本发明专利技术涉及隔离的高速开关。一种电路，其被构造用于驱动隔离的高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关，包括被配置用作开关的第一MOSFET和第二MOSFET、电容、与所述电容并联的充电组件、与充电组件串联的第一开关以及与充电组件和电容并联的第二开关。当第二开关断开且第一开关断合时，所述电容中存储的电压被送至第一MOSFET和第二MOSFET的栅极。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种隔离的高速MOSFET开关电路，其能够以可接受的速率接通较低导通电阻的MOSFET。
技术介绍
如图1所见，隔离的MOSFET开关电路使用光电池(opto-battery) 100，如下面详细描述的，以便向驱动金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) 102和104的栅极提供隔离及电力，从而迫使MOSFET 102和104导通。M0SFET102和104为高电压M0SFET。这些MOSFET具有栅-源电容，为清楚起见，图1中示出为电容器106和108，并且也分别被称为电容器Ca和Cb。为了使图1中的隔离的MOSFET开关电路导通，开关110闭合，以提供10-15mA的电流通过光电池100的发光二极管(LED) 112。来自LED的光引起小的电流(例如10-30 μ A)流入光电池100的电流源。该电流流入电容器106和108中，从而以dV/dt =i/(Ca+Cb)的速率增大跨越它们的电压。该速率继续直到齐纳二极管114齐纳击穿(zener)(其是大约6V)并开始从光电池100窃取电流，将电压限制到6V。随着电容器以及MOSFET102和104的栅-源上的电压增大，MOSFET 102和104导通。由于MOSFET 102和104导通，MOSFET 102和104中的每一个的栅-漏电压开始改变，引起一些栅极电流流入栅_漏电容中。MOSFET 102和104的栅-漏电容4还影响MOSFET 102和104的充电及导通速度。给这些聚集的栅-源电容供能至6V所用的时间越长，使隔离的MOSFET开关电路导通所用的时间就越长。此外，对栅-漏电容来说电压可能高得多，这也增加了开关时间。当所述隔离的MOSFET开关电路是保护电路的一部分时，图1中的光电晶体管116是可选择的且被使用。当开关电路应当保护时，光电晶体管116将开始减少MOSFET 102和104的栅-源电压，并开始断开所述开关电路。当所述电路处于保护模式时，MOSFET 102和104在线性区内。光电晶体管116必须处理使MOSFET 102和104、电容106和108从6V到保护所必要的电压去能的电流。为了关断图1中的开关电路，开关110断开，切断到LED 112和光电池100的电流。与电流源并联的电阻(为简单起见未示出)给栅极电容106和108放电，最终降低MOSFET102和104的栅-源电压并关断开关电路。然而，较新的MOSFET通常具有高的栅极电容，并且由于较高的栅极电容，图1所示的开关电路接通这些较新的MOSFET是慢的。一种用于校正较新MOSFET开关慢的替换是使用栅极隔离变压器。所述栅极隔离变压器提供所需的栅极电流以快速接通所述MOSFET开关电路。然而，栅极隔离变压器需要复杂的用于变压器的驱动电路，并且变压器本身大且昂贵。另一种替换是在设计中包括浮动电源，其使用电源变压器上的另一个绕组。所述绕组提供高信号电压下的大电流。虽然这种类型的设计相比增加栅极隔离变压器较不复杂，但它仍然是主要的新设计且增加的成本。所公开的技术解决了现有技术的这些限制。
技术实现思路
所公开的技术的实施例包括被构造成驱动隔离的高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关的电路，其包括被配置成操作为开关的第一 MOSFET和第二M0SFET、电容器、与电容器并联的光电池，与光电池串联的第一开关以及与光电池和电容器并联的第二开关。【附图说明】图1是传统的隔离的MOSFET开关电路。图2是根据所公开的技术的某些实施例的隔离的高速MOSFE开关电路。图3是根据所公开的技术的某些实施例的另一个隔离的高速MOSFET开关电路。【具体实施方式】在附图中，其不必按比例绘制，所公开的系统和方法的相同或对应的元件用相同的附图标记表示。图1的隔离的MOSFET开关电路对该电路中使用的原始MOSFET来说是足够快的。然而，这些较旧的MOSFET已经过时。用于更换部件的趋势是具有用于MOSFET的较低的导通电阻。较低的导通电阻意味着当高电流正流过时，MOSFET中的损耗较少，从而可设计更高效的电路。为了实现较低的导通电阻，MOSFET制造商增加了硅管芯的尺寸。尺寸的增加引起栅极电容的显著增大，对栅-源和栅-漏电容来说，增大一个数量级。电容的增大引起电压改变速率降低。该速率的降低增加了接通带有较新的MOSFET的开关电路所花费的时间。所公开的技术包括一种隔离的高速MOSFET开关电路，其能够以快得多的速率开关较新的低导通电阻MOSFET。图2的开关电路包括具有栅极电容206和208的MOSFET 202和204。当MOSFET 202和204导通时，该开关电路的输出等于输入，并且开关电路导通。当MOSFET 202和204关断时，其输出不等于输入，并且开关电路可以同分别针对MOSFET 202和204额定的电压一样多的电压地保持关断。在图1中，由于电容106和108太大并且不能降低，输出到MOSFET 102和104的电流必须增加。在所公开的技术中，如图2所示，电容器220用作保持来自充电组件200的能量的蓄能槽，所以可以减少206和208的的电容的供能时间。充电组件200可以是例如光电池。光电池是一种隔离装置，其将电流推过LED，这使LED在一组二极管上发光，这反过来又产生一个与通过LED的电流隔离的小电流。光电池也被称为光耦合器。然而，充电组件200可以是能够给电容器220充电的任意组件。在图2中，图1所示的开关110已从电路移除，因此每当给系统供电时，充电组件200提供电流。也就是说，充电组件200不间断为开关电路提供电流。当开关电路关断，即，输出不等于输入时，开关222断开，所以来自充电组件200的所行电流变得给电容器220供能。电容器220远大于电容206和208。也就是说，电容206和208的典型值是约InF，而电容器220器是约10 μ F。电容器220可以比电容器206和208大数个数量级。例如，电容器220可以是从0.1 yF到10当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电路，其被构造用于驱动隔离的高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关，包括：被配置成操作为MOSFET开关的第一MOSFET和第二MOSFET；电容器；和与所述电容器并联的充电组件；与所述充电组件串联的第一开关；和与所述充电组件和所述电容器并联的第二开关。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·K·拉克斯，
申请(专利权)人：基思利仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。