一端与功率放大器P5的负极输入端相连接的 电阻R19，串接在功率放大器P5的正极输入端与输出端之间的极性电容C14，正极与与非门 IC7的输出端相连接、负极顺次经稳压二极管D6和电阻R21后与功率放大器P4的输出端相 连接的电容 C15，P 极与功率放大器 P5 的输出端相连接、N 极顺次经电阻 R23 和电阻 R22 后 与稳压二极管。

17、D6和电阻R21的连接点相连接的二极管D7，以及N极与电容C15的负极相连 接、P 极与二极管 D7 和电阻 R23 的连接点相连接的稳压二极管 D8 组成 ；所述与非门 IC6 的 正极输入端与功率放大器 P4 的负极输入端相连接 ；功率放大器 P5 的输出端与非门 IC7 的 正极输入端相连接，其正极输入端则与功率放大器 P4 的输出端相连接 ；所述极性电容 C13 的正极则与非门 IC4 的输出端相连接，而电阻 R22 和电阻 R23 的连接点则分别与功率放大 器 P1 的负极输入端和功率放大器 P2 的正极输入端相连接。 0008 所述一级滤波电路由P极与非门IC1的输入端相连接、N极。

18、经电阻R2和电容C1后 与非门 IC1 的输入端相连接的二极管 D1，以及与二极管 D1 相并联的电阻 R1 组成 ；所述电 容 C1 的负极接地。 0009 所述异或门电路由异或门 IC5，N 极与异或门 IC5 的第一输入端相连接、P 极与二 级滤波电路相连接的二极管 D4，一端与二极管 D4 的 P 极相连接、另一端外接 +12V 电压的 电阻 R6，以及正极与二极管 D4 的 P 极相连接、负极接地的电容 C4 组成 ；所述异或门 IC5 的 第二输入端与功率放大器P1的正极输入端相连接，而异或门IC5的输出端则与功率放大器 P2 的负极输入端相连接。 0010 所述二级滤波电路由 N。

19、 极与非门 IC3 的输入端相连接、P 极与二极管 D4 的 P 极相 连接的二极管 D2，与二极管 D2 相并联的电阻 R4，以及正极与非门 IC3 的输入端相连接、负 极接地的电容 C2 组成。 0011 本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果 ： （1）本发明的整体结构简单，其制作和使用非常方便。 0012 （2）本发明完全采用逻辑电子元件来实现其逻辑控制功能，因此其能耗非常低，运 算速度快。 0013 （3）本发明采用源极跟随器来作为控制开关，因此其性能更加稳定，其动态范围更 好。 0014 （4）本发明采用了开关功率放大电路来作为功率放大部件，因此性能更加稳定，灵 敏度更高。 。

20、附图说明 0015 图 1 为本发明的整体结构示意图。 说 明 书CN 104470107 A 3/4 页 6 0016 图 2 为本发明的逻辑保护放大电路结构示意图。 具体实施方式 0017 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 实施例 0018 如图 1 所示，本发明主要由场效应管 MOS、非门 IC1、非门 IC3、非门 IC4、一级滤波 电路、二级滤波电路、异或门电路、电阻 R3、电阻 R5、电阻 R7、电阻 R9、电容 C3、二极管 D3、开 关功率放大电路及逻辑保护放大电路组成。连接时，非门 IC2 的输入端与非门 IC1 的输出 端相连接，即非门。

21、 IC1 和非门 IC2 相串接。同时，该一级滤波电路要与非门 IC1 的输入端相 连接，二级滤波电路则与非门 IC3 的输入端相连接。 0019 其中，所述的开关功率放大电路主要由功率放大器 P1，功率放大器 P2，功率放大 器 P3，三极管 Q1，三极管 Q2，三极管 Q3，串接在功率放大器 P1 的输出端与负极输入端之间 的一级 RC 滤波电路，串接在功率放大器 P2 的输出端与正极输入端之间的二级 RC 滤波电 路，以及电阻 R11、电阻 R12、电阻 R13、电阻 R14、电阻 R15、电阻 R16、电容 C10、电容 C11、电 容 C12 及二极管 D5 组成。 0020 所述的。

22、一级 RC 滤波电路由电阻 R8 和电容 C8 并联而成，即电阻 R8 和电容 C8 均串 接在功率放大器 P1 的负极输入端与输出端之间 ；所述的二级 RC 滤波电路则由电阻 R10 和 电容 C9 并联而成，即电阻 R10 和电容 C9 均串接在功率放大器 P2 的正极输入端与输出端之 间。同时，功率放大器 P1 的负极输入端还与功率放大器 P2 的正极输入端相连接。 0021 三极管 Q2 的基极与功率放大器 P1 的输出端相连接，其集电极经电阻 R11 后与功 率放大器 P3 的正极输入端相连接，其发射极则与三极管 Q3 的基极相连接 ；三极管 Q3 的集 电极经电阻 R12 后与功率。

23、放大器 P3 的负极输入端相连接，同时，该三极管 Q3 的集电极还外 接 +10V 电压。 0022 三极管 Q1 的基极经电阻 R13 后与功率放大器 P2 的输出端相连接，其集电极则经 电阻 R16 后与三极管 Q3 的基极相连接。电容 C11 则与电阻 R13 相并联，为确保效果，该电 容 C11 优先采用电解电容来实现。连接时，电容 C11 的负极与三极管 Q1 的基极相连接，其 正极则与功率放大器 P2 的输出端相连接。电容 C10 的正极与功率放大器 P3 的负极输入端 相连接，其负极则与三极管 Q3 的发射极相连接。同时，该电容 C10 的负极和三极管 Q3 的发 射极均接地。 。

24、0023 电阻R14的一端与三极管Q1的基极相连接，其另一端外接-4V的电压 ；而电阻R15 的一端与三极管 Q1 的发射极相连接，其另一端则同样外接 -4V 的电压。电容 C12 则与电阻 R15 相并联。同样，所述电容 C10 和电容 C12 也均采用电解电容来实现。 0024 所述二极管D5的N极与三极管Q2的集电极相连接，其P极在外接-4V的电压。同 时，该功率放大器 P3 的输出端要与驱动芯片 M 的 TD 管脚相连接。 0025 为确保功率放大器P1和功率放大器P2的正常运行，该电容C8和电容C9均优先采 用贴片电容来实现。而电阻 R8、电阻 R10 的阻值均为 10 K，电阻 R。

25、11、电阻 R12、电阻 R13、 电阻 R14、电阻 R15 和电阻 R16 的阻值均为 20 K。 0026 所述电阻 R3 的一端与场效应管 MOS 的栅极相连接，其另一端与非门 IC1 的输出端 说 明 书CN 104470107 A 4/4 页 7 相连接 ；电阻 R5 的一端与场效应管 MOS 的栅极相连接，其另一端与异或门电路相连接 ；电 容 C3 的正极与场效应管 MOS 的栅极相连接，其负极与非门 IC3 的输出端相连接 ；电阻 R9 的 一端与场效应管 MOS 的漏极相连接，另一端接地。同时，该场效应管 MOS 的源极需要则外接 +12V 电压，以确保场效应管 MOS 能正。

26、常工作。所述场效应管 MOS 的漏极要与非门 IC4 的输 入端相连接。 0027 所述一级滤波电路由二极管 D1、电阻 R1、电阻 R2 及电容 C1 组成，其中，二极管 D1 的 P 极与非门 IC1 的输入端相连接，其 N 极经电阻 R2 和电容 C1 后与非门 IC1 的输入端相 连接。电阻 R1 则与二极管 D1 相并联，而电容 C1 的负极接地。 0028 所述异或门电路由异或门 IC5，二极管 D4、电阻 R6 和电容 C4 组成，连接时，二极管 D4 的 N 极与异或门 IC5 的第一输入端相连接，其 P 极与二级滤波电路相连接 ；电阻 R6 为分 压电阻，其一端与二极管 D4。

27、 的 P 极相连接，其另一端外接 +12V 电压 ；电容 C4 的正极与二极 管 D4 的 P 极相连接，其负极接地。 0029 同时，异或门 IC5 的第二输入端分别与二极管 D3 的 N 极和功率放大器 P1 的正极 输入端相连接，而异或门 IC5 的输出端则要与功率放大器 P2 的负极输入端相连接。 0030 所述二级滤波电路由二极管 D2、电阻 R4 及电容 C2 组成，其中，二极管 D2 的 N 极 与非门 IC3 的输入端相连接，其 P 极与二极管 D4 的 P 极相连接 ；电阻 R4 与二极管 D2 相并 联，电容 C2 的正极与非门 IC3 的输入端相连接，其负极接地。 003。

28、1 所述逻辑保护放大电路的结构如图 2 所示，即该逻辑保护放大电路主要由功率放 大器 P4，功率放大器 P5，与非门 IC6，与非门 IC7，负极与功率放大器 P4 的正极输入端相连 接、正极经电阻 R20 后与与非门 IC7 的负极输入端相连接的极性电容 C13，一端与与非门 IC6的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P4的正极输入端相连接的电阻R17，串接在 功率放大器P4的负极输入端与输出端之间的电阻R18，一端与与非门IC6的输出端相连接、 另一端与功率放大器P5的负极输入端相连接的电阻R19，串接在功率放大器P5的正极输入 端与输出端之间的极性电容 C14，正极与与非门 IC7 的。

29、输出端相连接、负极顺次经稳压二极 管 D6 和电阻 R21 后与功率放大器 P4 的输出端相连接的电容 C15，P 极与功率放大器 P5 的 输出端相连接、N 极顺次经电阻 R23 和电阻 R22 后与稳压二极管 D6 和电阻 R21 的连接点相 连接的二极管 D7，以及 N 极与电容 C15 的负极相连接、P 极与二极管 D7 和电阻 R23 的连接 点相连接的稳压二极管 D8 组成。 0032 同时，所述与非门 IC6 的正极输入端与功率放大器 P4 的负极输入端相连接 ；功率 放大器 P5 的输出端与非门 IC7 的正极输入端相连接，其正极输入端则与功率放大器 P4 的 输出端相连接。 0033 所述极性电容 C13 的正极要与非门 IC4 的输出端相连接，而电阻 R22 和电阻 R23 的连接点则分别与功率放大器 P1 的负极输入端和功率放大器 P2 的正极输入端相连接。 0034 如上所述，便可以很好的实现本发明。 说 明 书CN 104470107 A 1/2 页 8 图1 说 明 书 附 图CN 104470107 A 2/2 页 9 图2 说 明 书 附 图CN 104470107 A 。