CN217883391U - 高电压开关电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高电压开关电路，包括一第一电流源、一第一信号端、一第二信号端、一第一开关、一第二开关、一电流电压转换器、一第一控制开关以及一共接点，所述第一电流源输出一第一电流信号，所述第一、所述第二开关分别对应与所述第一、所述第二信号端耦接，所述第二开关与所述第一开关耦接构成一第一电压控制信号端，所述电流电压转换器具有一第一端以及第二端，所述第一端与所述第一、所述第二开关耦接构成一第二电压控制信号端，且所述第二电压控制信号端根据所述第一电流信号产生一电压控制信号，所述第一控制开关与所述第二端耦接构成一电压信号端，所述共接点与所述第一控制开关耦接；将电压控制信号端隔离，提升电路控制的稳定性。

Description

高电压开关电路

技术领域

本申请涉及开关电路，尤其涉及一种高电压开关电路。

背景技术

现有技术的高电压开关电路，主要是由一第一信号端、一第一晶体管、一第二晶体管、一第一电流源、一阻抗以及一第二信号端组成，所述第一晶体管与所述第一信号端以及所述第二晶体管耦接，所述第二晶体管与所述第二信号端耦接，且所述第一晶体管及所述第二晶体管分别与所述第一电流源以及所述阻抗耦接，通过所述第一电流源以及所述阻抗，以产生一开关控制信号，通过所述开关控制信号控制所述第一晶体管以及所述第二晶体管，当所述第一晶体管以及所述第二晶体管同时导通时，则所述第一晶体管以及所述第二晶体管将使所述第一信号端与所述第二信号端导通。

然而，在所述开关控制信号控制所述第一晶体管以及所述第二晶体管导通时，经由所述第一晶体管以及所述第二电晶使得所述第一信号端与所述第二信号端导通，而所述第一电流源以及所述阻抗与所述第一晶体管以及所述第二晶体管的间有所连接，致使所述开关控制信号将因所述第一信号端以及所述第二信号端的信号而不稳定，进而对所述第一晶体管以及所述第二晶体管的控制有所影响。

因此，现有技术确实有待进一步提供更加改良方案的必要性。

实用新型内容

有鉴于上述现有技术的不足，本申请主要目的在于提供一种高电压开关电路，通过所述第一控制开关的设置，以避免所述电压控制信号因受影响而对所述第一信号端以及所述第二信号端导通造成影响，以提升电路控制的稳定性。

为达成上述目的所采取的主要技术手段是令前述高电压开关电路，其包括：

一第一电流源，输出一第一电流信号；

一第一信号端；

一第二信号端；

一第一开关，与所述第一信号端耦接；

一第二开关，与所述第二信号端耦接，且与所述第一开关耦接构成一第一电压控制信号端；

一电流电压转换器，具有一第一端以及一第二端，所述第一端分别与所述第一开关以及所述第二开关耦接构成一第二电压控制信号端，且所述第二电压控制信号端根据所述第一电流信号产生一电压控制信号；

一第一控制开关，与所述第二端耦接构成一电压信号端；

一共接点，与所述第一控制开关耦接；以及

其中，所述第一开关以及所述第二开关根据所述电压控制信号，以导通所述第一信号端以及所述第二信号端。

较佳的，所述第一电流源与所述第二电压控制信号端耦接。

较佳的，所述高电压开关电路更包括：

一第二控制开关，包括：

一第二控制开关接点，与所述电压信号端耦接；以及

一另一第二控制开关接点，与所述共接点耦接。

较佳的，所述高电压开关电路更包括：

一可变电流源，与所述第二电压控制信号端耦接，且输出一第二电流信号；以及

其中，所述第一电流源与所述电压信号端耦接。

较佳的，所述第一开关包括：

一第一开关控制端，与所述第二电压控制信号端耦接，且接收所述电压控制信号；

一第一开关导通端，包括：

一第一开关导通接点，与所述第一信号端耦接；

一另一第一开关导通接点，与所述第一电压控制信号端耦接；以及

其中，所述第一开关控制端根据所述电压控制信号，控制所述第一开关导通接点与所述另一第一开关导通接点之间导通。

较佳的，所述第二开关包括：

一第二开关控制端，与所述第二电压控制信号端耦接，且接收所述电压控制信号；

一第二开关导通端，包括：

一第二开关导通接点，与所述第二信号端耦接；

一另一第二开关导通接点，与所述另一第一开关导通接点耦接；以及

其中，所述第二开关控制端根据所述电压控制信号，控制所述第二开关导通接点与所述另一第二开关导通接点之间导通。

较佳的，所述第一控制开关包括：

一第一控制开关控制端，与所述第一电压控制信号端耦接；

一第一控制开关导通端，包括：

一第一控制开关导通接点，与所述电压信号端耦接；

一另一第一控制开关导通接点，与所述共接点耦接；以及

其中，所述第一控制开关控制端根据所述第一电压控制信号端，控制所述第一控制开关导通接点与所述另一第一控制开关导通接点之间导通。

较佳的，所述第一开关与所述第二开关是一金属氧化物半导体场效晶体管。

较佳的，所述第一控制开关与所述第一开关以及所述第二开关是一具有相反导通控制的开关。

较佳的，所述电流电压转换器是一电阻。

稽纳二极管或一分流调节器。

通过上述构造，通过所述第一控制开关的设置，以使所述第二电压控制信号端可与所述第一信号端以及所述第二信号端不连通，可将所述第一电压控制信号端以及所述第二电压控制信号端隔离，使得所述第一信号端以及所述第二信号端导通后，而在所述第一信号端以及所述第二信号端接收到信号后，所述信号不会对所述电压控制信号造成影响，如此一来，可提升电路控制的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请的具体实施例电路图。

图2是本申请的另一具体实施例电路图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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他实施例，都属于本申请保护的范围。

关于本申请的高电压开关电路10的具体实施例，如图1所示，所述高电压开关电路10包括一第一电流源I₁、一第一信号端A、一第二信号端 B、一第一开关M₁、一第二开关M₂、一电流电压转换器11、一第一控制开关 M₃以及一共接点GND，所述第一信号端A与所述第一开关M₁耦接，所述第二信号端B与所述第二开关M₂耦接，且所述第一开关M₁与所述第二开关M₂耦接构成一第一电压控制信号端V₁，所述电流电压转换器11具有一第一端以及一第二端，所述第一端分别与所述第一开关M₁以及所述第二开关M₂耦接构成一第二电压控制信号端V₂，所述第二端与所述第一控制开关M₃耦接构成一电压信号端V₃，所述第一控制开关M₃与所述共接点GND耦接。在本实施例中，所述第一电流源I₁与所述第二电压控制信号端V₂耦接。

具体来说，所述第一电流源I₁输出一第一电流信号，所述电流电压转换器1₁根据所述第一电流信号，将所述第一电流信号进行转换，以产生一电压控制信号，接着，所述第一开关M₁以及所述第二开关M₂根据所述电压控制信号，以导通所述第一信号端A以及所述第二信号端B。所述高电压开关电路10进一步与一外部电压V_ccs连接。

在本实施例中，所述电流电压转换器11可是一电阻、一稽纳二极管 (ZenerDiode)或一分流调节(稳压)器(Shunt regulator)。

在本实施例中，所述高电压开关电路10更包括一第二控制开关 SW₁，所述第二控制开关SW₁包括一第二控制开关接点以及一另一第二控制开关接点，所述第二控制开关接点与所述电压信号端V₃耦接，且所述另一第二控制开关接点与所述共接点GND耦接。

在本实施例中，所述第一开关M₁包括一第一开关控制端以及一第一开关导通端，且所述第一开关导通端更包括一第一开关导通接点以及一另一第一开关导通接点，所述第一开关控制端与所述第二电压控制信号端V₂耦接，所述第一开关导通接点与所述第一信号端A耦接，所述另一第一开关导通接点与所述第一电压控制信号端V₁耦接，所述第一开关控制端自所述第二电压控制信号端V₂接收所述电压控制信号，使所述第一开关控制端根据所述电压控制信号，控制所述第一开关导通接点与所述另一第一开关导通接点之间导通。

在本实施例中，所述第二开关M₂包括一第二开关控制端以及一第二导通端，所述第二开关导通端更包括一第二开关导通接点以及一另一第二开关导通接接点，所述第二开关控制端与所述第二电压控制信号端耦接，所述第二开关导通接点与所述第二信号端耦接，所述另一第二开关导通接点与所述另一第一开关导通接点耦接构成所述第一电压控制信号端V₁，所述第二开关控制端接收所述电压控制信号，使所述第二开关控制端根据所述电压控制信号，控制所述第二开关导通接点与所述另一第二开关导通接点之间导通。

在本实施例中，所述第一控制开关M₃包括一第一控制开关控制端以及一第一控制开关导通端，所述第一控制开关导通端更包括一第一控制开关导通接点以及一另一第一控制开关导通接点，所述第一控制开关控制端与所述第一电压控制信号端V₁耦接，所述第一控制开关导通接点与所述电压信号端V₃耦接，所述另一第一控制开关导通接点与所述共接点GND耦接，所述第一控制开关控制端根据所述第一电压控制信号端V₁，控制所述第一控制开关导通接点与所述另一第一控制开关导通接点之间导通。

详细来说，当所述第二控制开关SW₁导通时，强制所述电流电压转换器11处于系统的最低电压(低于高压信号)，使得所述第二电压控制信号端 V₂不足以产生导通条件的所述电压控制信号，以控制所述第一开关M₁以及所述第二开关M₂，所述第一开关M₁以及所述第二开关M₂将不导通。当所述第二控制开关SW₁截止时，所述第一电流源I₁的电流经过所述电流电压转换器 11，产生所述电压控制信号，同时所述电压控制信号经由所述第二电压控制信号端V₂与所述第一电压控制信号端V₁的相对电压，而符合所述第一开关M₁以及所述第二开关M₂的导通条件，所述第一开关M₁以及所述第二开关M₂将导通，使得与所述第一开关M₁以及所述第二开关M₂将所述第一信号端A经由所述第一电压控制信号端V₁与所述第二信号端B导通。在本实施例中，通过设置所述第二控制开关SW₁，除具有可提电路控制的稳定性的功效外，也可以大幅降低所述高电压开关电路的体积，且由于所述第二控制开关SW₁是开关设计，在控制上更容易。

关于本申请的高电压开关电路10的另一具体实施例，如图2所示，在本实施例中，所述第一电流源I₁、所述第一信号端A、所述第二信号端B、所述第一开关M₁、所述第二开关M₂、所述电流电压转换器11、所述第一控制开关M₃以及所述共接点GND，除下述说明外，其他部分大致与前述实施例相同，故不再赘述。在本实施例中，所述高电压开关电路10更包括一可变电流源12，所述可变电流源12与所述第二电压控制信号端V₂耦接，所述第一电流源I₁与所述电压信号端V₃耦接，所述可变电流源12输出一第二电流信号。在本实施例中，所述可变电流源12可包括一第二电流源I₂、一第三电流源I₃以及一可变电流源控制开关SW₂，所述第三电流源I₃与所述可变电流源控制开关SW₂串联连接后，接着，与所述第二电流源I₂并联连接，以输出所述第二电流源信号。

在本实施例中，所述第一电流源I₁大于所述第二电流源I₂，如I₁> I₂，所述第三电流源I₃大于所述第二电流源与第一电流源的差异I₁-I₂，当所述可变电流源控制开关SW₂导通时，则所述第二电流源信号是所述第二电流源I₂与所述第三电流源I₃的总和，所述总和大于I₁，如(I₂+I₃)>I₁。本案所指的电流大小是指电流绝对值的大小，电流方向皆相同，所以没有正负号的问题。更进一步，第二电流源、第三电流源、与SW₂可以结合是一个可控制电流源，其具有两种状态，小电流状态是I₂<I₁，与大电流状态是(I₂+I₃)> I₁，通过控制电流大于或小于I₁来控制高压开关的导通与否。

上述实施例中，所述第一开关M₁与所述第二开关M₂是一具有相同导通控制的开关。在本实施例中，所述第一开关M₁与所述第二开关M₂是一金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field Transistor, MOSFET)。在本实施例中，所述第一开关控制端以及所述第二开关控制端是所述金属氧化物半导体场效晶体管的一闸极(Gate)，而所述第一开关导通接点、所述另一第一开关导通接点、所述第二开关导通接点以及所述另一开关导通接点是所述金属氧化物半导体厂效晶体管的一源极(Source)以及一汲极(Drain)。

在上述实施例中，当所述第一开关M₁与所述第二开关M₂是N通道金属氧化物半导体场效晶体管且所述第一控制开关M₃是P通道金属氧化物半导体场效晶体管的情况下，所述第一开关导通接点是所述汲极并与所述第一信号端A耦接，所述第二开关导通接点是所述汲极并与所述第二信号端B耦接，且所述另一第一开关导通接点是所述源极与所述另一第二开关导通接点的所述源极耦接。

上述实施例中，所述第一控制开关M₃是一金属氧化物半导体场效晶体管。

上述实施例中，所述第一控制开关M₃与所述第一开关M₁以及所述第二开关M₂是一具有相反导通控制的开关。在本实施例中，当所述第一开关 M₁以及所述第二开关M₂是N通道金属氧化物半导体场效晶体管时，则所述第一控制开关M₃是P通道金属氧化物半导体场效晶体管，而当所述第一开关 M1以及所述第二开关M₂是P通道金属氧化物半导体场效晶体管时，则所述第一控制开关M₃是N通道金属氧化物半导体场效晶体管。

综上所述，通过所述第一控制开关的设置，以使所述第二电压控制信号端可与所述第一信号端以及所述第二信号端不连通，可将所述第一电压控制信号端以及所述第二电压控制信号端隔离，使得所述第一信号端以及所述第二信号端导通后，而在所述第一信号端以及所述第二信号端接收到信号后，所述信号不会对所述电压控制信号造成影响，如此一来，可提升电路控制的稳定性。

需要说明的是，在本文中，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过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括是这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种高电压开关电路，其特征在于，包括：

一第一电流源，输出一第一电流信号；

一第一信号端；

一第二信号端；

一第一开关，与所述第一信号端耦接；

一第二开关，与所述第二信号端耦接，且与所述第一开关耦接构成一第一电压控制信号端；

一电流电压转换器，具有一第一端以及一第二端，所述第一端与所述第一开关以及所述第二开关耦接构成一第二电压控制信号端，且所述第二电压控制信号端根据所述第一电流信号产生一电压控制信号；

一第一控制开关，与所述第二端耦接构成一电压信号端；

一共接点，与所述第一控制开关耦接；以及

其中，所述第一开关以及所述第二开关根据所述电压控制信号，以导通所述第一信号端以及所述第二信号端。

2.如权利要求1所述的高电压开关电路，其特征在于，所述第一电流源与所述第二电压控制信号端耦接。

3.如权利要求2所述的高电压开关电路，其特征在于，所述高电压开关电路更包括：

一第二控制开关，包括：

一第二控制开关接点，与所述电压信号端耦接；以及

一另一第二控制开关接点，与所述共接点耦接。

4.如权利要求1所述的高电压开关电路，其特征在于，所述高电压开关电路更包括：

一可变电流源，与所述第二电压控制信号端耦接，且输出一第二电流信号；以及

其中，所述第一电流源与所述电压信号端耦接。

5.如权利要求1至4项中任一项所述的高电压开关电路，其特征在于，所述第一开关包括：

一第一开关控制端，与所述第二电压控制信号端耦接，且接收所述电压控制信号；

一第一开关导通端，包括：

一第一开关导通接点，与所述第一信号端耦接；

一另一第一开关导通接点，与所述第一电压控制信号端耦接；以及

其中，所述第一开关控制端根据所述电压控制信号，控制所述第一开关导通接点与所述另一第一开关导通接点之间导通。

6.如权利要求5所述的高电压开关电路，其特征在于，所述第二开关包括：

一第二开关控制端，与所述第二电压控制信号端耦接，且接收所述电压控制信号；

一第二开关导通端，包括：

一第二开关导通接点，与所述第二信号端耦接；

一另一第二开关导通接点，与所述另一第一开关导通接点耦接；以及

其中，所述第二开关控制端根据所述电压控制信号，控制所述第二开关导通接点与所述另一第二开关导通接点之间导通。

7.如权利要求6所述的高电压开关电路，其特征在于，所述第一控制开关包括：

一第一控制开关控制端，与所述第一电压控制信号端耦接；

一第一控制开关导通端，包括：

一第一控制开关导通接点，与所述电压信号端耦接；

一另一第一控制开关导通接点，与所述共接点耦接；以及

其中，所述第一控制开关控制端根据所述第一电压控制信号端，控制所述第一控制开关导通接点与所述另一第一控制开关导通接点之间导通。

8.如权利要求7所述的高电压开关电路，其特征在于，所述第一开关与所述第二开关是一金属氧化物半导体场效晶体管。

9.如权利要求8所述的高电压开关电路，其特征在于，所述第一控制开关与所述第一开关以及所述第二开关是一具有相反导通控制的开关。

10.如权利要求9所述的高电压开关电路，其特征在于，所述电流电压转换器是是一电阻、一稽纳二极管或一分流调节器。

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