CN219087120U - 一种大功率电子开关 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种大功率电子开关，包括：第一电源、控制模块、三极管、变压器、整流电路、开关管组；所述第一电源连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极连接所述变压器的第一线圈的第一引脚，所述第一线圈的第二引脚连接第一电源，所述变压器的第二线圈的连接所述整流电路的输入端，所述整流电路的输出端连接所述开关管组，实现利用只通过相对较小电流的开关电路，实现对大电流电路的控制。

Description

一种大功率电子开关

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别涉及一种大功率电子开关。

背景技术

在现代工业生产中，很多设备额定工作电流都高达数百安甚至数千安，若直接让如此大的电流直接流经开关，势必会导致对开关各元件的性能参数有很高的要求，从而大幅提高开关的制造成本；不仅如此，大电流直接流经开关电路，还会增大线路损耗，长时间会造成大量电能浪费。因而如何利用只通过相对较小电流的开关电路，实现对大电流电路的控制，成为一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请的主要目的是提供一种大功率电子开关，旨在解决控制大电流电路时，流经开关电路的电流过大的技术问题。

为了实现上述目的，本申请提供大功率电子开关，用于控制大电流电路，其中，电子开关包括第一电源、控制模块、三极管、变压器、整流电路、开关管组；

所述第一电源连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极连接所述变压器的第一线圈的第一引脚，所述第一线圈的第二引脚连接第一电源，所述变压器的第二线圈的连接所述整流电路的输入端，所述整流电路的输出端连接所述开关管组。

进一步地，所述控制模块包括稳压器和计时器；

所述稳压器的输入端连接第一电源，所述稳压器的输出端连接所述计时器的输入端，所述计时器的输出端输出PWM信号至所述三极管的基极。

进一步地，所述计时器的输入端还连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地。

进一步地，所述计时器的输出端和所述三极管的基极之间还设有第二电容和第一电阻，所述第二电容一端连接所述计时器的输出端，所述第二电容另一端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述三极管的基极。

进一步地，所述第一电阻的第二端还连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地。

进一步地，所述第一线圈的第一引脚连接第三电容的一端，所述第三电容的另一端接地；所述第一线圈的第二引脚连接第四电容，所述第四电容的另一端接地。

进一步地，所述整流电路包括整流电容，限流电阻，二极管；

所述整流电容的第一端连接所述限流电阻的第一端，所述整流电容的第一端还连接第二线圈的第一端；所述整流电容的第二端连接所述限流电阻的第二端；所述整流电容的第二端还连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述第二线圈的第二端。

进一步地，所述开关管组包括第一开关管组和第二开关管组；所述第一管组包括若干MOS管和驱动电阻，所述第二管组也包括若干MOS管和驱动电阻；

所述开关管组包括的任一MOS管的B极过一驱动电阻与限流电阻的第一端相连，所述任一MOS管的S极彼此相接；

所述第一开关管组包括的任一MOS管的D极连接第二电源，所述第二开关管组包括的任一MOS管的D极连接外部设备的正极。

进一步地，所述电子开关还包括第三电阻；所述第三电阻的一端连接所述第二电源，所述第三电阻的另一端连接所述任一MOS管的S极。

本申请的有益效果是：通过第一电源接通控制模块，控制模块输出端发送PWN信号控制三极管的导通，从三极管集电极流出的电流流向变压器的第一线圈，在变压器的第二线圈形成感应电流，所述感应电流经过整流电路整流为直流电流，经过驱动电阻流向开关管组，控制所述开关组导通，使第二电源能够经过所述开关管组对外部设备进行供电。由于开关管组中包含的MOS关并联，流经每一个MOS管电路的电流都相对较小，而输出电流为所述开关管组所包含的所有MOS管电路的电流之和，为一个相对较大的电流，从而实现利用只通过相对较小电流的开关电路，实现对大电流电路的控制。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的大功率开关控制电路的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的稳压器和计时器电路的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的三极管和整流电路的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的第一开关管组电路结构示意图；

图5是本申请一实施例提供的第二开关管组电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。

需要说明的是，如果不冲突，本申请实施例中的各个特征可以相互结合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分。此外，本文所采用的“第一”、“第二”等字样并不对数据、执行次序等进行限定，仅是对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。

参照图1，本申请一实施例提供一种大功率电子开关，包括：第一电源、控制模块、三极管、变压器、整流电路、开关管组。所述第一电源接通后，控制模块输出端发送PWN信号控制三极管的导通，从三极管集电极流出的电流流向变压器的第一线圈，在变压器的第二线圈形成感应电流，所述感应电流经过整流电路整流为直流电流，经过驱动电阻流向开关管组，控制所述开关组导通，使第二电源能够经过所述开关管组对外部设备进行供电。由于开关管组中包含的MOS关并联，流经每一个MOS管电路的电流都相对较小，而输出电流为所述开关管组所包含的所有MOS管电路的电流之和，为一个相对较大的电流，从而实现利用只通过相对较小电流的开关电路，实现对大电流电路的控制。

参照图2，在一实施例中，本申请所述控制模块包括稳压器U19和计时器TLC555QD；本实施里中，当稳压器输入端3连接到15Vdc电源时，经过U19(JLT7550A80PT)降压稳压至8Vdc，来给U1(TLC555QD)计时器IC提供一个稳定的电源电压。所述稳压器U19的输入端连接第一电源，所述稳压器U19的输出端3连接所述计时器TLC555QD的输入端，所述计时器TLC555QD的输出端3输出PWM信号，从而通过一个信号就能实现对整个电路进行控制，无需设置多个其他的控制装置，使得电路简单，调试简单，降低了开发调试成本和物料成本。本实施例中，由TLC555QD的3脚输出的是一个频率约为30Khz占空比为50％的PWM。

所述计时器TLC555QD的VCC口还连接有第一电容C5，第一电容C5的第一端与所述第一电源的正极连接，第一电容C5的第二端接地。通过第一电容C5对计时器TLC555QD供电端进行缓冲，电源在进行供电时，需先对第一电容C5进行充电，充满之后才开始对电路进行供电，保证了电路的安全性。

参照图3，所述计时器TLC555QD的输出端3和所述三极管Q11的基极之间还设有第二电容C3和第一电阻R14，所述第二电容C3一端连接所述计时器TLC555QD的输出端，所述第二电容C3另一端连接所述第一电阻R14的第一端，所述第一电阻R14的第二端连接所述三极管Q11的基极。通过设置第一电阻R14对电路进行保护，防止一些特殊情况下电路短路，通过第二电容C3对供电端进行缓冲，电源在进行供电时，需先对第二电容C3进行充电，充满之后才开始对电路进行供电，保证了电路的安全性。

继续参照图3，第一线圈的第一引脚4连接第三电容C1的一端，所述第三电容C1的另一端接地，所述电容C1的设置方式能够实现对高频信号的过滤；所述第一线圈的第二引脚1连接第四电容C4，所述第四电容C4的另一端接地，再次对高频信号进行一次过滤。

继续参照图3，所述整流电路包括整流电容C2，限流电阻R13，二极管D1；

所述整流电容C2的第一端连接所述限流电阻R13的第一端，所述整流电容C2的第一端还连接第二线圈的3端；所述整流电容C2的第二端连接所述限流电阻R13的第二端；所述整流电容C2的第二端还连接所述二极管D1的正极，所述二极管D1的负极连接所述第二线圈的2端,经过整流处理，把交流信号变换成近似直流信号，便于后续对MOS管开合的控制。

参照图4和图5，本实施例中，本申请公开的大功率开关包含的开关管组包括，第一开关管组和第二开关管组；所述第一管组包括若干MON管(Q2-Q6)和驱动电阻(R7-R11)，所述第二管组也包括若干MON管(Q6-Q10)和驱动电阻(R1-R6)；

所述开关管组包括的任一MON管(Q1-Q10)的B极过一驱动电阻与限流电阻的第一端相连，所述任一MON管(R1-R10)的S极彼此相接；

所述第一开关管组包括的任一MON管(Q1-Q5)的D极连接第二电源，所述第二开关管组包括的任一MON管(Q6-Q10)的D极连接外部设备的正极，当开关连通，第二电源能够对外部设备进行供电。

这里采用MOS管作为开关管的原因是MOS管具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好的优势，且制造工艺简单、辐射强，因而通常被用于放大电路或开关电路非常合适。

继续参照图4和图5，所述电子开关还包括第三电阻R1；所述第三电阻的一端连接所述第二电源，所述第三电阻R1的另一端连接所述任一MON管的S极,这里设有第三电阻R1，与开关管组并联，避免一些特殊情况下因电路短路导致的电路元件损坏。

本实施例中，电容均为电解电容。电解电容具有单位体积的电容量非常大的优点，比其它种类的电容大几十到数百倍；额定的容量可以做到非常大，可以轻易做到几万μf甚至几f，价格优廉的特点，因此优选使用电解电容。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种大功率电子开关，其特征在于，包括：第一电源、控制模块、三极管、变压器、整流电路、开关管组；

所述第一电源连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极连接所述变压器的第一线圈的第一引脚，所述第一线圈的第二引脚连接第一电源，所述变压器的第二线圈的连接所述整流电路的输入端，所述整流电路的输出端连接所述开关管组。

2.根据权利要求1所述的大功率电子开关，其特征在于，所述控制模块包括稳压器和计时器；

所述稳压器的输入端连接第一电源，所述稳压器的输出端连接所述计时器的输入端，所述计时器的输出端输出PWM信号至所述三极管的基极。

3.根据权利要求2所述的大功率电子开关，其特征在于，所述计时器的输入端还连接第一电容的一端，所述第一电容的另一端接地。

4.根据权利要求2所述的大功率电子开关，其特征在于，所述计时器的输出端和所述三极管的基极之间还设有第二电容和第一电阻，所述第二电容一端连接所述计时器的输出端，所述第二电容另一端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述三极管的基极。

5.根据权利要求4所述的大功率电子开关，其特征在于，所述第一电阻的第二端还连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地。

6.根据权利要求4所述的大功率电子开关，其特征在于，所述第一线圈的第一引脚连接第三电容的一端，所述第三电容的另一端接地；所述第一线圈的第二引脚连接第四电容，所述第四电容的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的大功率电子开关，其特征在于，所述整流电路包括整流电容，限流电阻，二极管；

所述整流电容的第一端连接所述限流电阻的第一端，所述整流电容的第一端还连接第二线圈的第一端；所述整流电容的第二端连接所述限流电阻的第二端；所述整流电容的第二端还连接所述二极管的正极，所述二极管的负极连接所述第二线圈的第二端。

8.根据权利要求1所述的大功率电子开关，其特征在于，所述开关管组包括第一开关管组和第二开关管组；所述第一开关管组包括若干MOS管和驱动电阻，所述第二开关管组也包括若干MOS管和驱动电阻；

所述开关管组包括的任一MOS管的B极过一驱动电阻与限流电阻的第一端相连，所述任一MOS管的S极彼此相接；

所述第一开关管组包括的任一MOS管的D极连接第二电源，所述第二开关管组包括的任一MOS管的D极连接外部设备的正极。

9.根据权利要求8所述的大功率电子开关，其特征在于，所述电子开关还包括第三电阻；所述第三电阻的一端连接所述第二电源，所述第三电阻的另一端连接所述任一MOS管的S极。

Images