一种开关电路及开关装置制造方法及图纸

技术编号:26567118 阅读:44 留言:0更新日期:2020-12-01 20:03
本申请的实施例公开了一种开关电路及开关装置,涉及开关技术领域,为提高开关电路中的金属‑氧化物半导体场效应晶体管的安全性而发明专利技术。所述开关电路,包括:第一开关驱动电路,所述第一开关驱动电路包括直流电源、第一限流电阻及金属‑氧化物半导体场效应晶体管,所述直流电源与所述第一限流电阻第一端连接,所述第一限流电阻的第二端与所述金属‑氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接,所述金属‑氧化物半导体场效应晶体管的漏极用于连接负载,金属‑氧化物半导体场效应晶体管的源极接地。本申请适用于将连接于开关电路的负载接入电源或与电源断开。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电路及开关装置
本申请涉及开关
,尤其涉及一种开关电路及开关装置。
技术介绍
为能够方便地将负载接入电源系统或与电源系统断开,在电源系统中设置了开关电路,现有的开关电路由专用芯片、小型三极管或金属-氧化物半导体场效应晶体管,直接驱动功率金属-氧化物半导体场效应晶体管开启或关闭,这种方式在根本上是一种硬性驱动,功率金属-氧化物半导体场效应晶体管在开启过程中容易损坏,使得金属-氧化物半导体场效应晶体管的安全性较低。
技术实现思路
有鉴于此,本申请实施例提供一种开关电路及开关装置,能够提高开关电路中的金属-氧化物半导体场效应晶体管的安全性。本申请实施例提供一种开关电路,包括:第一开关驱动电路,所述第一开关驱动电路包括直流电源、第一限流电阻及金属-氧化物半导体场效应晶体管,所述直流电源与所述第一限流电阻第一端连接,所述第一限流电阻的第二端与所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接,所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极用于连接负载,金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极接地。根据本申请实施例的一种具体实现方式,还包括第二开关驱动电路,所述第二开关驱动电路包括控制器及三极管开关单元电路,所述三极管开关单元电路的输入端与所述控制器的输出端连接,所述三极管开关单元电路的第一输出端与所述第一限流电阻的第二端连接,所述三极管开关单元电路的第二输出端接地。根据本申请实施例的一种具体实现方式,所述三极管开关单元电路包括:第一控制信号输入电路、第二控制信号输入电路及三极管,所述第一控制信号输入电路上设有第二限流电阻,所述第二控制信号输入电路上设有第三限流电阻,所述第二限流电阻的输入端与所述控制器的第一输出端连接,所述第二限流电阻的输出端与所述三极管的基极连接,所述第三限流电阻的输入端与所述控制器的第二输出端连接,所述第三限流电阻的输出端与所述三极管的基极连接,所述三极管的集电极与所述第一限流电阻第二端连接,所述三极管的发射极接地。根据本申请实施例的一种具体实现方式,所述第一控制信号输入电路上还设有第一二极管,所述第一二极管的阳极与所述第二限流电阻的输出端连接,所述第一二极管的阴极与所述三极管的基极连接。根据本申请实施例的一种具体实现方式,还包括:钳位电路,所述钳位电路的一端与第一节点相连,所述第一节点为所述第二限流电阻与所述第一二极管的之间的节点,所述钳位电路的另一端与所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极相连。根据本申请实施例的一种具体实现方式,所述钳位电路包括:第二二极管,所述第二二极管的阳极连接于所述第一节点上,所述第二二极管的阴极与所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极相连。根据本申请实施例的一种具体实现方式,还包括:信号隔离器,所述信号隔离器连接于所述控制器与三极管开关单元电路之间。根据本申请实施例的一种具体实现方式,所述信号隔离器为光电耦合器、磁耦合器或电容耦合器;所述信号隔离器输入端与所述控制器连接,所述信号隔离器的输出端分别与所述第一控制信号输入电路中的第二限流电阻输入端及第二控制信号输入电路中的第三限流电阻输入连接。根据本申请实施例的一种具体实现方式,还包括负载,所述负载为继电器,所述继电器的线圈第一端与电源正极连接,所述继电器的线圈第二端与所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极连接,在所述继电器的线圈两端并联有续流二极管,所述续流二极管的阴极与所述继电器的线圈第一端连接,所述续流二极管的阳极与所述继电器的线圈第二端连接。本申请实施例还提供一种开关装置,包括上述实施方式的任一所述的开关电路。本申请实施例提供的一种开关电路及开关装置,通过直流电源与第一限流电阻第一端连接,第一限流电阻的第二端与金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接,金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极用于连接负载,金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极接地,这样,直流电源通过第一限流电阻为金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极和源极缓慢充电,使得金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极和源极之间的导电沟道逐渐变宽,进而,流过金属-氧化物半导体场效应晶体管的电流逐渐增大,由于电流对时间的导数较小,不会产生很大的电磁干扰,从而使金属-氧化物半导体场效应晶体管不易损坏,提高金属-氧化物半导体场效应晶体管的安全性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请提供的一实施例的开关电路的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。应当明确,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。图1为本申请提供的一实施例的开关电路的结构示意图,如图1所示,本实施例的开关电路,可以包括:第一开关驱动电路1,第一开关驱动电路1,包括直流电源10、第一限流电阻12及金属-氧化物半导体场效应晶体管14,直流电源10与第一限流电阻12第一端连接,第一限流电阻12的第二端与金属-氧化物半导体场效应晶体管14的栅极连接,金属-氧化物半导体场效应晶体管14的漏极用于连接负载,金属-氧化物半导体场效应晶体管14的源极接地。金属-氧化物半导体场效应晶体管14,简称金氧半场效晶体管(MOSFET,Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor),是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效应晶体管,一般有耗尽型和增强型两种,而MOSFET依照其沟道极性的不同,可分为电子占多数的N沟道型与空穴占多数的P沟道型。在一个例子中,金属-氧化物半导体场效应晶体管14可为N沟道增强型MOSFET。MOSFET的结构上存在PN结,当PN结两端的电压变化的时候,PN结的空间电荷区的电荷也发生改变;另外,N区电子和P区空穴因为浓度的差异相互扩散,也会在PN结的两侧产生电荷存储效应,这些因素作用在一起,在MOSFET内部,就会产生相应的寄生电容,为使栅极和源极间的电压达到开启电压或漏极和源极之间形成导电沟道,需对栅极和源极之间存在寄生电容充电。本实施例中,当MOSFET的漏极连接负载时,直流电源10通过第一限流电阻12为栅极和源极间的寄生电容充电,栅极和源极间的电压上升,直到上升至开启电压,MOSFET开始导通。当第一限流电阻阻值较大时,流过第一限流电阻的电流较小,即为栅极和源极间的寄生电容充电的电流较小,那么,栅极和源极间的电压缓慢上升,漏极和源极之间的导电沟道逐渐变宽,使流过导电沟道的电流逐渐增大,即流过MOSFET的电流逐渐增大。本实施例,通过直流电源与第一限流电阻第一端连接,第一限流电阻的第二端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关电路,其特征在于,包括:第一开关驱动电路,所述第一开关驱动电路包括直流电源、第一限流电阻及金属-氧化物半导体场效应晶体管,所述直流电源与所述第一限流电阻第一端连接,所述第一限流电阻的第二端与所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接,所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极用于连接负载,金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极接地。/n

【技术特征摘要】
1.一种开关电路,其特征在于,包括:第一开关驱动电路,所述第一开关驱动电路包括直流电源、第一限流电阻及金属-氧化物半导体场效应晶体管,所述直流电源与所述第一限流电阻第一端连接,所述第一限流电阻的第二端与所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接,所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏极用于连接负载,金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极接地。


2.根据权利要求1所述的开关电路,其特征在于,还包括第二开关驱动电路,所述第二开关驱动电路包括控制器及三极管开关单元电路,所述三极管开关单元电路的输入端与所述控制器的输出端连接,所述三极管开关单元电路的第一输出端与所述第一限流电阻的第二端连接,所述三极管开关单元电路的第二输出端接地。


3.根据权利要求2所述的开关电路,其特征在于,所述三极管开关单元电路包括:第一控制信号输入电路、第二控制信号输入电路及三极管,所述第一控制信号输入电路上设有第二限流电阻,所述第二控制信号输入电路上设有第三限流电阻,所述第二限流电阻的输入端与所述控制器的第一输出端连接,所述第二限流电阻的输出端与所述三极管的基极连接,所述第三限流电阻的输入端与所述控制器的第二输出端连接,所述第三限流电阻的输出端与所述三极管的基极连接,所述三极管的集电极与所述第一限流电阻第二端连接,所述三极管的发射极接地。


4.根据权利要求3所述的开关电路,其特征在于,所述第一控制信号输入电路上还设有第一二极管,所述第一二极管的阳极与所述第二限流电阻的输出端连接,所述第一二极管的阴极与所述三...

【专利技术属性】
技术研发人员:冀蓬举张振鑫高俊山徐玉翠
申请(专利权)人:北京动力源科技股份有限公司
类型:新型
国别省市:北京;11

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