基于脉冲边缘检测的高压高频电子开关制造技术

本发明专利技术公开一种基于脉冲边缘检测的高压高频电子开关，包括：方波发生器、推挽电路、微分电路、变压器、至少2个模拟比较单元、至少2个RS触发器和至少2个功率单元；微分电路的输出端连接到变压器初级侧的初级线圈，每个所述次级线圈均依次连接有所述模拟比较单元、RS触发器，此RS触发器的输出端连接到所述功率单元；模拟比较单元包括并联连接的第一模拟比较器、第二模拟比较器，所述RS触发器和功率单元之间设置有推挽放大电路，每个模拟比较单元内第一模拟比较器、第二模拟比较器各自的反相输入端作为相应的参考地电位端。本发明专利技术无需传递功率信号，大大降低了耦合变压器的体积，突破了电子开关的任意脉宽技术，可满足电力变化和脉冲功率绝大多数应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力电子器件应用
，尤其涉及一种基于脉冲边缘检测的高压高频电子开关。
技术介绍
电子开关是指利用电子电路以及电力电子器件实现电路通断的运行单元。现有电子开关的驱动功率脉冲是通过变压器耦合。为了适应任意脉宽驱动要求，耦合变压器的体积必须按照最大脉冲宽度和驱动电压之积设计。由于耦合磁环体积较大，造成了驱动电路板的体积和重量很大，甚至影响驱动电路上升沿特性。其次，现有驱动电路推动级多采用三极管互补推挽电路形式，这种电路的缺点是三极管基极损耗大，电源利用效率低。再次，现有电子开关对利用器件自身的寄生二极管构成反向电流通路，由于寄生二极管开关速率较低，它适合于1MHz左右工作频率。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种基于脉冲边缘检测的高压高频电子开关，该高压高频电子开关无需传递功率信号，大大降低了耦合变压器的体积，突破了电子开关的任意脉宽技术，可满足电力变化和脉冲功率绝大多数应用。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于脉冲边缘检测的高压高频电子开关，包括：方波发生器、推挽电路、微分电路、变压器、至少2个模拟比较单元、至少2个RS触发器和至少2个功率单元，所述方波发生器与推挽电路之间设置有一非门，所述推挽电路的输出端连接到微分电路的输入端，所述变压器次级侧具有至少2个次级线圈，所述次级线圈与模拟比较单元、RS触发器和功率单元依次串联且各自数目相同；所述微分电路的输出端连接到变压器初级侧的初级线圈，每个所述次级线圈均依次连接有所述模拟比较单元、RS触发器，此RS触发器的输出端连接到所述功率单元；所述模拟比较单元包括并联连接的第一模拟比较器、第二模拟比较器，此第一模拟比较器的同相输入端与次级线圈的高电位输出端连接，此第一模拟比较器的反相输入端与次级线圈的低电位输出端连接，此第二模拟比较器的反相输入端与次级线圈的高电位输出端连接，此第二模拟比较器的同相输入端与次级线圈的低电位输出端连接；所述RS触发器和功率单元之间设置有推挽放大电路，每个模拟比较单元内第一模拟比较器、第二模拟比较器各自的反相输入端作为相应的参考地电位端，该参考地电位端作为功率单元、推挽放大电路的接地端。上述技术方案中进一步改进方案如下：1.上述方案中，所述推挽放大电路包括第一功率MOS管、第二功率MOS管和第三功率MOS管，第二功率MOS管与第三功率MOS管并联，第一功率MOS管与第二功率MOS管和第三功率MOS管串联。2.上述方案中，所述微分电路包括电容和R1电阻，此电容与变压器的初级线圈串联，所述R1电阻与初级线圈并联。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术基于脉冲边缘检测的高压高频电子开关，其采用了脉冲边缘检测先形成窄脉冲信号，在形成窄脉冲方波信号，再RS触发器还原形成浮动地电位解调方波信号，该浮动地电位解调方波信号经过推挽放大电路8放大至0~20V用以驱动功率单元7，驱动电路只需传递脉冲电压的上升沿和下降沿信息即可，无需传递功率信号，大大降低了耦合变压器的体积，突破了电子开关的任意脉宽技术，可满足电力变化和脉冲功率绝大多数应用；其次，其栅极浮动电源设计技术极大地方便了高压串联电子开关应用，与自举式驱动电路相比，这种驱动电路可满足任意电压等级（任意串联数）电子开关应用。附图说明附图1为本专利技术高压高频电子开关局部结构示意图一；附图2为附图1的局部结构示意图；附图3为本专利技术高压高频电子开关局部结构示意图二。以上附图中：1、方波发生器；2、推挽电路；3、微分电路；4、变压器；5、模拟比较单元；51、第一模拟比较器；52、第二模拟比较器；6、RS触发器；7、功率单元；8、推挽放大电路；81、第一功率MOS管；82、第二功率MOS管；83、第三功率MOS管。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：实施例1：一种基于脉冲边缘检测的高压高频电子开关，如附图1~3所示，包括：方波发生器1、推挽电路2、微分电路3、变压器4、至少2个模拟比较单元5、至少2个RS触发器6和至少2个功率单元7，所述方波发生器1与推挽电路2之间设置有一非门，所述推挽电路2的输出端连接到微分电路3的输入端，所述变压器4次级侧具有至少2个次级线圈，所述次级线圈与模拟比较单元5、RS触发器6和功率单元7依次串联且各自数目相同；所述微分电路3的输出端连接到变压器初级侧的初级线圈，每个所述次级线圈均依次连接有所述模拟比较单元5、RS触发器6，此RS触发器6的输出端连接到所述功率单元7；所述模拟比较单元5包括并联连接的第一模拟比较器51、第二模拟比较器52，此第一模拟比较器51的同相输入端与次级线圈的高电位输出端连接，此第一模拟比较器51的反相输入端与次级线圈的低电位输出端连接，此第二模拟比较器52的反相输入端与次级线圈的高电位输出端连接，此第二模拟比较器52的同相输入端与次级线圈的低电位输出端连接；所述RS触发器6和功率单元7之间设置有推挽放大电路8，每个模拟比较单元5内第一模拟比较器51、第二模拟比较器52各自的反相输入端作为相应的参考地电位端，该参考地电位端作为功率单元7、推挽放大电路8的接地端。上述推挽放大电路8包括第一功率MOS管81、第二功率MOS管82和第三功率MOS管83，第二功率MOS管82与第三功率MOS管83并联，第一功率MOS管81与第二功率MOS管82和第三功率MOS管83串联。上述微分电路3包括电容C1和R1电阻，此电容C1与变压器4的初级线圈串联，所述R1电阻与初级线圈并联。实施例2：一种基于脉冲边缘检测的高压高频电子开关，如附图1~3所示，包括：方波发生器1、推挽电路2、微分电路3、变压器4、至少2个模拟比较单元5、至少2个RS触发器6和至少2个功率单元7，所述方波发生器1与推挽电路2之间设置有一非门，所述推挽电路2的输出端连接到微分电路3的输入端，所述变压器4次级侧具有至少2个次级线圈，所述次级线圈与模拟比较单元5、RS触发器6和功率单元7依次串联且各自数目相同；所述微分电路3的输出端连接到变压器初级侧的初级线圈，每个所述次级线圈均依次连接有所述模拟比较单元5、RS触发器6，此RS触发器6的输出端连接到所述功率单元7；所述模拟比较单元5包括并联连接的第一模拟比较器51、第二模拟比较器52，此第一模拟比较器51的同相输入端与次级线圈的高电位输出端连接，此第一模拟比较器51的反相输入端与次级线圈的低电位输出端连接，此第二模拟比较器52的反相输入端与次级线圈的高电位输出端连接，此第二模拟比较器52的同相输入端与次级线圈的低电位输出端连接；所述RS触发器6和功率单元7之间设置有推挽放大电路8，每个模拟比较单元5内第一模拟比较器51、第二模拟比较器52各自的反相输入端作为相应的参考地电位端，该参考地电位端作为功率单元7、推挽放大电路8的接地端。上述推挽放大电路8包括第一功率MOS管81、第二功率MOS管82和第三功率MOS管83，第二功率MOS管82与第三功率MOS管83并联，第一功率MOS管81与第二功率MOS管82和第三功率MOS管83串联。上述微分电路3包括电容C1和R1电阻，此电容C1与变压器4的初级线圈串联，所述R1电阻与初级线圈并联。本专利技术高压高频电子开关工作过程如下：首先，方波发生器1产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于脉冲边缘检测的高压高频电子开关，其特征在于：包括：方波发生器（1）、推挽电路（2）、微分电路（3）、变压器（4）、至少2个模拟比较单元（5）、至少2个RS触发器（6）和至少2个功率单元（7），所述方波发生器（1）与推挽电路（2）之间设置有一非门，所述推挽电路（2）的输出端连接到微分电路（3）的输入端，所述变压器（4）次级侧具有至少2个次级线圈，所述次级线圈与模拟比较单元（5）、RS触发器（6）和功率单元（7）依次串联且各自数目相同；所述微分电路（3）的输出端连接到变压器初级侧的初级线圈，每个所述次级线圈均依次连接有所述模拟比较单元（5）、RS触发器（6），此RS触发器（6）的输出端连接到所述功率单元（7）；所述模拟比较单元（5）包括并联连接的第一模拟比较器（51）、第二模拟比较器（52），此第一模拟比较器（51）的同相输入端与次级线圈的高电位输出端连接，此第一模拟比较器（51）的反相输入端与次级线圈的低电位输出端连接，此第二模拟比较器（52）的反相输入端与次级线圈的高电位输出端连接，此第二模拟比较器（52）的同相输入端与次级线圈的低电位输出端连接；所述RS触发器（6）和功率单元（7）之间设置有推挽放大电路（8），每个模拟比较单元（5）内第一模拟比较器（51）、第二模拟比较器（52）各自的反相输入端作为相应的参考地电位端，该参考地电位端作为功率单元（7）、推挽放大电路（8）的接地端。...

【技术特征摘要】
1.一种基于脉冲边缘检测的高压高频电子开关，其特征在于：包括：方波发生器（1）、推挽电路（2）、微分电路（3）、变压器（4）、至少2个模拟比较单元（5）、至少2个RS触发器（6）和至少2个功率单元（7），所述方波发生器（1）与推挽电路（2）之间设置有一非门，所述推挽电路（2）的输出端连接到微分电路（3）的输入端，所述变压器（4）次级侧具有至少2个次级线圈，所述次级线圈与模拟比较单元（5）、RS触发器（6）和功率单元（7）依次串联且各自数目相同；所述微分电路（3）的输出端连接到变压器初级侧的初级线圈，每个所述次级线圈均依次连接有所述模拟比较单元（5）、RS触发器（6），此RS触发器（6）的输出端连接到所述功率单元（7）；所述模拟比较单元（5）包括并联连接的第一模拟比较器（51）、第二模拟比较器（52），此第一模拟比较器（51）的同相输入端与次级线圈的高电位输出端连接，此第一模拟比较器（51）的反相输入端与次级线圈的低电位输出端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，于辉，黄学军，
申请(专利权)人：苏州泰思特电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32