CN2834022Y - 一种交流信号控制的直流电子开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流信号控制的直流电子开关。从电压输入端输入交流电压，通过变压器和整流电路变压整流形成直流电压，然后控制MOS场效应管的栅极，构成交流信号控制的直流电子开关。可以用于数字万用表、数字钳形表和数字面板表等的电子开关，以替代上述数字仪表的功能拨盘，形成智能型的自动量程数字仪表。采用了本实用新型的设计的数字仪表，可以做到体积小、成本低、功耗小、可靠性高。

Description

一种交流信号控制的直流电子开关

技术领域

本实用新型涉及一种直流电子开关，尤其是涉及一种交流信号控制的直流电子开关。

背景技术

现在随着电子和电工技术快速发展和进步，各种电测量仪器仪表也得到了越来越广泛的应用，特别是采用数字技术的仪器仪表。现在常见的有数字万用表、数字钳形表、数字面板表等。

但是，现有的数字仪器仪表都在仪表面板上设置了一个拨盘，该拨盘实际上是一个测量功能选择开关。如自动量程型的数字万用表，其功能拨盘用于选择不同的待测量项目：交/直流电压、交/直流电流、电阻、电容、交流频率、占空比、通断、温度等，测量以上不同的内容时，首先需要将拨盘拨调到相应的位置上，然后再进行测量；而非自动量程型的数字万用表，甚至还要在功能拨盘上再设置一个档位拨盘开关，用于选择各测量功能不同的量程，如欲对直流电压进行测量，测量范围为0.1mV到1000V，根据需要测量直流电压的值，利用档位拨盘开关将整个测量范围分成若干段，档位开关拨到该段后才能测量。其他不同的测量也类似。

由于现有的数字测量仪表需要功能拨盘以及档位开关，不仅造成测量操作复杂、容易出错，还会使测量仪表的体积增大，特别是功能拨盘和档位开关的可靠性比较差。

此外还有用各种继电器，包括机械式、电子式、光电隔离式继电器等，通过电子电路代替功能拨盘和档位开关的设计。此种用各种继电器电路代替功能拨盘和档位开关的设计，同样会造成测量仪表体积大，特别还会使成本提高、功耗加大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种交流信号控制的直流电子开关，能够克服现有数字测量仪表的功能拨盘和档位开关设计的缺陷，能够使仪表简单的进行测量操作，提高可靠性，减小整体体积；而相对于采用继电器设计的数字测量仪表，同样可以作到较简单操作，同时又可以大大降低测量仪表的成本和功耗。针对自动量程数字仪表，现在已有多种专用的集成电路，但是内部布图设计基本相同。本实用新型将应用于自动量程数字仪表专用集成电路上，以能够替代功能拨盘。

本实用新型的目的是这样实现的：一种交流信号控制的直流电子开关，包括了一MOS场效应管，一交流电压输入端，

并且，

还包括了一变压器、一整流电路，上述的电压输入端与上述的变压器的初级相连接，上述的整流电路串接在上述的变压器的次级，并与上述的MOS场效应管的栅极及源极相连接。

同时，

上述的整流电路包括一整流二极管，滤波电容C及泄放电阻R。

上述的整流电路设置有全波整流电路部分，一滤波电容，一泄放电阻。

还包括一晶体管，用于控制前端输入；二第三MOS场效应管，其栅极与上述的整流电路输出电压正极连接，其源极与上述的整流电路输出电压负极连接。

还包括一第二MOS场效应管，用于控制前端输入；二第三MOS场效应管，其栅极与上述的整流电路输出电压正极连接，其源极与上述的整流电路输出电压负极连接。

上述的MOS场效应管、第二MOS场效应管、第三MOS场效应管设置为P沟道场效应管。

上述的MOS场效应管、第二MOS场效应管、第三MOS场效应管设置为N沟道场效应管。

还包括若干MOS场效应管，该若干MOS场效应管的漏极与上述的MOS场效应管和上述的MOS场效应管、第三MOS场效应管的漏极连接。

上述的晶体管设置为三极管。

上述的若干MOS场效应管设置为P沟道场效应管或者N沟道场效应管。

实现了上述的技术方案，就可以实现本实用新型的目的。能够在应用于数字测量仪表时，克服现有数字测量仪表的功能拨盘和档位开关设计的缺陷，使仪表简单的进行测量操作，提高可靠性，减小整体体积；而相对于采用继电器设计的数字测量仪表，同样可以作到较简单操作，同时又可以大大降低测量仪表的成本和功耗。

附图说明

图1是本实用新型实施例的电路原理图；

图2是本实用新型另一实施例的电路原理图；

图3是本实用新型再一实施例的电路原理图。

具体实施例

下面结合附图详细描述本实用新型的较佳实施例，通过对本实用新型较佳实施例的描述，可以更清楚的看出和理解本实用新型的优点所在。

如图1，开关管Q1用作电子开关，控制进入变压器T的交流电压，做本电子开关的“开/关”控制。MOS场效应管Q2和Q3用作高压开关的元件，其栅极与上述的整流电路输出电压正端连接，其源极与上述的整流电路输出电压负端连接。

电路中的二极管D做半波整流，电容C做滤波之用，电阻R连接源极与栅极，以使电容C上的电荷能泄放掉，以便MOS场效应管Q2和Q3可以很快进入关闭状态。

如图1，本交流信号控制的直流电子开关工作原理如下，当开关管Q1控制端施加直流正电压时，变压器T次级有交流电压输出，该次级电压被二极管D整流后，正极加于MOS场效应管Q2和Q3的栅极，负级加于MOS场效应管Q2和Q3的源极，MOS场效应管Q2和Q3导通，表示本实用新型的电子开关处于打开状态。

当开关管Q1控制端的电压低于一定值时，开关管Q1截止，变压器初级没有输入，次级没有电压，而原先电容C上的电压被电阻R泄放，MOS场效应管Q2和Q3的栅极和源极之间没有电压，处于截止状态，表示本实用新型的电子开关被关闭。

当开关管Q1导通后，交流电压从变压器T的初级输入，变压器T的初级感应变压到变压器T的次级，整流二极管D对变压器T次级变压输出的交流电压整流为直流电压，其后连接作为开关元件的MOS场效应管Q2和Q3的栅极及源极。最终通过交流电压输入的开启和关闭，控制MOS场效应管Q2和Q3，达到电路的开和关。

本图仅是示意，一般的，作为开关的MOS场效应管可以是一只以上，以达到需要的不同电压数量分段的开关效果。而MOS场效应管既可以采用N沟道场效应管，也可以采用P沟道场效应管。此外，对于交流输入，较好的，可以采用方波输入。而开关管Q1可以设置为晶体管，如NPN或者PNP的三极管，也可以设置为MOS场效应管。

如图2，是本实用新型的另一实施例，其工作原理与上述图1的实施例大致相同，只是将图1中的二极管D半波整流变为二极管D1和D2的全波整流，其他均一致，这里不再赘述。

如图3，是本实用新型的再一实施例，其工作原理与上述图1的实施例大致相同，只是将图1中的二极管D半波整流变为桥式全波整流，其他均一致，这里不再赘述。

与普通直接由直流电压控制型的电子开关不同，本实用新型采用交流电压控制，就需要有变压整流，变压器恰好起到隔离的作用，使MOS开关管上的高压与整机隔离。在应用于各类型数字仪表时，使得开关管上的高压与数字仪表的其他部分隔离开，保证了数字仪表的其他部分不致被高压损坏。

数字仪表采用本实用新型的设计后，可以使操作简单、减小体积、降低成本、节约功耗。

这里需要指出的是：本领域的普通技术人员可以在本实用新型的基础上，作出各种适当的变形或者替换，但所有这些变形或者替换，都应当属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1、一种交流信号控制的直流电子开关，包括了一MOS场效应管，一交流电压输入端，其特征在于还包括了一变压器、一整流电路，所述的电压输入端与所述的变压器的初级相连接，所述的整流电路串接在所述的变压器的次级，并与所述的MOS场效应管的栅极及源极相连接。

2、根据权利要求1所述的一种交流信号控制的直流电子开关，其特征在于所述的整流电路包括一整流二极管，滤波电容C及泄放电阻R。

3、根据权利要求1所述的一种交流信号控制的直流电子开关，其特征在于所述的整流电路设置有全波整流电路部分，一滤波电容，一泄放电阻。

4、根据权利要求1所述的一种交流信号控制的直流电子开关，其特征在于还包括一晶体管，用于控制前端输入；二第三MOS场效应管，其栅极与所述的整流电路输出电压正极连接，其源极与所述的整流电路输出电压负极连接。

5、根据权利要求1所述的一种交流信号控制的直流电子开关，其特征在于还包括一第二MOS场效应管，用于控制前端输入；二第三MOS场效应管，其栅极与所述的整流电路输出电压正极连接，其源极与所述的整流电路输出电压负极连接。

6、根据权利要求1所述的一种交流信号控制的直流电子开关，其特征在于所述的MOS场效应管、第二MOS场效应管、第三MOS场效应管设置为P沟道场效应管。

7、根据权利要求1所述的一种交流信号控制的直流电子开关，其特征在于所述的MOS场效应管、第二MOS场效应管、第三MOS场效应管设置为N沟道场效应管。

8、根据权利要求1所述的一种交流信号控制的直流电子开关，其特征在于还包括若干MOS场效应管，该若干MOS场效应管的漏极与所述的MOS场效应管和所述的MOS场效应管、第三MOS场效应管的漏极连接。

9、根据权利要求1或4所述的一种交流信号控制的直流电子开关，其特征在于所述的晶体管设置为三极管。

10、根据权利要求1或8所述的一种交流信号控制的直流电子开关，其特征在于所述的若干MOS场效应管设置为P沟道场效应管或者N沟道场效应管。

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