用于保护受控负载的装置、电路及用于负载切换的设备制造方法及图纸

本申请涉及用于保护受控负载的装置、电路及用于负载切换的设备。该装置包括：多个负载开关，至少包括第一和第二负载开关，其分别与第一和第二受控负载串联形成并联的第一和第二受控负载支路，每个负载开关在开关控制端处于第一电压/电流区间时导通并且在开关控制端处于第二电压/电流区间时断开；信号控制模块，包括信号控制元件，信号控制元件在第一和第二负载开关的开关控制端之间切换连接，并且信号控制元件在连接到开关控制端时使对应的开关控制端处于第二电压/电流区间并且在与开关控制端断开连接时使对应的开关控制端处于第一电压/电流区间。电压/电流区间。电压/电流区间。

【技术实现步骤摘要】
用于保护受控负载的装置、电路及用于负载切换的设备


[0001]本申请涉及电路控制领域。具体地，本申请涉及用于在电路中的多路负载间切换时保护受控负载的装置、电路、以及包含该电路的用于负载切换的设备。

技术介绍

[0002]在当前的技术中，存在电路中具有多路负载并且在不同条件下切换导通多路负载中的不同路负载的情况。例如，在负载为LED的情况下，存在在多路LED负载之间切换以使不同的LED负载导通的LED产品。例如，在诸如打印机的装置中，需要在装置中设置在多种按钮之间进行切换的切换电路。
[0003]现有的多路负载电路中，在切换导通的负载时，例如当从导通一路负载切换到导通另一路负载时，对应的开关先从连接到该一路负载的闭合状态切换到断开状态，此时会因为形成电路的开路而在电路中产生过电压状况；而当开关再从断开状态切换到与另一路负载连接的闭合状态时，开路到通路的切换会在电路中产生瞬间的高脉冲电流。过电压和高脉冲电流会对电路中的负载造成损害。在负载为LED的情况下，容易损坏LED产品。如图1所示，图1的(a)示出了具有并联的两路LED负载的LED电路，其中开关通过在触点A、B之间切换连接来连接到其中的一路LED负载。当开关从开路状态切换到与触点A或B连接时，监测到电路中出现瞬间的高脉冲电流，如图1的(b)中的实线框所示，测量的该脉冲电流高达726mA，而开关与触点A或B稳定连接时电路中的电流仅为112mA。该高脉冲电流容易对电路中的LED负载造成损坏。
[0004]目前，已存在采用缓冲电路来缓解切换负载时产生的过电压的技术，但是过电压并不能被消除，并且切换时产生的高脉冲电流依然存在。已存在通过对开关的断开、闭合时间进行逻辑设置来抑制开关切换时产生的过电压和高脉冲电流的技术，但是这种技术需要对电路进行复杂的逻辑设置，使电路结构复杂、成本增加，存在造价昂贵、对电路中的其他器件造成影响、且难以消除高压下的噪声的问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了用于保护受控负载的装置、电路及用于负载切换的设备，以至少解决现有技术中在切换负载时所产生的过电压和高脉冲电流的问题。
[0006]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种用于保护受控负载的装置，包括：多个负载开关，至少包括第一负载开关和第二负载开关，第一负载开关与第一受控负载串联连接形成第一受控负载支路，第二负载开关与第二受控负载串联连接形成第二受控负载支路，第一受控负载支路与第二受控负载支路并联连接，第一负载开关和第二负载开关中的每一个包括开关控制端并且在对应的开关控制端的电位/电流处于第一电压/电流区间时导通以及在对应的开关控制端的电位/电流处于第二电压/电流区间时断开；信号控制模块，包括信号控制元件，其中，信号控制元件的一端在第一负载开关的开关控制端和第二负载开关的开关控制端之间切换连接，并且信号控制元件的一端在连接到第一负载开关和第
二负载开关中的任一个的开关控制端时使对应的开关控制端的电位/电流处于第二电压/电流区间并且在与第一负载开关和第二负载开关中的任一个的开关控制端断开连接时使对应的开关控制端的电位/电流处于第一电压/电流区间。
[0007]以这样的方式，使得当信号控制元件连接到第一负载开关的开关控制端时第一负载开关断开，从而使第一受控负载支路断开；当信号控制元件与第一负载开关的开关控制端断开连接时第一负载开关导通，从而使第一受控负载支路导通。相应地，当信号控制元件连接到第二负载开关的开关控制端时第二负载开关断开，从而使第二受控负载支路断开；当信号控制元件与第二负载开关的开关控制端断开连接时第二负载开关导通，从而使第二受控负载支路导通。因此，当通过信号控制模块在电路的第一受控负载支路与第二受控负载支路之间进行断开、再连接的切换操作时，电路状态首先从一条支路导通变为第一受控负载支路和第二受控负载支路都导通，然后从两条支路都导通变为另一条支路导通。
[0008]利用上述用于保护受控负载的装置，由于信号控制元件在第一负载开关的开关控制端与第二负载开关的开关控制端之间切换连接，因此在受控负载支路切换的过程中始终有至少一条受控负载支路处于导通状态。因此，消除了在切换导通支路过程中所有受控负载支路都与电源断开的电路开路状态，从而避免了从导通状态到开路状态产生的过电压以及从开路状态再到导通状态产生的高脉冲电流，进而保护了电路中的受控负载免受过电压以及脉冲电流的损坏。
[0009]以这样的方式，消除了电路在开关切换过程中产生的过电压以及脉冲电流，从而无需像现有技术中一样采用额外的过电压保护(over-voltage protection，OVP)以及脉冲电流抑制措施，使电路结构简单化且降低成本。
[0010]在用于保护受控负载的装置的一个示意性的实施例中，信号控制模块还包括电压控制回路，电压控制回路至少包括并联连接的第一电压支路和第二电压支路，第一电压支路和第二电压支路的每一个中设置有一端连接到电压控制回路的电源端的电源端负载，第一电压支路中的电源端负载的另一端连接到第一连接点，第二电压支路中的电源端负载的另一端连接到第二连接点，第一连接点连接到第一负载开关的开关控制端，并且第二连接点连接到第二负载开关的开关控制端，其中，信号控制元件的该端通过在第一连接点和第二连接点之间切换连接而在第一负载开关的开关控制端和第二负载开关的开关控制端之间切换连接。
[0011]以这样的方式，实现了当信号控制元件连接到第一连接点时第一负载开关断开，从而使第一受控负载支路断开；当信号控制元件与第一连接点断开连接时第一负载开关导通，从而使第一受控负载支路导通。相应地，当信号控制元件连接到第二连接点时第二负载开关断开，从而使第二受控负载支路断开；当信号控制元件与第二连接点断开连接时第二负载开关导通，从而使第二受控负载支路导通。
[0012]在用于保护受控负载的装置的一个示意性的实施例中，第一电压支路和第二电压支路的每一个中还设置有接地负载，第一连接点和第二连接点各自通过接地负载接地。
[0013]以这样的方式，使得第一连接点和第二连接点中的每一个的电位在连接到信号控制元件时处于一电压/电流区间，并且第一连接点和第二连接点中的每一个的电位在与信号控制元件断开连接时为接地负载所承担的电源电压的分压电位。通过适当设置电压支路中的电源电压、电源端负载以及接地负载的值，使得第一连接点和第二连接点中的每一个
的电位在连接到信号控制元件时处于使负载开关断开的第二电压/电流区间，并且第一连接点和第二连接点中的每一个的电位在与信号控制元件断开连接时处于使负载开关导通的第一电压/电流区间，能够实现第一连接点和第二连接点中的每一个在连接到信号控制元件时对应的负载开关断开，并且第一连接点和第二连接点中的每一个在与信号控制元件断开连接时对应的负载开关导通。
[0014]在用于保护受控负载的装置的一个示意性的实施例中，信号控制元件包括：与第一电压支路中的接地负载并联的第一电压控制开关；与第二电压支路中的接地负载并联的第二电压控制开关；以及信号控制单本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于保护受控负载的装置，其特征在于，包括：多个负载开关，至少包括第一负载开关(Q1)和第二负载开关(Q2)，所述第一负载开关(Q1)与第一受控负载(LED1)串联连接形成第一受控负载支路，所述第二负载开关(Q2)与第二受控负载(LED2)串联连接形成第二受控负载支路，所述第一受控负载支路与所述第二受控负载支路并联连接，所述第一负载开关(Q1)和所述第二负载开关(2)中的每一个包括开关控制端并且在对应的开关控制端的电位/电流处于第一电压/电流区间时导通以及在对应的所述开关控制端的电位/电流处于第二电压/电流区间时断开；信号控制模块(SW)，包括信号控制元件(Sd)，其中，所述信号控制元件(Sd)的一端在所述第一负载开关(Q1)的开关控制端和所述第二负载开关(Q2)的开关控制端之间切换连接，并且所述信号控制元件(Sd)的所述一端在连接到所述第一负载开关(Q1)和所述第二负载开关(Q2)中的任一个的开关控制端时使对应的开关控制端的电位/电流处于所述第二电压/电流区间并且在与所述第一负载开关(Q1)和所述第二负载开关(Q2)中的任一个的开关控制端断开连接时使对应的开关控制端的电位/电流处于所述第一电压/电流区间。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号控制模块还包括电压控制回路，所述电压控制回路至少包括并联连接的第一电压支路和第二电压支路，所述第一电压支路和所述第二电压支路的每一个中设置有一端连接到所述电压控制回路的电源端的电源端负载(Rs)，所述第一电压支路中的所述电源端负载(Rs)的另一端连接到第一连接点(C1)，所述第二电压支路中的所述电源端负载(Rs)的另一端连接到第二连接点(C2)，所述第一连接点(C1)连接到所述第一负载开关(Q1)的所述开关控制端，并且所述第二连接点(C2)连接到所述第二负载开关(Q2)的所述开关控制端，其中，所述信号控制元件(Sd)的所述一端通过在所述第一连接点(C1)和所述第二连接点(C2)之间切换连接而在所述第一负载开关(Q1)的开关控制端和所述第二负载开关(Q2)的开关控制端之间切换连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一电压支路和所述第二电压支路的每一个中还设置有接地负载(Rg)，所述第一连接点(C1)和所述第二连接点(C2)各自通过所述接地负载(Rg)接地。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述信号控制元件(Sd)包括：与所述第一电压支路中的所述接地负载(Rg)并联的第一电压控制开关(Q1
’
)，与所述第二电压支路中的所述接地负载(Rg)并联的第二电压控制开关(Q2
’
)，以及信号控制单元(Su)，所述信号控制单元(Su)的一端连接到所述电压控制回路的电源端，其中，所述信号控制单元(Su)的另一端在与所述第一电压控制开关(Q1
’
)的开关控制端连接时使所述信号控制元件(Sd)与所述第一连接点(C1)连接，并且所述信号控制单元(Su)的另一端在与所述第二电压控制开关(Q2
’
)的开关控制端连接时使所述信号控制元件(Sd)与所述第二连接点(C2)连接。5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一电压支路由所述电源端负载(Rs)和所述信号控制元件(Sd)串联连接而成，并且所述第二电压支路由所述电源端负载(Rs)和所述信号控制元件(Sd)串联连接而成。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一负载开关(Q1)和所述第二负载开关(Q2)中的每一个包括MOS管，并且所述第一负载开关(Q1)和所述第二负载
开关(Q2)中的每一个的所述开关控制端是所述MOS管的栅极；或者所述第一负载开关(Q1)和所述第二负载开关(Q2)中的每一个包括三极管，并且所述第一负载开关(Q1)和所述第二负载开关(Q2)中的每一个的所述开关控制端是所述三极管的基极。7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一负载开关(Q1)和所述第二负载开关(Q2)中的每一个还包括光电耦合器、继电器、可控硅中的任一项。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一负载开关(Q1)和所述第二负载开关(Q2)中的每一个包括N型MOS管，所述第一电压/电流区间是大于或等于所述N型MOS管的导通电压的电压区间，并且所述第二电压/电流区间是小于所述N型MOS管的导通电压的电压区间。9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第一电压控制开关(Q1
’
)和所述第二电压控制开关(Q2
’
)中的每一个包括MOS管，并且所述第一电压控制开关(Q1
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)和所述第二电压控制开关(Q2
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)中的每一个的所述开关控制端是所述MOS管的栅极；或者所述第一电压控制开关(Q1
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)和所述第二电压控制开关(Q2
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)中的每一个包括三极管，并且所述第一电压控制开关(Q1
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)和所述第二电压控制开关(Q2
’
)中的每一个的所述开关控制端是所述三极管的基极。10.一种用于保护受控负载的电路，其特征在于，包括：多个并联的受控负载支路，至少包括第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，周新，汪范彬，刘承彬，
申请(专利权)人：肯舒摩照明美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：