一種開關(guān)控制電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型實施例公開了一種開關(guān)控制電路，包括控制模塊、至少一個負載輸入端INPUT、分別與各個負載輸入端INPUT對應(yīng)的至少一個隔離開關(guān)電路、工作電壓輸入端VIN、以及負載輸出端OUTPUT；隔離開關(guān)電路包括光MOS開關(guān)和三極管；控制模塊用于向各個隔離開關(guān)電路發(fā)送控制電平；工作電壓輸入端VIN，用于給控制模塊和隔離開關(guān)電路提供工作電壓。本實用新型可以增大光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管中的電流，增大負載的傳輸功率，降低熱損耗；實現(xiàn)輸入相同電壓并流或輸入不同電壓的至少一個負載輸入端INPUT到負載輸出端OUTPUT之間的電路切換，保護負載對應(yīng)的后端設(shè)備，并實現(xiàn)大規(guī)模的控制集成化、模塊化。
【專利說明】—種開關(guān)控制電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電路控制領(lǐng)域，尤其涉及一種開關(guān)控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有開關(guān)控制電路常用于模擬信號電路，該開關(guān)控制電路可以包括至少一個負載輸入端、與各個負載輸入端對應(yīng)的光MOS控制開關(guān)、與各個負載輸入端對應(yīng)的非門控制器、與各個非門控制器對應(yīng)的輸入控制端以及負載輸出端，該開關(guān)控制電路通過輸入控制端輸入控制信號，控制對應(yīng)的負載輸入端到負載輸出端之間的電路是否導(dǎo)通。非門控制器的工作電流較低，光MOS控制開關(guān)中的發(fā)光二極管流過的電流受到影響，導(dǎo)致光MOS控制開關(guān)中的MOS管的開啟受到制約；另外，非門控制器的內(nèi)部有電流通過，導(dǎo)致非門控制器本身的熱損耗較大；而現(xiàn)有技術(shù)中輸入控制端的控制電路功率受到制約，不利于集中|旲塊化控制。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型實施例提供一種開關(guān)控制電路，可以增大光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管中的電流，增大負載的傳輸功率，降低熱損耗；實現(xiàn)輸入相同電壓并流或輸入不同電壓的至少一個負載輸入端INPUT到負載輸出端OUTPUT之間的電路切換，保護負載對應(yīng)的后端設(shè)備，并實現(xiàn)大規(guī)模的控制集成化、模塊化。
[0004]本實用新型實施例提供了一種開關(guān)控制電路，包括控制模塊、至少一個負載輸入端INPUT、分別與各個負載輸入端INPUT對應(yīng)的至少一個隔離開關(guān)電路、工作電壓輸入端VIN,以及負載輸出端OUTPUT ；
[0005]所述隔離開關(guān)電路包括光MOS開關(guān)和三極管，所述光MOS開關(guān)包括發(fā)光二極管和MOS管，所述發(fā)光二極管的正極與工作電壓輸入端VIN連接，所述發(fā)光二極管的負極與所述三極管的發(fā)射極連接，所述MOS管的漏極與對應(yīng)的負載輸入端INPUT連接，所述MOS管的源極與負載輸出端OUTPUT連接，所述三極管的基極與所述控制模塊連接，所述三極管的集電極與地連接；
[0006]所述控制模塊用于向各個隔離開關(guān)電路發(fā)送控制電平；
[0007]所述工作電壓輸入端VIN，用于給所述控制模塊和所述隔離開關(guān)電路提供工作電壓。
[0008]實施本實用新型實施例，通過在隔離開關(guān)電路中選用三極管，可以增大光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管中的電流，增大負載的傳輸功率，降低熱損耗。本實用新型包括至少一個負載輸入端INPUT和分別與各個負載輸入端INPUT對應(yīng)的至少一個隔離開關(guān)電路，實現(xiàn)輸入相同電壓并流或輸入不同電壓的至少一個負載輸入端INPUT到負載輸出端OUTPUT之間的電路切換，保護負載對應(yīng)的后端設(shè)備，并實現(xiàn)大規(guī)模的控制集成化、模塊化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1是本實用新型實施例提供的一種開關(guān)控制電路的原理圖；
[0011]圖2是本實用新型另一實施例提供的一種開關(guān)控制電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0013]本實用新型提供了一種開關(guān)控制電路，可以增大光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管中的電流，增大負載的傳輸功率，降低熱損耗；實現(xiàn)輸入相同電壓并流或輸入不同電壓的至少一個負載輸入端INPUT到負載輸出端OUTPUT之間的電路切換，保護負載對應(yīng)的后端設(shè)備，并實現(xiàn)大規(guī)模的控制集成化、模塊化。以下分別進行詳細說明。
[0014]請參考圖1，是本實用新型實施例提供的一種開關(guān)控制電路的原理圖，所述電路包括控制模塊、負載輸入端INPUT、隔離開關(guān)電路、工作電壓輸入端VIN、以及負載輸出端OUTPUT ；
[0015]所述隔離開關(guān)電路包括光MOS開關(guān)Ul和三極管Ql，所述光MOS開關(guān)包括發(fā)光二極管和MOS管，所述發(fā)光二極管的正極與工作電壓輸入端VIN連接，所述發(fā)光二極管的負極與三極管Ql的發(fā)射極連接，所述MOS管的漏極與負載輸入端INPUT連接，所述MOS管的源極與負載輸出端OUTPUT連接，所述三極管Ql的基極與所述控制模塊連接，所述三極管Ql的集電極與地連接；
[0016]所述控制模塊用于向各個隔離開關(guān)電路發(fā)送控制電平；
[0017]所述工作電壓輸入端VIN，用于給所述控制模塊和所述隔離開關(guān)電路提供工作電壓。
[0018]所述光MOS開關(guān)中的MOS管可以是N溝道MOS管，所述隔離開關(guān)電路中的三極管Ql可以是PNP型三極管。
[0019]其中，控制模塊可以包括單片機，所述單片機可以包括至少一個控制端口、工作電壓輸入端口以及接地端口；
[0020]所述控制端口與所述對應(yīng)的隔離開關(guān)電路中的三極管Ql的基極連接，用于向所述對應(yīng)的隔離開關(guān)電路發(fā)送控制信號，控制所述對應(yīng)的隔離開關(guān)電路中的三極管Ql是否導(dǎo)通；
[0021 ] 所述工作電壓輸入端口與工作電壓輸入端VIN連接。
[0022]單片機在接收到邏輯信號時，向控制端口發(fā)送信號指令，控制端口接收到信號指令后，向隔離開關(guān)電路發(fā)送控制電平，控制隔離開關(guān)電路是否導(dǎo)通。
[0023]其中，在隔離開關(guān)電路中選用三極管Q1，所述三極管Ql有開關(guān)的作用，可以增大光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管中的電流，使得光MOS開關(guān)中的MOS管可以獲得更好的驅(qū)動能力，增大負載的傳輸功率，降低熱損耗，提高了隔離開關(guān)電路中的三極管Ql的可靠性。[0024]進一步的，邏輯信號可以包括負載控制切換要求，也可以包括過壓、欠壓、過流、過熱、故障或應(yīng)急等檢測保護的信號，該單片機可以是芯片IC1。
[0025]進一步優(yōu)選的，在上述實施例的基礎(chǔ)上，參見圖1，上述隔離開關(guān)電路還可以包括反向截止整流二極管D1，所述反向截止整流二極管Dl的正極與所述負載輸入端INPUT連接，所述反向截止整流二極管Dl的負極與所述光MOS開關(guān)Ul中的MOS管的漏極連接。為防止控制模塊因為收到信號誤動作，導(dǎo)致負載輸入端INPUT的輸入端器件被反灌電壓擊穿或負載輸入端INPUT的輸入端器件被反灌電流擊穿，使得負載輸入端INPUT的輸入端器件燒毀，在負載輸入端INPUT與隔離開關(guān)電路中的光MOS開關(guān)Ul的MOS管的漏極之間增加一個反向截止整流二極管D1，保護負載輸入端INPUT的輸入端器件。
[0026]進一步優(yōu)選的，在上述實施例的基礎(chǔ)上，參見圖1，上述開關(guān)控制電路還可以包括濾波電容Cl，所述濾波電容Cl的一端與負載輸出端OUTPUT連接，所述濾波電容Cl的另一端與地連接。負載輸出端OUTPUT輸出的電流不是很穩(wěn)定，通過增加一個濾波電容Cl，可以對負載輸出端OUTPUT輸出的電流進行濾波，以便于直流的高效平滑輸出。
[0027]其中，三極管Ql的集電極接至控制信號地PGND，所述單片機中的接地端口接至控制信號地PGND，所述濾波電容Cl的另一端接至傳輸功率地AGND。所述開關(guān)控制電路中的控制信號地PGND和傳輸功率地AGND可以分開，分開的控制信號地PGND和傳輸功率地AGND和隔離開關(guān)電路中的光MOS開關(guān)形成一個完整的控制信號和傳輸功率的電學隔離，減少EMC(Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容性)干擾和地噪干擾,在高頻、低頻或大電流控制電路中能得到更好的應(yīng)用。
[0028]進一步優(yōu)選的，在上述實施例的基礎(chǔ)上，參見圖1，上述隔離開關(guān)電路還可以包括限流電阻，所述限流電阻的一端與所述隔離開關(guān)電路中的三極管的發(fā)射極連接，所述限流電阻的另一端與所述光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管的負極連接。保證隔離開關(guān)電路中的三極管和光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管的電流在限制以內(nèi)，避免隔離開關(guān)電路中的三極管和光MOS開關(guān)因電流過大而損壞。
[0029]進一步優(yōu)選的，在上述實施例的基礎(chǔ)上，參見圖1，上述隔離開關(guān)電路還可以包括驅(qū)動電阻，所述驅(qū)動電阻的一端與所述單片機中的對應(yīng)的控制端口連接，所述驅(qū)動電阻的另一端與所述隔離開關(guān)電路中的三極管的基極連接。驅(qū)動電阻可以在控制模塊輸出控制電平時，對隔離開關(guān)電路中的三極管的基極提供驅(qū)動電壓。
[0030]下面結(jié)合圖1，具體描述本實用新型提供的一種開關(guān)控制電路的工作原理。
[0031]在要求負載輸入端INPUT和負載輸出端OUTPUT之間的電路導(dǎo)通時，單片機對控制端口發(fā)出信號指令，控制端口接收到信號指令后，向隔離開關(guān)電路輸出低電平信號，隔離開關(guān)電路中的三極管導(dǎo)通，光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管有電流通過，使得光MOS開關(guān)中的MOS管導(dǎo)通，導(dǎo)致負載輸入端INPUT和負載輸出端OUTPUT之間的電路導(dǎo)通。
[0032]例如，在要求負載輸入端INPUT和負載輸出端OUTPUT之間的電路關(guān)閉時，單片機對控制端口發(fā)出信號指令，控制端口接收到信號指令后，向隔離開關(guān)電路輸出高電平信號，隔離開關(guān)電路中的三極管截止，光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管沒有電流通過，光MOS開關(guān)中的MOS管截止，導(dǎo)致負載輸入端INPUT和負載輸出端OUTPUT之間的電路關(guān)閉。
[0033]在圖1所示的開關(guān)控制電路中，該開關(guān)控制電路可以為擴充多維控制電路，既可以實現(xiàn)輸入電壓不同的多路負載的切換，也可以實現(xiàn)相同輸入電壓的多路負載的并聯(lián)，并可以實現(xiàn)負載的大電流輸出，實現(xiàn)大規(guī)模的控制集成化、模塊化。
[0034]請參考圖2，是本實用新型另一種實施例中的開關(guān)控制電路的原理圖，所述實用新型實施例中的開關(guān)控制電路包括控制模塊、4個負載輸入端、與各個負載輸入端對應(yīng)的4個隔離開關(guān)電路、工作電壓輸入端VIN、以及負載輸出端OUTPUT。
[0035]其中，U1、U2、U3以及U4是光MOS控制開關(guān)；D1、D2、D3以及D4是反向截止整流二極管；ci是輸出濾波電容；R1、R2、R3以及R4是限流電阻；R5、R6、R7以及R8是驅(qū)動電阻；QU Q2、Q3以及Q4是PNP型三極管；IC1是邏輯控制的單片機；INPUT1、INPUT2、INPUT3以及INPUT4是負載輸入端；0UTPUT是負載輸出端；VIN為光MOS開關(guān)和單片機ICl提供工作電壓。
[0036]ICl的工作電壓輸入端口與VIN連接。
[0037]與負載輸入端INPUTl相對應(yīng)的隔離開關(guān)電路中，R5的一端與ICl的控制端口 Pl連接，R5的另一端與Ql的基極連接，Ql的發(fā)射極與Rl的一端連接，Ql的集電極與控制信號地PGND連接，Rl的另一端與Ul中的發(fā)光二極管的負極連接，Ul中的發(fā)光二極管的正極與VIN連接，Ul中的MOS管的漏極與Dl的負極連接，Dl的正極與INPUTl連接，Ul中的MOS管的源極與OUTPUT連接。
[0038]與負載輸入端INPUT2相對應(yīng)的隔離開關(guān)電路中，R6的一端與ICl的控制端口 P2連接，R6的另一端與Q2的基極連接，Q2的發(fā)射極與R2的一端連接，Q2的集電極與控制信號地PGND連接，R2的另一端與U2中的發(fā)光二極管的負極連接，U2中的發(fā)光二極管的正極與VIN連接，U2中的MOS管的漏極與D2的負極連接，D2的正極與INPUT2連接，U2中的MOS管的源極與OUTPUT連接。
[0039]與負載輸入端INPUT3相對應(yīng)的隔離開關(guān)電路中，R7的一端與ICl的控制端口 P3連接，R7的另一端與Q3的基極連接，Q3的發(fā)射極與R3的一端連接，Q3的集電極與控制信號地PGND連接，R3的另一端與U3中的發(fā)光二極管的負極連接，U3中的發(fā)光二極管的正極與VIN連接，U3中的MOS管的漏極與D3的負極連接，D3的正極與INPUT3連接，U3中的MOS管的源極與OUTPUT連接。
[0040]與負載輸入端INPUT4相對應(yīng)的隔離開關(guān)電路中，R8的一端與ICl的控制端口 P4連接，R8的另一端與Q4的基極連接，Q4的發(fā)射極與R4的一端連接，Q4的集電極與控制信號地PGND連接，R4的另一端與U4中的發(fā)光二極管的負極連接，U4中的發(fā)光二極管的正極與VIN連接，U4中的MOS管的漏極與D4的負極連接，D4的正極與INPUT4連接，U4中的MOS管的源極與OUTPUT連接。
[0041]控制模塊在接收到過壓、欠壓、過流、過熱、故障或應(yīng)急等檢測保護的信號或控制模塊在接收到負載控制切換要求時，向控制端口發(fā)送信號指令，控制端口接收到信號指令后，向隔離開關(guān)電路發(fā)送控制電平，控制隔離開關(guān)電路是否導(dǎo)通。
[0042]Q1、Q2、Q3以及Q4是PNP型三極管，有開關(guān)的作用，可以增大光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管中的電流，使得光MOS開關(guān)中的MOS管可以獲得更好的驅(qū)動能力，增大負載的傳輸功率，降低熱損耗，提高了 Q1、Q2、Q3以及Q4的可靠性。
[0043]D1、D2、D3以及D4為防止控制模塊因為收到信號誤動作，導(dǎo)致對應(yīng)的INPUT1、INPUT2、INPUT3以及INPUT4的輸入端器件被反灌電壓擊穿或所述輸入端器件被反灌電流擊穿，使得所述輸入端器件燒毀，起到保護所述輸入端器件的作用。[0044]所述開關(guān)控制電路中包括控制信號地PGND和傳輸功率地AGND，控制信號地PGND、傳輸功率地AGND和隔離開關(guān)電路中的光MOS開關(guān)形成一個完整的電學隔離，減少EMC(Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容性)干擾和地噪干擾，在高頻、地頻或大電流控制電路中能得到更好的應(yīng)用。
[0045]下面結(jié)合圖2，具體描述本實用新型提供的一種開關(guān)控制電路的工作原理。
[0046]例如，要求INPUTl到OUTPUT之間的電路和INPUT3到OUTPUT之間的電路導(dǎo)通，同時關(guān)斷INPUT2到OUTPUT之間的電路和INPUT4到OUTPUT之間的電路。
[0047]單片機可以在控制端口 Pl和控制端口 P3分別同步輸出一個低電平信號，低電平信號分別流過R5和R7，使得Ql和Q3導(dǎo)通；VIN、U1、R1以及Ql組成的電路導(dǎo)通和VIN、U3、R3以及Q3組成的電路導(dǎo)通;U1中的發(fā)光二極管和U3中的發(fā)光二極管分別有電流通過，使得Ul中的MOS管和U3中的MOS管導(dǎo)通，導(dǎo)致INPUTl到OUTPUT之間的電路和INPUT3到OUTPUT之間的電路導(dǎo)通。
[0048]單片機可以在控制端口 P2和控制端口 P4分別同步輸出一個高電平信號，Q2和Q4截止，U2中的發(fā)光二極管和U4中的發(fā)光二極管無電流通過，使得U2中的MOS管和U4中的MOS管截止，導(dǎo)致INPUT2到OUTPUT之間的電路和INPUT4到OUTPUT之間的電路關(guān)斷。
[0049]以上所揭露的僅為本實用新型較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)控制電路，其特征在于，所述電路包括控制模塊、至少一個負載輸入端INPUT、分別與各個負載輸入端INPUT對應(yīng)的至少一個隔離開關(guān)電路、工作電壓輸入端VIN、以及負載輸出端OUTPUT ； 所述隔離開關(guān)電路包括光MOS開關(guān)和三極管，所述光MOS開關(guān)包括發(fā)光二極管和MOS管，所述發(fā)光二極管的正極與工作電壓輸入端VIN連接，所述發(fā)光二極管的負極與所述三極管的發(fā)射極連接，所述MOS管的漏極與對應(yīng)的負載輸入端INPUT連接，所述MOS管的源極與負載輸出端OUTPUT連接，所述三極管的基極與所述控制模塊連接，所述三極管的集電極與地連接； 所述控制模塊用于向各個隔離開關(guān)電路發(fā)送控制電平； 所述工作電壓輸入端VIN，用于給所述控制模塊和所述隔離開關(guān)電路提供工作電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述隔離開關(guān)電路還包括反向截止整流二極管，所述反向截止整流二極管的正極與所述反向截止整流二極管對應(yīng)的負載輸入端INPUT連接，所述反向截止整流二極管的負極與所述光MOS開關(guān)中的MOS管的漏極連接。
3.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述控制模塊包括單片機，所述單片機包括至少一個控制端口、工作電壓輸入端口以及接地端口 ； 所述控制端口與所述對應(yīng)的隔離開關(guān)電路中的三極管的基極連接，用于向所述對應(yīng)的隔離開關(guān)電路發(fā)送控制信號，控制所述對應(yīng)的隔離開關(guān)電路中的三極管是否導(dǎo)通； 所述工作電壓輸入端口與工作電壓輸入端VIN連接。
4.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述開關(guān)控制電路還包括濾波電容，所述濾波電容的一端與負載輸出端OUTPUT連接，所述濾波電容的另一端與地連接。
5.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述三極管的集電極接至控制信號地PGND ； 所述單片機中的接地端口接至控制信號地PGND ； 所述濾波電容的另一端接至傳輸功率地AGND。
6.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述隔離開關(guān)電路還包括限流電阻，所述限流電阻的一端與所述隔離開關(guān)電路中的三極管的發(fā)射極連接，所述限流電阻的另一端與所述光MOS開關(guān)中的發(fā)光二極管的負極連接。
7.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述隔離開關(guān)電路還包括驅(qū)動電阻，所述驅(qū)動電阻的一端與所述單片機中的對應(yīng)的控制端口連接，所述驅(qū)動電阻的另一端與所述隔離開關(guān)電路中的三極管的基極連接。
8.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)控制電路，其特征在于，所述隔離開關(guān)電路中的三極管為PNP型三極管，所述光MOS開關(guān)中的MOS管為N溝道MOS管。
【文檔編號】G05B19/042GK203574624SQ201320617330
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】白欣 申請人:深圳市同洲電子股份有限公司