开关电路及电子设备制造技术

本申请实施例提供了一种开关电路及电子设备，涉及电路技术领域，可以减小导通阻抗。该开关电路包括外部节点、内部节点、增强型氮化镓高电子迁移率晶体管和驱动模块；增强型氮化镓高电子迁移率晶体管包括第一栅极、第一极和第二极；驱动模块包括控制端；第一栅极与控制端耦合，第一极和外部节点耦合，内部节点和第二极耦合；外部节点接收充电电压，驱动模块控制增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通或关断，当增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通时将充电电压传输至内部节点；或者，内部节点接收充电电压，驱动模块控制增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通或关断，当增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通时充电电压传输至外部节点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
开关电路及电子设备


[0001]本申请涉及电路
，尤其涉及一种开关电路及电子设备。

技术介绍

[0002]双向充电为既可以通过充电器、移动电源等给手机、平板、笔记本电脑等终端进行充电，即进行正向充电；也可以把手机、平板、笔记本电脑等电子设备变为移动电源，直接给其他待充电电子设备充电，例如，可以给手机、平板、笔记本电脑、智能穿戴式设备等电子设备充电，即进行反向充电。双向充电功能的电子设备由于能够有效、及时的为其他电子设备提供应急电能，因此，受到越来越多用户的关注。
[0003]为了实现双向充电的双向导通与关断功能，一般在电子设备中设置两个背靠背的金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor field effect transistor，MOSFET)，避免使用一个MOSFET时，由于MOSFET本身具有体二极管，即便MOSFET关断，还是会有电流通过MOSFET的体二极管泄露，即一个MOSFET无法实现关断功能。然而，MOSFET导通阻抗大，开关频率低，导致器件发热严重，输入输出功率受限。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本申请提供一种开关电路及电子设备。可以减小导通阻抗。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种开关电路，该开关电路包括：外部节点、内部节点、第一开关模块和驱动模块；第一开关模块包括增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，增强型氮化镓高电子迁移率晶体管包括第一栅极、第一极和第二极；驱动模块包括控制端；第一栅极与控制端耦合，第一极和外部节点耦合，内部节点和第二极耦合；外部节点用于接收充电电压，并将充电电压传输至增强型氮化镓高电子迁移率晶体管；驱动模块用于控制增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通或关断，当增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通时，充电电压传输至内部节点，以通过内部节点传输至充电转换芯片；或者，内部节点用于接收充电电压，并将充电电压传输至增强型氮化镓高电子迁移率晶体管；驱动模块用于控制增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通或关断，当增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通时，充电电压传输至外部节点，以通过外部节点传输至待充电电子设备。
[0006]通过驱动模块控制增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通或关断，实现了开关电路的双向导通与关断功能。且由于增强型氮化镓高电子迁移率晶体管自身特性不具有体二极管，所以当增强型氮化镓高电子迁移率晶体管关断时也不会存在电流泄露的问题，这样一来，通过一个增强型氮化镓高电子迁移率晶体管即可实现双向的导通以及关断功能，相比于设置两个背靠背的金属氧化物半导体场效应晶体管，减小了元器件的布局尺寸。此外，由于增强型氮化镓高电子迁移率晶体管本身具有导通阻抗低的特性，因此，增强型氮化镓高电子迁移率晶体管的设置，可以减少开关电路的损耗，降低开关电路的功耗，进而可以缓解器件发热的问题。
[0007]示例性的，当外部节点接收充电电压时，外部节点例如可以与充电器耦合，内部节点例如可以与充电转换芯片耦合；当内部节点接收充电电压时，内部节点例如可以与充电转换芯片耦合，外部节点例如可以与待充电电子设备耦合。
[0008]示例性的，待充电电子设备例如为待充电手机等。
[0009]在一些可能实现的方式中，驱动模块还包括参考端，增强型氮化镓高电子迁移率晶体管的第二极和控制模块的参考端耦合于参考点；当外部节点接收充电电压时，驱动模块基于参考点的电压向第一栅极发送第一驱动电压，增强型氮化镓高电子迁移率晶体管响应于第一驱动电压导通，并将充电电压传输至内部节点；驱动模块还基于参考点的电压向第一栅极发送第二驱动电压，增强型氮化镓高电子迁移率晶体管响应于第二驱动电压关断；或者，当内部节点接收充电电压时，驱动模块基于参考点的电压向第一栅极发送第三驱动电压，增强型氮化镓高电子迁移率晶体管响应于第三驱动电压导通，并将充电电压传输至外部节点；驱动模块还向第一栅极发送第四驱动电压，增强型氮化镓高电子迁移率晶体管响应于第四驱动电压关断。
[0010]通过设置增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，当正向充电时，驱动模块基于参考点的电压输出第一驱动电压，以使第一栅极的电压与第二极的电压的差值大于增强型氮化镓高电子迁移率晶体管的第一栅极与第二极的阈值电压，进而使第一开关模块保持导通的状态，保证充电的正常进行；当正向关断(完成充电或遇到异常情况)时，驱动模块基于参考点的电压输出第二驱动电压，以使第一栅极的电压与第二极的电压的差值小于增强型氮化镓高电子迁移率晶体管的第一栅极与第二极的阈值电压，进而使第一开关模块由导通变为关断；当反向充电时，驱动模块基于参考点的电压输出第三驱动电压，以使第一栅极的电压与第一极的电压的差值大于增强型氮化镓高电子迁移率晶体管的第一栅极与第一极的阈值电压，进而使第一开关模块保持导通的状态，保证充电的正常进行；当反向截止(完成充电或遇到异常情况)时，为了防止第一开关模块在第一极处的电压下降时打开，驱动模块通过控制端输出第四驱动电压，以使第一栅极的电压与第一极的电压的差值一直小于增强型氮化镓高电子迁移率晶体管的第一栅极与第一极的阈值电压，进而使第一开关模块一直处于关断状态，即实现双向导通与关断功能。此外，在正向充电、正向关断以及反向充电时，驱动模块基于参考点的电压输出驱动电压，简化驱动模块的运算过程。
[0011]在一些可能实现的方式中，在上述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管的第二极和控制模块的参考端耦合于参考点的基础上，开关电路还包括第二开关模块，第二开关模块用于当驱动模块向第一栅极发送第四驱动电压时阻止内部节点将接收到的充电电压传输至参考点；驱动模块基于参考点的电压向第一栅极发送第四驱动电压，增强型氮化镓高电子迁移率晶体管响应于第四驱动电压关断。即驱动模块输出驱动电压(第一驱动电压、第二驱动电压、第三驱动电压和第四驱动电压)时都是基于参考点的变化而变化的，这样一来，可以进一步简化驱动模块的运算。
[0012]在一些可能实现的方式中，在开关电路包括第二开关模块的基础上，第二开关模块包括N型金属氧化物半导体场效应晶体管；N型金属氧化物半导体场效应晶体管包括第二栅极、源极和漏极；源极与第二极耦合，漏极与内部节点耦合，第二栅极获取的信号可以控制N型金属氧化物半导体场效应晶体管的导通与否。当N型金属氧化物半导体场效应晶体设置于内部节点和增强型氮化镓高电子迁移率晶体管的第二极之间时，可以使参考点与内部
节点隔开，这样一来，不仅在正向充电、正向关断以及反向充电时，驱动模块基于参考点的电压输出驱动电压，以使第一开关模块在正向充电和反向充电时导通以及在正向关断时关断；且在反向关断时，驱动模块可以基于参考点的电压输出驱动电压，以使第一开关模块在反向关断时彻底关断，即在不同的阶段，驱动模块都是基于参考点的电压输出驱动电压，如此，进一步简化驱动模块的运算过程。此外，虽然本实施例中开关电路包括增强型双向氮化镓高电子迁移率晶体管以及N型金属氧化物半导体场效应晶体管，但是由于增强型双向氮化镓高电子迁移率晶体管本身具有导通阻抗低的特性，因此，相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关电路，其特征在于，包括：外部节点、内部节点、第一开关模块和驱动模块；所述第一开关模块包括增强型氮化镓高电子迁移率晶体管，所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管包括第一栅极、第一极和第二极；所述驱动模块包括控制端；所述第一栅极与所述控制端耦合，所述第一极和所述外部节点耦合，所述内部节点和所述第二极耦合；所述外部节点用于接收充电电压，并将所述充电电压传输至所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管；所述驱动模块用于控制所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通或关断，当所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通时，所述充电电压传输至所述内部节点，以通过所述内部节点传输至充电转换芯片；或者，所述内部节点用于接收充电电压，并将所述充电电压传输至所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管；所述驱动模块用于控制所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通或关断，当所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管导通时，所述充电电压传输至所述外部节点，以通过所述外部节点传输至待充电电子设备。2.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述驱动模块还包括参考端，所述第二极和所述参考端耦合于参考点；当所述外部节点接收所述充电电压时，所述驱动模块基于所述参考点的电压向所述第一栅极发送第一驱动电压，所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管响应于所述第一驱动电压导通，并将所述充电电压传输至所述内部节点；所述驱动模块还基于所述参考点的电压向所述第一栅极发送第二驱动电压，所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管响应于所述第二驱动电压关断；或者，当所述内部节点接收所述充电电压时，所述驱动模块基于所述参考点的电压向所述第一栅极发送第三驱动电压，所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管响应于所述第三驱动电压导通，并将所述充电电压传输至所述外部节点；所述驱动模块还向所述第一栅极发送第四驱动电压，所述增强型氮化镓高电子迁移率晶体管响应于所述第四驱动电压关断。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张紫淇，孙霓，黄松，
申请(专利权)人：荣耀终端有限公司，
类型：发明
国别省市：