CN208539548U - 一种开关控制电路及负载开关 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种开关控制电路及负载开关，所述开关控制电路包括信号输入端、电源电压输入端、第一电压控制输出端、第一电容、第一开关管、第一电流源和第二开关管；其中，由于第一电容的特性是其两端电压变化的时候，引起电容释放或者吸收电荷，电容具有高通的特性，即通过电容的电流与电容两端电压变化速率为正比例关系。该电流通过第一电容耦合到第一开关管的第一端，也即第二开关管的控制端，这样使得通过第二开关管的电流变大，短时间内下拉第一电压控制输出端的电压，从而对负载开关中的主开关进行控制，进而达到快速关断的目的。本实用新型提供的开关控制电路电路结构简单，且并没有增加较多功耗，能够在电压变化较快的情况，进行快速响应。

Description

一种开关控制电路及负载开关

技术领域

本实用新型涉及模拟电路技术领域，尤其涉及一种开关控制电路及负载开关。

背景技术

在较高端的电子设备，例如手机等设备中往往会通过一个负载开关连接外部电源充电器和其余供电设备，而电网、外部设备的不稳定往往会造成输入电源电压的快速和大幅度变动，因此，这类负载开关通常会加入OVP(Over Voltage Protection，过压保护)功能，即当输入电压发生超过设定电压值的时候，负载开关会关闭，进而保护内部电路不受外界高压冲击。

负载开关的关闭时间Toff是个重要的指标，其关闭速度越快也就意味着发生同等条件的外部过压，内部电压上升的幅度越小，也就意味着系统更加稳定可靠。

现有技术中多家厂商均提供了改进型的负载开关，相对于普通负载开关，具有更快的关闭速度，但现有技术中的负载开关的关闭时间均在50ns～200ns 左右，如果发生50ns范围内的过压事件，则现有的负载开关的关闭时间较长，响应较慢，也即现有技术中负载开关的Toff性能不良，降低了包含负载开关的系统的可靠性和安全度。

而现有技术中另外的可以提高负载开关响应速度的方法，具有功耗较大，成本较高的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种开关控制电路及负载开关，以解决现有技术中负载开关在发生快速过压事件时，无法及时响应，造成系统可靠性和安全度较低，以及功耗较大、成本较高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种开关控制电路，应用于负载开关，所述开关控制电路包括：

信号输入端、电源电压输入端、第一电压控制输出端、第一电容、第一开关管、第一电流源和第二开关管；

所述第一电容的一端与所述信号输入端连接；

所述第一电容的另一端与所述第一电流源的输出端以及所述第一开关管的第一端相连；

所述电流源的输入端作为所述开关控制电路的电源电压输入端，用于接收电源电压的输入；

所述第一开关管的控制端与所述第一开关管的第一端，以及所述第二开关管的控制端连接；

所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第二端相连，并接地；

所述第二开关管的第一端作为所述第一电压控制输出端，用于控制所述负载开关的断开和闭合。

优选地，还包括第一电阻和第二电容；

其中，所述第一电阻的一端与所述第一开关管的第二端相连，另一端与所述信号输入端连接；

所述第二电容的一端与所述第一开关管的第二端相连，另一端接地。

本实用新型还提供一种负载开关，包括：开关控制电路、主开关管和驱动模块；

其中，所述开关控制电路为上面所述的开关控制电路；

所述主开关管的控制端与所述驱动模块和所述开关控制电路的第一电压控制输出端相连，所述驱动模块用于为所述主开关管提供驱动电压，导通或断开所述主开关管；

所述主开关管的第一端与所述开关控制电路的信号输入端相连；

所述主开关管的第二端作为所述负载开关的信号输出端。

优选地，所述驱动模块包括：第二电流源和齐纳二极管；

所述第二电流源的输入端与所述电源电压输入端相连；

所述第二电流源的输出端与所述主开关管的控制端相连；

所述齐纳二极管的正极与所述主开关管的第二端相连；

所述齐纳二极管的负极与所述主开关管的控制端相连。

优选地，还包括过压处理模块；

所述过压处理模块的输入端与所述信号输入端连接；

所述过压处理模块的输出端与所述主开关管的控制端连接；

当所述信号输入端的电压信号变化速度高于或等于第一预设阈值时，所述开关控制电路控制所述主开关管关断；

当所述信号输入端的电压信号变化速度低于所述第一预设阈值时，所述过压处理模块控制所述主开关管关断。优选地，所述第一预设阈值的范围为 1V100ns～10V/100ns，包括端点值。

优选地，所述过压处理模块包括：

输入电压分压模块、比较模块和关闭模块；

所述输入电压分压模块包括：输入端、输入端和接地端；

所述比较模块包括第一输入端、第二输入端和输出端；

所述关闭模块包括第一端、第二端和控制端；

其中，所述输入电压分压模块的输入端与所述信号输入端连接；

所述输入电压分压模块的输出端与所述比较模块的第一输入端相连；

所述比较模块的第二输入端与参考电压源相连，接收参考电压的输入；

所述比较模块的输出端与所述关闭模块的控制端相连；

所述关闭模块的第一端与所述主开关管的控制端相连；

所述关闭模块的第二端接地。

优选地，所述关闭模块包括第三开关管；

所述第三开关管的第一端作为所述关闭模块的第一端；

所述第三开关管的第二端作为所述关闭模块的第二端；

所述第三开关管的控制端作为所述关闭模块的控制端。

优选地，所述输入电压分压模块包括依次串接的第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻远离所述第三电阻的一端与所述信号输入端相连；

所述第三电阻远离所述第二电阻的一端接地；

所述第二电阻和所述第三电阻的公共端作为所述输入电压分压模块的输出端；

所述比较模块包括运算放大器；

所述运算放大器的同相输入端作为所述比较模块的第一输入端；

所述运算放大器的反相输入端作为所述比较模块的第二输入端。

优选地，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管均为NMOS 管。

经由上述的技术方案可知，本实用新型提供的开关控制电路，包括：信号输入端、电源电压输入端、第一电压控制输出端、第一电容、第一开关管、第一电流源和第二开关管；其中，由于第一电容的特性是其两端电压变化的时候，引起电容释放或者吸收电荷，电容具有高通的特性，即通过电容的电流与电容两端电压变化速率为正比例关系。电容的电流通过第一电容耦合到第一开关管的第一端，也即第二开关管的控制端，这样使得通过第二开关管的电流变大，短时间内下拉第一电压控制输出端的电压，从而对负载开关中的主开关进行控制，进而达到快速关断的目的。

本实用新型提供的开关控制电路，电路结构简单，且并没有增加较多功耗，而且能够在电压变化较快的情况，进行快速响应。也即在功耗增加较少的情况下，提高了开关控制电路的响应速度。

本实用新型还提供一种负载开关，所述负载开关包括上面所述的开关控制电路、主开关管和驱动模块，所述开关控制电路与主开关管的控制端相连，能够快速控制所述主开关管的断开或导通。由于所述开关控制电路具有功耗小、响应速度快的特点，因此，所述负载开关的功耗也较低，响应速度较快。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中提供的一种负载开关的输入电压分压模块结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种开关控制电路结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种负载开关结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种负载开关结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种负载开关结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的又一种负载开关结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的多种情况下的响应速度对比图。

具体实施方式

术语解释：

Vgs：MOS管的栅极(Gate)端和源端(Source)的电压之差；

OVP：过压保护(Over Voltage Protection)；

Toff：发生过压事件开始到开关关闭之间的时间，关闭时间；

OPA：operational amplifier(运算放大器)，本实用新型中简写为OP；

BGR：Bandgap voltage reference，带隙电压基准，一种利用半导体特性产生一个标准电压的模块。其组成有多种形式，但是其功能都是产生准确的电压。本实用新型中简写为BG，也有文章中写成BGR。

正如背景技术部分所述，现有技术中负载开关的关闭时间较长，响应较慢，即使现有技术中有响应较快的负载开关，其功耗较大，成本较高。

发明人发现出现上述现象的原因是，现有技术中具有OVP功能的负载开关在发生过压时，往往采取了检测、比较和关闭三大流程，这类处理方式在发生中等速度(50ns～200ns)的过压时，往往具有较好的处理效果，但是当输入端发生快速过压事件(小于50ns)时，受制于检测、比较、关闭三大功能模块自身的响应速度，使得关闭时间无法进一步降低，进而使得负载开关输出端出现高压。

现有技术中提供一种负载开关，如图1所示，图1为现有技术中提供的一种负载开关的输入电压分压模块结构示意图；所述输入电压分压模块包括分压单元01和选择开关单元02、第一电容C01、第二电容C02和第三电容C03。通过在传统的分压单元基础上增加了第一电容、第二电容作为前馈电容接入输入电压分压模块中，以提升输入电压分压模块的输出电压外部输入电压的上升速率，进而实现降低输入电压分压模块的响应时间的目的。虽然图1所示结构有效解决了电阻分压而导致的输入电压检测的响应时间，加快了检测模块的响应，但是未能提高比较模块和关闭模块的响应，其应对更加快速的输入过压事件时的响应时间仍然受制于比较模块和关闭模块两个模块的响应时间，从而在快速过压事件发生时，负载开关的关闭时间较长，响应较慢。

发明人发现，关闭模块通常为MOS管，由于目前MOS管的制作工艺限制，其响应速度已经达到目前的极限，而比较模块通常包括运算放大器，通过提升运算放大器的功耗，可以进一步提升运算放大器的响应速度；但是通常要以较大功耗和较高成本为代价进行运算放大器响应速度的提升。这就造成负载开关具有成本较高，功耗较大的问题。

基于此，本实用新型提供一种开关控制电路，应用于负载开关，所述开关控制电路包括：

信号输入端、电源电压输入端、第一电压控制输出端、第一电容、第一开关管、第一电流源和第二开关管；

所述第一电容的一端与所述信号输入端连接；

所述第一电容的另一端与所述第一电流源的输出端以及所述第一开关管的第一端相连；

所述电流源的输入端作为所述开关控制电路的电源电压输入端，用于接收电源电压的输入；

所述第一开关管的控制端与所述第一开关管的第一端，以及所述第二开关管的控制端连接；

所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第二端相连，并接地；

所述第二开关管的第一端作为所述第一电压控制输出端，用于控制所述负载开关的断开和闭合。

本实用新型提供的开关控制电路，包括：信号输入端、电源电压输入端、第一电压控制输出端、第一电容、第一开关管、第一电流源和第二开关管；其中，由于第一电容的特性是其两端电压变化的时候，引起电容释放或者吸收电荷，电容具有高通的特性，即通过电容的电流与电容两端电压变化速率为正比例关系。电容上的电流通过第一电容耦合到第一开关管的第一端，也即第二开关管的控制端，这样使得通过第二开关管的电流变大，短时间内下拉第一电压控制输出端的电压，从而对负载开关中的主开关进行控制，进而达到快速关断的目的。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图2，图2为本实用新型实施例提供的一种开关控制电路结构示意图；所述开关控制电路应用于负载开关，所述开关控制电路10包括：信号输入端Vin、电源电压输入端Vcc、第一电压控制输出端Vout’、第一电容C1、第一开关管M1、第一电流源IB1和第二开关管M2；第一电容C1的一端与信号输入端Vin连接；第一电容C1的另一端与第一电流源IB1的输出端以及第一开关管M1的第一端相连；电流源IB1的输入端作为开关控制电路的电源电压输入端 Vcc，用于接收电源电压Vcc的输入；第一开关管M1的控制端与第一开关管 M1的第一端，以及第二开关管M2的控制端连接；第一开关管M1的第二端与第二开关管M2的第二端相连，并接地；第二开关管M2的第一端作为第一电压控制输出端Vout’，用于控制负载开关的断开和闭合。

具体的，本实施例中，若信号输入端Vin的电压变化较为缓慢，则第一电容C1产生的电荷会被第一开关管M1吸收，其吸收的电荷可以由第一电流源 IB1进行补充；但若信号输入端Vin的电压变化太快，则第一电容在节点VC1 产生的电荷，无法及时被第一开关管M1吸收或者第一电容C1吸收的电荷，第一电流源IB1补充不及时，这样根据电容特性，信号输入端的电压变化速度大于第一电流源IB1和第一开关管M1的处理速度时，节点VC1的电压就有与信号输入端的电压变化方向相同的变化，且节点VC1的变化速度和幅度与信号输入端的电压变化速度和幅度正相关。

而由于第一开关管M1的第二端接地，这就造成了第一开关管M1的Vgs(栅极和源极的电压差)瞬间提高，进而使得通过第二开关管M2的电流增大，将第一电压控制输出端下拉，进而控制负载开关的主开关断开。

本实施例中不限定第一开关管M1和第二开关管M2的具体类型，可选的，第一开关管M1和第二开关管M2可以是PMOS管，也可以是NMOS管，本实施例中可选地，第一开关管M1和第二开关管M2为NMOS管。

本实用新型提供的开关控制电路，由于第一电容的特性是其两端电压变化的时候，引起电容释放或者吸收电荷，电容具有高通的特性，即通过电容的电流与电容两端电压变化速率为正比例关系。电容上的电流通过第一电容耦合到第一开关管的第一端，也即第二开关管的控制端，这样使得通过第二开关管的电流变大，短时间内下拉第一电压控制输出端的电压，从而对负载开关中的主开关进行控制，进而达到快速关断的目的。

本实用新型实施例还提供一种负载开关，请参见图3，图3为本实用新型实施例提供的一种负载开关结构示意图；所述负载开关包括：开关控制电路 10、主开关管20和驱动模块30，其中，所述开关控制电路10为上面实施例中所述的开关控制电路。

本实施例中不限定主开关管20的具体结构，可选的，本实施例中主开关管20为最简单的开关结构，如NMOS管M0，在本实用新型的其他实施例中，所述主开关管20还可以是其他开关结构，本实施例中对此不做限定。

主开关管M0的控制端与驱动模块和开关控制电路10的第一电压控制输出端Vout’相连，驱动模块30用于为主开关管M0提供驱动电压，导通或断开主开关管；主开关管M0的第一端与开关控制电路10的信号输入端Vin相连；主开关管M0的第二端作为负载开关的信号输出端Vout。

本实施例中不限定驱动模块的具体结构，可选的，驱动模块包括：第二电流源IB2和齐纳二极管(Zener Diode)；第二电流源IB2的输入端与电源电压输入端Vcc相连；第二电流源IB2的输出端与主开关管M0的控制端相连； Zener Diode的正极与主开关管M0的第二端相连；Zener Diode的负极与主开关管M0的控制端相连。

如上面实施例所述的，本实施例中负载开关的工作原理为：当信号输入端Vin的电压变化速度较快时，开关控制电路10的第一电容C1导通，节点VC1 的电压快速上升时，由于节点VC2无法快速上升，因此就造成了第一开关管 M1的Vgs瞬间提高，进而使得通过第二开关管M2的电流增大，将主开关管M0 的控制端电压下拉，进而断开主开关管，使得信号输入端Vin的电压变化较快的信号无法传输至信号输出端Vout。

本实施例中，通过调节第一电容C1的容值，能够确定开关控制电路的响应速度。举例说明，要使得第一电容C1在1V/100ns输入信号变化速率下不处理。这样就使得(1V/100ns)*C1＝IB2-IB1。也就是这样的输入变化速率下，第一电容C1释放或者吸收的电荷可以由第一电流源IB1进行吸收和释放。当第一电流源IB1和IB2确定后，增加第一电容C1的容值，则开关控制电路能够处理更慢速率变化的输入信号(其处理信号的速率范围更大了)，实际应用时，一般会让(1V/100ns)*C1＝IB2-IB1，然后减小第一电容C1的容值，其程度取决于实际所需要的响应时间要求。也即通过调节第一电容C1的容值，能够调节本实施例中开关控制电路的响应速度。

本实用新型实施例还提供一种负载开关，请参见图4，图4为本实用新型实施例提供的一种负载开关结构示意图；所述负载开关在上一实施例所述的负载开关基础上，还包括：过压处理模块40。

如图4所示，过压处理模块40的输入端与信号输入端Vin连接；

过压处理模块40的输出端与主开关管M0的控制端连接；

当信号输入端Vin的电压信号变化速度高于或等于第一预设阈值时，开关控制电路10控制主开关管关断；

当信号输入端Vin的电压信号变化速度低于第一预设阈值，过压处理模块40控制主开关管关断。

本实施例中不限定所述第一预设阈值的具体范围，可以根据实际情况中，过压处理模块的响应速度进行设置。可选的，将过压处理模块40能够处理的电压变化最快的变化速度设置为所述第一预设阈值。然后根据第一预设阈值的大小，设定开关控制电路中的第一电容C1的值。可选的，所述第一预设阈值的范围为1V/100ns到10V/100ns，包括端点值。本实施例中所述第一预设阈值可以根据实际需求进行调整，本实施例中并不限定某一单值。

本实施例中不限定过压处理模块40的具体结构；可选的，如图5所示，过压处理模块40包括：输入电压分压模块41、比较模块42和关闭模块43；输入电压分压模块41包括：输入端、输入端和接地端；比较模块42包括第一输入端、第二输入端和输出端；关闭模块43包括第一端、第二端和控制端。

其中，输入电压分压模块41的输入端与信号输入端Vin连接；输入电压分压模块41的输出端与比较模块的第一输入端相连；比较模块42的第二输入端与参考电压源BG相连，接收参考电压的输入；比较模块42的输出端与关闭模块的控制端相连；关闭模块43的第一端与主开关管M0的控制端相连；关闭模块43的第二端接地。

本实施例中对输入电压分压模块41、比较模块42和关闭模块43内的具体结构不做限定，如图6所示，可选的，本实施例中输入电压分压模块41包括依次串接的第二电阻R2和第三电阻R3；第二电阻R2远离第三电阻R3的一端与信号输入端Vin相连；第三电阻R3远离第二电阻R2的一端接地；第二电阻R2和第三电阻R3的公共端作为输入电压分压模块41的输出端。

需要说明的是，本实施例中输入电压分压模块41还可以包括其他结构，如图1中所示的电容C01、电容C02和电容C03，从而提高输入电压分压模块41 的响应速度。

本实施例中关闭模块43包括第三开关管M3；第三开关管M3的第一端作为关闭模块42的第一端；第三开关管M3的第二端作为关闭模块42的第二端；第三开关管M3的控制端作为关闭模块42的控制端。同样的，本实施例中不限定关闭模块43中的具体结构，关闭模块43中还可以根据实际需求，增加设置其他结构，本实施中对此不作赘述。

本实施例中比较模块42可选的，包括运算放大器OP1；运算放大器OP1的同相输入端+作为比较模块43的第一输入端；运算放大器OP1的反相输入端- 作为比较模块43的第二输入端。

需要说明的是，为了提高电源电压的电压值，可选的，还可以包括电荷泵，所述电荷泵位于第一电流源IB1和第二电流源IB2的输入端，从而为负载开关的第一电流源IB1和第二电流源IB2提供较大电压。在电源电压Vcc较大的情况下，本实施例中可选的，也可以不包括电荷泵。

需要说明的是，本实施例中负载开关包括开关控制电路10和过压处理模块40，其中开关控制电路10和过压处理模块40均能够控制主开关管M0的栅极的电压，从而控制主开关管M0的断开和导通。

如图6所示，本实用新型实施例中开关控制电路10构成能够处理快速过压事件的子系统；而过压处理模块40构成了能够处理中低速度的过压事件功能的子系统。具体地，第二电阻R2、第三电阻R3、运算放大器OP1和参考电压源BG和第三开关管M3构成传统的过压处理模块；第一电容C1、第一电流源 IB1、第一开关管M1、第二开关管M2构成快速处理子系统——开关控制电路。第二电流源IB2和Zener Diode组成常规的Vgs产生电路。

需要说明的是，本实施例中所述的中低速度过压事件与快速过压事件为相对概念，且为定性描述，所述中低速度过压事件与快速过压事件是相对于过压处理模块的响应速度而言的，由于过压处理模块中的输入电压分压模块、运算放大器和第三开关管的响应速度有限，无法处理电压变化过快的信号，则将过压处理模块能够处理的电压变化信号定义为中低速度过压事件；儿将过压处理模块处理不过来的电压变化信号定义为快速过压事件。

例如，信号输入端的电压大于6V判定为过压，那么信号从正常低于6V的情况(如正常工作电压时信号输入为直流电压5V)，以1V/100ns级别上升，这样运算放大器可以在100ns内响应过来，及时关闭主开关管M0，以保证信号输出端的电压不出现过高的脉冲。则电压变化速度为1V/100ns即可定义为中低速过压事件；如果信号输入端的电压从正常工作电压5V上冲太快，例如 10V/100ns，那么100ns内输入信号就已经达到了15V，这期间运算放大器和第三开关管M0无法及时处理，也就导致信号输出端出现了高电压过冲。则电压变化速度为10V/100ns即可定义为快速过压事件。当运算放大器和第三开关管 M3无法及时处理时，而开关控制电路能够及时处理，及时断开主开关管M0，使得信号输出端电压上冲的幅度减小。

本实施例中通过调节开关控制电路中第一电容C1的大小，调节快速过压事件的响应速度，包括：

确定运算放大器OP1和第三开关管M3的响应速度。例如他们可以处理 1V/100ns速率变化的信号输入；

那么要使得第一电容C1在1V/100ns输入信号变化速率下不处理。这样就使得(1V/100ns)*C1＝IB2-IB1。也就是这样的输入变化速率下，第一电容C1释放或者吸收的电荷可以由第一电流源IB1进行吸收和释放；

那么事实上，当第一电流源IB1确定后，增加第一电容C1的容值，则开关控制电路能够处理更慢速率变化的输入信号(其处理信号的速率范围更大了)，实际应用时，一般会让(1V/100ns)*C1＝IB2-IB1，然后减小第一电容C1 的容值，其程度取决于实际所需要的响应时间要求。

可选的，所述中低速度过压事件可以为响应速度在50ns-200ns内的过压事件；快速过压事件为响应速度在50ns内的过压事件。

以图7所示的负载开关结构为例进行说明本实施例中提供的负载开关的具体工作原理：

本实施例中当信号输入端输入电压信号后，会同时进入过压处理模块40 和开关控制电路10，只不过当信号电压变化过快的时候，过压处理模块40的处理速度跟不上，无法及时处理，此时主要由开关控制电路10进行关断主开关管M0。但输入信号变化缓慢时候，由于第一电容的电容特性，电压变化较快才能导通，因此，开关控制电路10不会对信号进行处理。即，开关控制电路10只能处理快速信号变化，而过压处理模块40可以处理常规速度变化的输入信号。

也即，1)当发生中低速度过压事件时候，则有整体框图中的输入电压分压模块、比较模块和关闭模块三个模块负责检测和执行断开主开关管M0，中低速的处理过程具有较高的精度，能在输入电压缓慢变化或者中等速度变化时保持断开精度。

2)当输入电压迅速上升时，断开的精度不是主要考虑事项，而是保证输出端口的电压过冲越低越好，此时由开关控制电路负责处理，第一电容C1、第一电流源IB1和第一开关管M1迅速检测到输入电压突变，第二开关管M2迅速关闭主开关管M0。

请参见图7，图7为本实用新型实施例提供的多种情况下的响应速度对比图；如图7所示，横坐标为过压事件速度，纵坐标为响应速度。具体地，如图 7所示，在过压事件速度较小的时候，也即信号输入端电压变化较为缓慢的情况下，过压处理模块的响应速度较快，而开关控制电路的响应速度较低；在过压事件速度较大的时候，也即信号输入端电压变化较快的情况下，过压处理模块的响应速度较低，而开关控制电路的响应速度较高；当负载开关同时具有开关控制电路和过压处理模块时，则在过压事件速度较小时，主要由过压处理模块进行响应处理，在过压事件速度较大时，主要由开关控制电路进行响应处理，其综合效果如图7中的虚线所示。

需要说明的是，本实施例中开关控制电路和过压处理模块的主要区别为：过压处理模块对中低速输入电压变化具有较好处理能力，能保持较高精度。开关控制电路能够应对快速的输入变化。两者结合保证了不同情况下均能较快断开主开关管M0。

也即本实施例中提供的负载开关，包括开关控制电路和过压处理模块，能够结合过压处理模块在中低速过压事件中的高精度控制以及开关控制电路在快速过压事件中的快速响应特点，使得负载开关具有较快的响应速度。

而且由于开关控制电路的电路结构简单，并不会增加较多功耗，实现了在尽量不增加功耗的情况下，提高负载开关的响应速度的目的。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种开关控制电路，其特征在于，应用于负载开关，所述开关控制电路包括：

信号输入端、电源电压输入端、第一电压控制输出端、第一电容、第一开关管、第一电流源和第二开关管；

所述第一电容的一端与所述信号输入端连接；

所述第一电容的另一端与所述第一电流源的输出端以及所述第一开关管的第一端相连；

所述电流源的输入端作为所述开关控制电路的电源电压输入端，用于接收电源电压的输入；

所述第一开关管的控制端与所述第一开关管的第一端，以及所述第二开关管的控制端连接；

所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第二端相连，并接地；

所述第二开关管的第一端作为所述第一电压控制输出端，用于控制所述负载开关的断开和闭合。

2.根据权利要求1所述的开关控制电路，其特征在于，还包括第一电阻和第二电容；

其中，所述第一电阻的一端与所述第一开关管的第二端相连，另一端与所述信号输入端连接；

所述第二电容的一端与所述第一开关管的第二端相连，另一端接地。

3.一种负载开关，其特征在于，包括：

开关控制电路、主开关管和驱动模块；

其中，所述开关控制电路为权利要求1或2所述的开关控制电路；

所述主开关管的控制端与所述驱动模块和所述开关控制电路的第一电压控制输出端相连，所述驱动模块用于为所述主开关管提供驱动电压，导通或断开所述主开关管；

所述主开关管的第一端与所述开关控制电路的信号输入端相连；

所述主开关管的第二端作为所述负载开关的信号输出端。

4.根据权利要求3所述的负载开关，其特征在于，所述驱动模块包括：第二电流源和齐纳二极管；

所述第二电流源的输入端与所述电源电压输入端相连；

所述第二电流源的输出端与所述主开关管的控制端相连；

所述齐纳二极管的正极与所述主开关管的第二端相连；

所述齐纳二极管的负极与所述主开关管的控制端相连。

5.根据权利要求4所述的负载开关，其特征在于，还包括过压处理模块；

所述过压处理模块的输入端与所述信号输入端连接；

所述过压处理模块的输出端与所述主开关管的控制端连接；

当所述信号输入端的电压信号变化速度高于或等于第一预设阈值时，所述开关控制电路控制所述主开关管关断；

当所述信号输入端的电压信号变化速度低于所述第一预设阈值时，所述过压处理模块控制所述主开关管关断。

6.根据权利要求5所述的负载开关，其特征在于，所述第一预设阈值的范围为1V/100ns～10V/100ns，包括端点值。

7.根据权利要求5所述的负载开关，其特征在于，所述过压处理模块包括：

输入电压分压模块、比较模块和关闭模块；

所述输入电压分压模块包括：输入端、输入端和接地端；

所述比较模块包括第一输入端、第二输入端和输出端；

所述关闭模块包括第一端、第二端和控制端；

其中，所述输入电压分压模块的输入端与所述信号输入端连接；

所述输入电压分压模块的输出端与所述比较模块的第一输入端相连；

所述比较模块的第二输入端与参考电压源相连，接收参考电压的输入；

所述比较模块的输出端与所述关闭模块的控制端相连；

所述关闭模块的第一端与所述主开关管的控制端相连；

所述关闭模块的第二端接地。

8.根据权利要求7所述的负载开关，其特征在于，所述关闭模块包括第三开关管；

所述第三开关管的第一端作为所述关闭模块的第一端；

所述第三开关管的第二端作为所述关闭模块的第二端；

所述第三开关管的控制端作为所述关闭模块的控制端。

9.根据权利要求8所述的负载开关，其特征在于，

所述输入电压分压模块包括依次串接的第二电阻和第三电阻；

所述第二电阻远离所述第三电阻的一端与所述信号输入端相连；

所述第三电阻远离所述第二电阻的一端接地；

所述第二电阻和所述第三电阻的公共端作为所述输入电压分压模块的输出端；

所述比较模块包括运算放大器；

所述运算放大器的同相输入端作为所述比较模块的第一输入端；

所述运算放大器的反相输入端作为所述比较模块的第二输入端。

10.根据权利要求8或9所述的负载开关，其特征在于，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管均为NMOS管。