一种高速大电流切换电路及其实现方法技术

本申请公开了一种高速大电流切换电路及其实现方法，属于半导体测量技术领域，包括电脑与单片机通讯电路、单片机外围电路、MOS半导体管控制电路和大电流切换电路，本发明专利技术采用先进的MOS半导体管作为测试大电流变换的载体，克服了原来一些电路在测试大电流切换时，电流不稳定、变换速度慢和容易发热的缺点，通过电脑和单片机的通讯电路控制，能精确稳定的实现大电流测试时的循环切换。大电流测试时的循环切换。大电流测试时的循环切换。

【技术实现步骤摘要】
一种高速大电流切换电路及其实现方法


[0001]本专利技术是一种高速大电流切换电路及其实现方法，属于半导体测量
，尤其是半导体瞬态热测试领域。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展和半导体行业的逐渐兴起，半导体行业对测试和老化提出更高的要求，在测试和老化过程中往往会用到直流大电流的切换，电流高达上千安培，目前，比较常用的方法有二种，一种是用大电流固态继电器来切换电流；第二种方法是用大功率的MOS半导体管来实现，然而这两种方法都有其缺点，难以满足目前半导体行业对测试和老化的需求，第一种方法的缺点，一是切换时间达几十MS，甚至上百MS，从而导致切换速度较慢，二是，大电流继电器的成本较高，特别是固态继电器价格昂贵，用第二种方法缺点，虽然切换速度较快，但不能满足大电流的切换需求，目前市场上大功率MOS半导体管，最大电流最多达到几百安培，还有就是当电流较大时，MOS半导体管本身的发热功率就会很大，导致性能参数下降，甚至损坏，针对现有技术的不足之处，本领域技术人员专利技术出了一种高速大电流切换电路及实现方法，克服了现有技术的的缺点。
[0003]例如在2019年10月25日公开了一项公开号为CN209545550U，一种高速大电流热切换开关电路，包括隔离电路、栅极控制电路和电流热切电路；隔离电路与栅极控制电路电连接；栅极控制电路与电流热切电路电连接，所述的隔离电路包括电源滤波电容C1、隔离DC
‑
DC转换器U1、输出滤波电容C2和输出滤波电容C3，输入电压VCC与隔离DC
‑/>DC转换器U1的正向电压输入端连接，电源滤波电容C1的一端和VCC连接，电源滤波电容C1的另一端接地，隔离DC
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DC转换器U1的负向输入端接地，隔离DC
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DC转换器U1的正向输出端和栅极控制电路的正向控制电压端相连，隔离DC
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DC转换器U1的负向输出端和栅极控制电路的负向控制电压端相连，上述电路虽然解决了，电流在切换时速度慢，切换不稳定的问题，但仍具有以下缺点：上述电路只能限定在20A以下的电流电路中频繁切换，而要对20A以上甚至更大电流之间的切换就不再适应，因此在所谓的大电流切换中有很大的局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是针对以上不足，提供了一种高速大电流切换电路及实现方法，克服了现有技术的的缺点，本专利技术具有切换速度快（可达nS级），切换电流大（上千安培），稳定可靠性高，成本低等优点。
[0005]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种高速大电流切换电路，其特征在于：包括电脑与单片机通讯电路、单片机外围电路、MOS半导体管控制电路和大电流切换电路，所述大电流切换电路包括第一MOS半导体管组合、第二MOS半导体管组合和第三MOS半导体管组合，上位机电脑通过电脑与单片机通讯电路和单片机相互通讯，上位机电脑经485通讯给单片机发送大电流切换指令，单片机通
过单片机外围电路，经MOS半导体管控制电路来实现控制第一MOS半导体管组合、第二MOS半导体管组合和第三MOS半导体管组合的通断，来实现大电流切换。
[0006]进一步，所述电脑与单片机通讯电路包括芯片U11，芯片U11的型号为ADM2587E，芯片U11的5脚和6脚连接电阻R18的1脚，电阻R18的2脚连接芯片U7的41脚，芯片U11的4脚连接电阻R13的1脚，电阻R13的2脚连接芯片U7的43脚，芯片U11的7脚连接电阻R14的1脚，电阻R14的2脚连接芯片U7的42脚，芯片U11的2脚和8脚连接电源3.3V、电容C36一端、电容C41一端和电容C37一端，电容C36另一端、电容C41另一端和电容C37另一端连接电源负极，芯片U11的1脚、3脚、9脚和10脚连接电源负极，芯片U11的11脚、14脚、20脚和16脚连接地线，芯片U11的12脚和19脚连接电容C38一端、电容C40一端和电容C39一端，电容C38另一端、电容C40另一端和电容C39另一端连接地线，芯片U11的15脚连接芯片U11的17脚和电阻R20的2脚，电阻20的1脚连接电阻R21的2脚、端子J3的1脚和二极管D12的2脚，二极管D12的1脚连接地线，电阻R21的1脚连接端子J3的2脚、电阻R19的1脚和二极管D11的2脚，二极管D11的1脚连接地线，电阻R19的2脚连接芯片U11的13脚和18脚，端子J3的3脚连接地线。
[0007]进一步，所述单片机外围电路包括芯片U7，芯片U7的型号为STM32F103RCT6，芯片U7的46脚连接端子J2的2脚，芯片U7的49脚连接端子J2的3脚，端子J2的1脚连接电源3.3V，端子J2的4脚连接电源负极，芯片U7的28脚连接电阻R12的2脚，电阻R12的1脚连接电源负极，芯片U7的55脚连接二极管D10的1脚，二极管D10的2脚连接电阻R11的2脚，电阻R11的1脚连接电源3.3V，芯片U7的56脚连接二极管D10的3脚，二极管D10的4脚连接电阻R60的2脚，电阻R60的1脚连接电源3.3V，芯片U7的31脚、47脚、63脚和18脚连接电源负极，芯片U7的19脚、64脚、48脚、32脚和1脚连接电源3.3V，芯片U7的60脚连接电阻R17的1脚，电阻R17的2脚连接电源负极，芯片U7的5脚连接电阻R104的1脚、晶振Y1的1脚和电容C26的一端，电容C26另一端连接电源负极，电阻R104的2脚连接芯片U7的6脚，晶振Y1的3脚连接芯片U7的6脚和电容C25的一端，电容C25另一端连接电源负极。
[0008]进一步，所述MOS半导体管控制电路包括芯片U13，芯片U13的型号为TLP250，芯片U13的2脚连接电容C46一端、电容C47一端和电源3.3V，电容C46另一端和电容C47另一端连接电源负极，芯片U13的3脚连接电阻R29的1脚，电阻R29的2脚连接三极管Q12的3脚，三极管Q12的1脚连接电阻R30的2脚，电阻30的1脚连接芯片U7的37脚，三极管Q12的2脚连接电源负极，芯片U13的5脚连接电阻二极管D13的2脚、电容C49一端和电阻R62的2脚，二极管D13的1脚和电容C49另一端连接电阻R62的1脚，二极管D13的1脚和电容C49另一端还连接电阻R31的1脚，电阻R31的2脚连接电容C48一端，电容C48另一端连接电阻R62的2脚，芯片U13的8脚还连接电源12VOUT1，芯片U13的6脚与7脚连接电阻R32的1脚、电阻R33的1脚和电阻R34的1脚。
[0009]进一步，所述MOS半导体管控制电路还包括芯片U14，芯片U14的型号为TLP250，芯片U14的2脚连接电容C50一端、电容C51一端和电源3.3V，电容C50另一端和电容C51另一端连接电源负极，芯片U14的3脚连接电阻R35的1脚，电阻R35的2脚连接三极管Q10的3脚，三极管Q10的1脚连接电阻R36的2脚，电阻R36的1脚连接芯片U7的38脚，三极管Q10的2脚连接电源负极，芯片U14的5脚连接电阻二极管D14的2脚、电容C53一端和电阻R本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速大电流切换电路，其特征在于：包括电脑与单片机通讯电路、单片机外围电路、MOS半导体管控制电路和大电流切换电路，所述大电流切换电路包括第一MOS半导体管组合、第二MOS半导体管组合和第三MOS半导体管组合，上位机电脑通过电脑与单片机通讯电路和单片机相互通讯，上位机电脑经485通讯给单片机发送大电流切换指令，单片机通过单片机外围电路，经MOS半导体管控制电路来实现控制第一MOS半导体管组合、第二MOS半导体管组合和第三MOS半导体管组合的通断，来实现大电流切换。2.如权利要求1所述的一种高速大电流切换电路，其特征在于：所述电脑与单片机通讯电路包括芯片U11，芯片U11的型号为ADM2587E，芯片U11的5脚和6脚连接电阻R18的1脚，电阻R18的2脚连接芯片U7的41脚，芯片U11的4脚连接电阻R13的1脚，电阻R13的2脚连接芯片U7的43脚，芯片U11的7脚连接电阻R14的1脚，电阻R14的2脚连接芯片U7的42脚，芯片U11的2脚和8脚连接电源3.3V、电容C36一端、电容C41一端和电容C37一端，电容C36另一端、电容C41另一端和电容C37另一端连接电源负极，芯片U11的1脚、3脚、9脚和10脚连接电源负极，芯片U11的11脚、14脚、20脚和16脚连接地线，芯片U11的12脚和19脚连接电容C38一端、电容C40一端和电容C39一端，电容C38另一端、电容C40另一端和电容C39另一端连接地线，芯片U11的15脚连接芯片U11的17脚和电阻R20的2脚，电阻20的1脚连接电阻R21的2脚、端子J3的1脚和二极管D12的2脚，二极管D12的1脚连接地线，电阻R21的1脚连接端子J3的2脚、电阻R19的1脚和二极管D11的2脚，二极管D11的1脚连接地线，电阻R19的2脚连接芯片U11的13脚和18脚，端子J3的3脚连接地线。3.如权利要求1所述的一种高速大电流切换电路，其特征在于：所述单片机外围电路包括芯片U7，芯片U7的型号为STM32F103RCT6，芯片U7的46脚连接端子J2的2脚，芯片U7的49脚连接端子J2的3脚，端子J2的1脚连接电源3.3V，端子J2的4脚连接电源负极，芯片U7的28脚连接电阻R12的2脚，电阻R12的1脚连接电源负极，芯片U7的55脚连接二极管D10的1脚，二极管D10的2脚连接电阻R11的2脚，电阻R11的1脚连接电源3.3V，芯片U7的56脚连接二极管D10的3脚，二极管D10的4脚连接电阻R60的2脚，电阻R60的1脚连接电源3.3V，芯片U7的31脚、47脚、63脚和18脚连接电源负极，芯片U7的19脚、64脚、48脚、32脚和1脚连接电源3.3V，芯片U7的60脚连接电阻R17的1脚，电阻R17的2脚连接电源负极，芯片U7的5脚连接电阻R104的1脚、晶振Y1的1脚和电容C26的一端，电容C26另一端连接电源负极，电阻R104的2脚连接芯片U7的6脚，晶振Y1的3脚连接芯片U7的6脚和电容C25的一端，电容C25另一端连接电源负极。4.如权利要求1所述的一种高速大电流切换电路，其特征在于：所述MOS半导体管控制电路包括芯片U13，芯片U13的型号为TLP250，芯片U13的2脚连接电容C46一端、电容C47一端和电源3.3V，电容C46另一端和电容C47另一端连接电源负极，芯片U13的3脚连接电阻R29的1脚，电阻R29的2脚连接三极管Q12的3脚，三极管Q12的1脚连接电阻R30的2脚，电阻30的1脚连接芯片U7的37脚，三极管Q12的2脚连接电源负极，芯片U13的5脚连接电阻二极管D13的2脚、电容C49一端和电阻R62的2脚，二极管D13的1脚和电容C49另一端连接电阻R62的1脚，二极管D13的1脚和电容C49另一端还连接电阻R31的1脚，电阻R31的2脚连接电容C48一端，电容C48另一端连接电阻R62的2脚，芯片U13的8脚还连接电源12VOUT1，芯片U13的6脚与7脚连接电阻R32的1脚、电阻R33的1脚和电阻R34的1脚。5.如权利要求1所述的一种高速大电流切换电路，其特征在于：所述MOS半导体管控制电路还包括芯片U14，芯片U14的型号为TLP250，芯片U14的2脚连接电容C50一端、电容C51一
端和电源3.3V，电容C50另一端和电容C51另一端连接电源负极，芯片U14的3脚连接电阻R35的1脚，电阻R35的2脚连接三极管Q10的3脚，三极管Q10的1脚连接电阻R36的2脚，电阻R36的1脚连接芯片U7的38脚，三极管Q10的2脚连接电源负极，芯片U14的5脚连接电阻二极管D14的2脚、电容C53一端和电阻R63的2脚，二极管D14的1脚和电容C53另一端连接电阻R63的1脚，二极管D14的1脚和电容C49另一端还连接电阻R37的1脚，电阻R31的2脚连接电容C52一端，电容C52另一端连接电阻R63的2脚，芯片U14的8脚还连接电源12VOUT2，芯片U14的6脚与7脚连接电阻R38的2脚、电阻R39的2脚和电阻R40的2脚。6.如权利要求1所述的一种高速大电流切换电路，其特征在于：所述MOS半导体管控制电路还包括芯片U15，芯片U15的型号为TLP250，芯片U15的2脚连接电容C54一端、电容C55一端和电源3.3V，电容C54另...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗亚非，王林昌，
申请(专利权)人：鲁欧智造山东高端装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：