CN221575327U - 一种开关电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种开关电路。该开关电路包括：第一开关模块，串联连接在开关电路的输入端和输出端之间，被配置为控制输入端和输出端之间导通或断开；第二开关模块，串联连接在开关电路的输出端和基准地端之间，被配置为控制输出端和基准地端之间导通或断开；以及开关组合模块，串联连接在开关电路的输入端和基准地端之间，被配置为控制输入端和基准地端之间导通或断开。本申请实施例通过在开关电路的输入端和基准地端之间串联开关组合模块，在ISO状态下将输入端和输出端分别直接接地，从而完全避开了断开的第一开关模块，提高了隔离效果。

Description

一种开关电路

技术领域

本申请涉及开关技术领域，特别是涉及一种开关电路。

背景技术

目前开关电路一般都是串并开关结构，这种开关电路的输入端经第一开关后连接到输出端，输出端经第二开关后连接到基准地端。所以，在第一开关导通且第二开关断开时该开关电路导通，使得输入信号经开关电路传输后从输出端输出；在第一开关断开且第二开关导通时，将输出端接地，该开关电路断开。

但是，由于第一开关断开相当于电容，输入端的输入信号会有通过这个电容泄露到输出端的可能，而通过第二开关导通将泄露的信号接地所起到的隔离效果不佳。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种开关电路。

本申请实施例提供一种开关电路，所述开关电路包括：

第一开关模块，串联连接在所述开关电路的输入端和输出端之间，被配置为控制所述输入端和所述输出端之间导通或断开；

第二开关模块，串联连接在所述开关电路的所述输出端和基准地端之间，被配置为控制所述输出端和所述基准地端之间导通或断开；

以及，开关组合模块，串联连接在所述开关电路的所述输入端和所述基准地端之间，被配置为控制所述输入端和所述基准地端之间导通或断开。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述开关电路的工作状态包括隔离状态；

在所述隔离状态下，所述第一开关模块断开以控制所述输入端和所述输出端之间断开，且所述第二开关模块导通以控制所述输出端和所述基准地端导通，且所述开关组合模块导通以控制所述输入端和所述基准地端之间导通。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述开关组合模块包括至少两个开关模块；

至少两个开关模块顺次串联连接在所述开关电路的所述输入端和所述基准地端之间，被配置为控制所述输入端和所述基准地端之间导通或断开。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述开关电路还包括匹配模块；

所述匹配模块与所述至少两个开关模块中的任一开关模块并联连接，所述匹配模块被配置为进行阻抗匹配。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述匹配模块包括第一电阻；所述第一电阻的两端分别与任一开关模块的两个信号传输端连接。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述至少两个开关模块中的每个开关模块分别包括至少两个串联连接的MOS管。

结合第一方面，在一可选实施方式中，任一开关模块包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；

第一MOS管的漏极作为第一信号传输端，第四MOS管的源极作为第二信号传输端，第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极连接，第二MOS管的源极与第三MOS管的漏极连接，第三MOS管的源极与第四MOS管的漏极连接，第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极、第三MOS管的栅极和第四MOS管的栅极分别连接并被配置为输入通断控制信号。

结合第一方面，在一可选实施方式中，并联在所述匹配模块两端的开关模块包括第五MOS管和第六MOS管；

第五MOS管的漏极作为第一信号传输端，第五MOS管的源极与第六MOS管的漏极连接，第六MOS管的源极作为第二信号传输端，第五MOS管的栅极和第六MOS管的栅极分别连接并被配置为输入通断控制信号。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述开关电路还包括滤波模块；

所述滤波模块与所述第一开关模块的控制端、所述第二开关模块的控制端和所述开关组合模块的控制端中的至少一个控制端连接。

结合第一方面，在一可选实施方式中，所述滤波模块包括第二电阻、第三电阻和第一电容；

第二电阻的第一端被配置为输入通断控制信号，第二电阻的第二端分别与第一电容的第一端和第三电阻的第一端连接，第一电容的第二端与基准地端连接，第三电阻的第二端与所述控制端连接。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括：通过在开关电路的输入端和基准地端之间串联开关组合模块，可以实现在ISO状态下将输入端和输出端分别直接接地，从而完全避开了断开的第一开关模块，提高了隔离效果。

本申请实施例附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请实施例的实践了解到。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。在附图中：

图1为本申请实施例中开关电路的示例一的电路图；

图2为本申请实施例中开关电路的示例二的电路图；

图3为本申请实施例中开关电路的示例三的电路图；

图4为本申请实施例中开关电路的示例四的电路图；

图5为本申请实施例中滤波模块的一个具体示例的电路图。

具体实施方式

为使本申请实施例的技术方案和有益效果能够更加明显易懂，下面通过列举具体实施例的方式进行详细说明。其中，附图不一定是按比例绘制的，局部特征可以被放大或缩小，以更加清楚的显示局部特征的细节；除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语与本申请实施例所属的技术领域中的技术和科学术语的含义相同。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。当描述“第一”时，并不表示必然存在“第二”；而当讨论“第二”时，也并不表明本申请必然存在“第一”。单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可能意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。术语“包括”，为确定所包括的特征的存在，但不排除一个或更多其它的特征的存在或添加。术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

如图1所示，开关电路包括第一开关电路01和第二开关电路02，开关电路的输入端RF_IN经第一开关电路01后连接到输出端RF_OUT，输出端RF_OUT经第二开关电路02后连接到基准地端GND。

这种开关电路的工作状态包括导通(ON)状态和隔离(ISO)状态中的至少一种，其中通过第一开关电路01导通且第二开关电路02断开实现ON状态，通过第一开关电路01断开且第二开关电路02导通实现ISO状态。在ON状态下输入端RF_IN的输入信号经第一开关电路01传输至输出端RF_OUT并输出，在ISO状态下输出端RF_OUT接地。由于第一开关电路01断开相当于电容，输入端RF_IN的输入信号会有通过这个电容泄露到输出端RF_OUT的可能，所以通过第二开关电路02导通将泄露的信号接地，但是这样所起到的隔离效果不佳。

如图2所示，开关电路包括第三开关电路03、第四开关电路04、第五开关电路05和匹配电路06，开关电路的输入端RF_IN经第三开关电路03后连接到输出端RF_OUT，输出端RF_OUT经第四开关电路04后连接到基准地端GND，输入端RF_IN顺次经第五开关电路05和匹配电路06后连接到基准地端GND。

这种开关电路的工作状态包括导通(ON)状态、隔离(ISO)状态和匹配(TERM)状态中的至少一种，与图1中的开关电路相比，虽然多了一个TERM状态，但是第五开关电路05的断开，对提高隔离效果并没有帮助。

为此，本申请实施例提供了一种开关电路，可应用于对该开关电路输入端的输入信号的传输路径进行控制，以使该开关电路的输出端输出该输入信号或其它。例如，该开关电路可应用于对射频信号传输的控制。如图3所示，该开关电路100包括：

第一开关模块SW1，串联连接在开关电路100的输入端RF_IN和输出端RF_OUT之间，被配置为控制输入端RF_IN和输出端RF_OUT之间导通或断开；

第二开关模块SW2，串联连接在开关电路100的输出端RF_OUT和基准地端GND之间，被配置为控制输出端RF_OUT和基准地端GND之间导通或断开；

以及，开关组合模块10，串联连接在开关电路100的输入端RF_IN和基准地端GND之间，被配置为控制输入端RF_IN和基准地端GND之间导通或断开。

本申请实施例中，开关电路100的工作状态可以包括：导通(ON)状态和隔离(ISO)状态。在ON状态下，第一开关模块SW1导通以控制输入端RF_IN和输出端RF_OUT之间导通，且第二开关模块SW2断开以控制输出端RF_OUT和基准地端GND断开，且开关组合模块10断开以控制输入端RF_IN和基准地端GND之间断开。此时，开关电路100的输入端RF_IN的输入信号经第一开关模块SW1传输至开关电路100的输出端并输出。在ISO状态下，第一开关模块SW1断开以控制输入端RF_IN和输出端RF_OUT之间断开，且第二开关模块SW2导通以控制输出端RF_OUT和基准地端GND导通，且开关组合模块10导通以控制输入端RF_IN和基准地端GND之间导通。此时，开关电路100的输入端RF_IN直接接地，开关电路100的输出端也直接接地。通过在开关电路的输入端和基准地端之间串联开关组合模块，可以实现在ISO状态下将输入端和输出端分别直接接地，从而完全避开了断开的第一开关模块，提高了隔离效果。

在一可选实施方式中，开关组合模块10包括至少两个开关模块；

至少两个开关模块顺次串联连接在开关电路100的输入端和基准地端之间，被配置为控制输入端和基准地端之间导通或断开。通过采用至少两个开关模块来组成开关组合模块，可以扩展开关组合模块的功能，提高其与其它电路进行匹配的能力。

作为一种具体示例，如图4所示，开关组合模块10包括第三开关模块SW3和第四开关模块SW4；

第三开关模块SW3和第四开关模块SW4顺次串联连接在开关电路100的输入端RF_IN和基准地端GND之间，被配置为控制输入端RF_IN和基准地端GND之间导通或断开。

在一可选实施方式中，开关电路100还包括匹配模块；

匹配模块与至少两个开关模块中的任一开关模块并联连接，匹配模块被配置为进行阻抗匹配。通过在开关模块两端并联匹配模块，开关模块的通断来控制匹配模块是否接入，实现了开关电路能与外围电路阻抗匹配的功能。

作为一种具体示例，如图4所示，开关电路100还包括匹配模块TE1；匹配模块TE1与第四开关模块SW4并联连接。

本申请实施例中，匹配模块TE1进行阻抗匹配的目标值可根据实际需求进行设置，以可以与不同的外围电路实现匹配。开关电路100的工作状态可以包括：导通(ON)状态、隔离(ISO)状态和匹配(TERM)状态。在ON状态下，第一开关模块SW1导通以控制输入端RF_IN和输出端RF_OUT之间导通，且第二开关模块SW2断开以控制输出端RF_OUT和基准地端GND断开，且第三开关模块SW3断开和第四开关模块SW4断开以控制输入端RF_IN和基准地端GND之间断开。此时，开关电路100的输入端RF_IN的输入信号经第一开关模块SW1传输至开关电路100的输出端并输出。在ISO状态下，第一开关模块SW1断开以控制输入端RF_IN和输出端RF_OUT之间断开，且第二开关模块SW2导通以控制输出端RF_OUT和基准地端GND导通，且第三开关模块SW3导通和第四开关模块SW4导通以控制输入端RF_IN和基准地端GND之间导通。此时，开关电路100的输入端RF_IN直接接地，开关电路100的输出端直接接地。在TERM状态下，第一开关模块SW1断开以控制输入端RF_IN和输出端RF_OUT之间断开，且第二开关模块SW2导通以控制输出端RF_OUT和基准地端GND导通，且第三开关模块SW3导通和第四开关模块SW4断开以控制输入端RF_IN经匹配模块TE1后连接到基准地端GND。此时，开关电路100可与外围电路匹配。通过在第三开关模块和基准地端之间设置匹配模块，并通过第三开关模块和第四开关模块的通断来控制匹配模块是否接入，实现了开关电路能与外围电路阻抗匹配的功能。

在一可选实施方式中，匹配模块TE1可以包括一个或两个以上固定电阻、可调电阻、光敏电阻、热敏电阻等中的至少一种。作为一种具体示例，如图4所示，匹配模块TE1包括第一电阻R1，串联连接在第三开关模块SW3和基准地端GND之间。例如，第一电阻R1可以是50Ω。

在一可选实施方式中，第一开关模块SW1、第二开关模块SW2和至少两个开关模块中的每个开关模块(如第三开关模块SW3和第四开关模块SW4)分别可以包括BJT(三极管)、SCR(可控硅)、GTO(门极关断晶闸管)、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管，简称MOS管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)和SIT(静电感应晶体管)等器件中的至少一种。例如，分别可以包括至少两个串联连接的MOS管。每个开关模块可以包括第一信号传输端、第二信号传输端和控制端，在控制端输入的通断控制信号的控制下第一信号传输端和第二信号传输端之间的连接导通或断开。

作为一种具体示例，如图4所示，第一开关模块SW1、第二开关模块SW2和第三开关模块SW3可以具有相同的结构，可以包括第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3和第四MOS管M4；第一MOS管M1的漏极作为第一信号传输端，第四MOS管M4的源极作为第二信号传输端，第一MOS管M1的源极与第二MOS管M2的漏极连接，第二MOS管M2的源极与第三MOS管M3的漏极连接，第三MOS管M3的源极与第四MOS管M4的漏极连接，第一MOS管M1的栅极、第二MOS管M2的栅极、第三MOS管M3的栅极和第四MOS管M4的栅极分别连接并被配置为输入通断控制信号；通断控制信号用于控制开关模块的导通或断开。

例如，第一开关模块SW1的第一信号传输端可以与开关电路100的输入端RF_IN连接，第一开关模块SW1的第二信号传输端可以与开关电路100的输出端RF_OUT连接。第二开关模块SW2的第一信号传输端可以与开关电路100的输出端RF_OUT连接，第二开关模块SW2的第二信号传输端可以与基准地端GND连接。第三开关模块SW3的第一信号传输端可以与开关电路100的输入端RF_IN连接，第三开关模块SW3的第二信号传输端可以分别与第一电阻R1和第四开关模块SW4连接。通过多个MOS管串联组成开关模块，可以提高承压能力。

作为一种具体示例，如图4所示，并联在匹配模块两端的开关模块(如第四开关模块SW4)可以包括第五MOS管M5和第六MOS管M6；

第五MOS管M5的漏极作为第一信号传输端，第五MOS管M5的源极与第六MOS管M6的漏极连接，第六MOS管M6的源极作为第二信号传输端，第五MOS管M5的栅极和第六MOS管M6的栅极分别连接并被配置为输入通断控制信号；通断控制信号用于控制第四开关模块SW4的导通或断开。

例如，第四开关模块SW4的第一信号传输端可以与第一电阻R1的第一端连接，第四开关模块SW4的第二信号传输端可以分别与第一电阻R1的第二端和基准地端GND连接。上述第一MOS管M1、第二MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5和第六MOS管M6可以包括PMOS管和NMOS管中的至少一种。

在一可选实施方式中，如图5所示，开关电路100还包括滤波模块20；

滤波模块20与第一开关模块SW1的控制端、第二开关模块SW2的控制端和开关组合模块10的控制端中的至少一个控制端连接。

本申请实施例中，第一开关模块SW1、第二开关模块SW2和第三开关模块SW3的控制端都可以连接一个滤波模块20，以隔绝交流信号。如图5所示，本申请实施例中的各开关模块都可以是通过多个NMOS管串联组成。

作为一种具体示例，滤波模块20包括第二电阻R2、第三电阻Rg和第一电容C1；

第二电阻R2的第一端被配置为输入通断控制信号，第二电阻R2的第二端分别与第一电容C1的第一端和第三电阻Rg的第一端连接，第一电容C1的第二端与基准地端GND连接，第三电阻Rg的第二端与控制端连接。

本申请实施例中，通过滤波模块可以对交流信号滤除，防止对通断控制信号提供模块的影响，并通过在MOS管的栅极串接电阻，提高了承压能力。

应当理解，以上实施例均为示例性的，不用于包含权利要求所包含的所有可能的实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，还可以在以上实施例的基础上做出各种变形和改变。同样的，也可以对以上实施例的各个技术特征进行任意组合，以形成可能没有被明确描述的本申请的另外的实施例。因此，上述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，不对本申请专利的保护范围进行限制。

Claims (10)

1.一种开关电路，其特征在于，所述开关电路包括：

第一开关模块，串联连接在所述开关电路的输入端和输出端之间，被配置为控制所述输入端和所述输出端之间导通或断开；

第二开关模块，串联连接在所述开关电路的所述输出端和基准地端之间，被配置为控制所述输出端和所述基准地端之间导通或断开；

以及，开关组合模块，串联连接在所述开关电路的所述输入端和所述基准地端之间，被配置为控制所述输入端和所述基准地端之间导通或断开。

2.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路的工作状态包括隔离状态；

在所述隔离状态下，所述第一开关模块断开以控制所述输入端和所述输出端之间断开，且所述第二开关模块导通以控制所述输出端和所述基准地端导通，且所述开关组合模块导通以控制所述输入端和所述基准地端之间导通。

3.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述开关组合模块包括至少两个开关模块；

至少两个开关模块顺次串联连接在所述开关电路的所述输入端和所述基准地端之间，被配置为控制所述输入端和所述基准地端之间导通或断开。

4.根据权利要求2所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路还包括匹配模块；

所述匹配模块与所述至少两个开关模块中的任一开关模块并联连接，所述匹配模块被配置为进行阻抗匹配。

5.根据权利要求4所述的开关电路，其特征在于，所述匹配模块包括第一电阻；所述第一电阻的两端分别与任一开关模块的两个信号传输端连接。

6.根据权利要求3所述的开关电路，其特征在于，所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述至少两个开关模块中的每个开关模块分别包括至少两个串联连接的MOS管。

7.根据权利要求6所述的开关电路，其特征在于，任一开关模块包括第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管；

第一MOS管的漏极作为第一信号传输端，第四MOS管的源极作为第二信号传输端，第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极连接，第二MOS管的源极与第三MOS管的漏极连接，第三MOS管的源极与第四MOS管的漏极连接，第一MOS管的栅极、第二MOS管的栅极、第三MOS管的栅极和第四MOS管的栅极分别连接并被配置为输入通断控制信号。

8.根据权利要求4所述的开关电路，其特征在于，并联在所述匹配模块两端的开关模块包括第五MOS管和第六MOS管；

第五MOS管的漏极作为第一信号传输端，第五MOS管的源极与第六MOS管的漏极连接，第六MOS管的源极作为第二信号传输端，第五MOS管的栅极和第六MOS管的栅极分别连接并被配置为输入通断控制信号。

9.根据权利要求1-8任一项所述的开关电路，其特征在于，所述开关电路还包括滤波模块；

所述滤波模块与所述第一开关模块的控制端、所述第二开关模块的控制端和所述开关组合模块的控制端中的至少一个控制端连接。

10.根据权利要求9所述的开关电路，其特征在于，所述滤波模块包括第二电阻、第三电阻和第一电容；

第二电阻的第一端被配置为输入通断控制信号，第二电阻的第二端分别与第一电容的第一端和第三电阻的第一端连接，第一电容的第二端与基准地端连接，第三电阻的第二端与所述控制端连接。