开关电路和电源电路制造技术

提供了能够降低功耗的开关电路和电源电路

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关电路和电源电路


[0001]本专利技术涉及开关电路和电源电路
。

技术介绍

[0002]已知有一种电源电路，该电源电路对由诸如能量收集元件之类的电力生成元件产生的电力的电压进行转换，并将该电力存储在诸如电容器之类的蓄电装置中
。
在这样的电源电路中，通过场效应晶体管
(FET)
和控制
FET
的栅极电压的控制电路来实现用于转换电力的电压的开关
(
例如，专利文献
1)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本专利申请公开
No.2014
‑
33494

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题
[0007]在专利文献1中，通过电阻器
R2
和
R3
对地与电力生成元件和
MOSFET(M1)
之间的节点之间的电压进行电阻分压来生成用于导通
MOSFET(M1)
的栅极电压
(
参见专利文献1的图
1)。
然而，在
MOSFET(M1)
处于导通状态的时段期间，电流继续流过电阻器
R2
和
R3
，导致高功耗
。
因此，在期望具有低功耗的电路
(
例如，使用所谓的能量收集元件作为电源元件的电路
)
中使用专利文献1的电源电路影响了功耗
。
这种影响不仅出现在专利文献1的电路中，而且出现在具有类似开关功能的电路中
。
[0008]本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够降低功耗的开关电路和电源电路
。
[0009]解决问题的手段
[0010]本专利技术是一种开关电路，该开关电路包括：场效应型开关元件，该开关元件被配置为根据控制端子的电位在接通状态和关断状态之间切换；以及控制电路，该控制电路被配置为当保持开关元件的接通状态和关断状态中的一种状态时，向控制端子提供第一电平的电位，并且当将开关元件从一种状态切换到接通状态和关断状态中的另一种状态时，在经由电阻器对控制端子充电或放电之后使控制端子浮置，并且向控制端子提供第二电平的电位，第一电平使开关元件进入一种状态，第二电平使开关元件进入所述另一种状态
。
[0011]在上述配置中，可以采用其中控制电路在向控制端子提供第一电平的电位时使控制端子浮置的配置
。
[0012]在上述配置中，可以采用其中开关元件是接通和关断从电力生成元件提供的电动势的元件的配置
。
[0013]在上述配置中，可以采用其中开关元件是接通和关断到传感器电路的电源的元件的配置
。
[0014]在上述配置中，可以采用其中提供一种被配置为将控制端子的电位保持在预定范
围内的保持电路的配置
。
[0015]在上述配置中，可以采用其中保持电路包括与控制端子连接的二极管的配置
。
[0016]在上述配置中，可以采用以下配置：开关元件是第一
FET
，该第一
FET
具有与第一端子连接的源极
、
与第二端子连接的漏极
、
以及与电容性地联接到第一控制端子的第一节点连接的栅极
。
[0017]在上述配置中，可以采用以下配置：提供具有与第一节点连接的源极
、
与第一端子连接的漏极
、
以及栅极的第二
FET
，所述一种状态是关断状态，并且控制电路在使第一
FET
从截止状态切换到导通状态时，使第二
FET
的源极和漏极之间的状态进入截止状态，以经由电阻器将第一节点连接到参考电位，然后，将第一节点从第一端子和参考电位断开并且向第一控制端子提供第二电平的电位
。
[0018]在上述配置中，可以采用以下配置：提供具有与参考电位连接的源极
、
与第一节点连接的漏极
、
以及栅极的第三
FET
，并且电阻器是第三
FET
的源极和漏极之间的电阻器，并且当第一节点经由第二
FET
与参考电位连接时，饱和电流流过第三
FET。
[0019]在上述配置中，可以采用以下配置：提供从第一节点到与第二控制端子电容性地联接的第二节点的方向是正向的整流器元件，第二
FET
是
N
型的，并且第二
FET
的栅极与第二节点连接，第一
FET
是
P
型的，并且第一节点经由整流器元件
、
第二节点和电阻器与参考电位连接
。
[0020]在上述配置中，可以采用以下配置：提供从与第二控制端子电容性地联接的第二节点到第一节点的方向是正向的整流器元件，第二
FET
是
P
型的，并且连接到与第二控制端子电容性地联接的第二节点，第一
FET
是
N
型的，并且第一节点经由整流器元件
、
第二节点和电阻器与参考电位连接
。
[0021]在上述配置中，可以采用这样的配置，其中控制电路在第一
FET
保持在导通状态时，向第一控制端子提供第二电平的电位，并且向第二控制端子提供第三电平的电位，并且在第一
FET
从导通状态切换到截止状态时，向第二控制端子提供第四电平的电位，然后向第一控制端子提供第一电平的电位并且向第二控制端子提供第三电平的电压，第三电平的电位使第二
FET
进入截止状态，第四电平的电位使第二
FET
进入导通状态
。
[0022]在上述配置中，可以采用这样的配置，其中控制电路在使第一
FET
从导通状态切换到截止状态时，在将第三电平的电位提供给第二控制端子之后，将第一电平的电位提供给第一控制端子
。
[0023]在上述配置中，可以采用以下配置：提供确定电路，该确定电路被配置为当第一
FET
保持在截止状态时，确定输入到第一端子的输入电压是否已经从上次第一
FET
从导通状态切换到截止状态的输入电压改变了预定电压，并且控制电路在确定输入电压已经改变了预定电压时，向第一控制端子提供第二电平并且向第二控制端子提供第四电平，然后，向第一控制端子提供第一电平并且向第二控制端子提供第三电平
。
[0024]在上述配置中，可以提供以下配置：确定电路包括比较器，该比较器被配置为将与第一端子电容性地联接的第三节点处的电压与恒定电压进行比较，并且将比较结果输出到控制电路
。
[0025]在上述配置中，可以采用其中输入到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种开关电路，所述开关电路包括：场效应型开关元件，所述开关元件被配置为根据控制端子的电位在接通状态和关断状态之间切换；以及控制电路，所述控制电路被配置为当保持所述开关元件的接通状态和关断状态中的一种状态时，向所述控制端子提供第一电平的电位，并且当将所述开关元件从所述一种状态切换到所述接通状态和所述关断状态中的另一种状态时，在经由电阻器对所述控制端子充电或放电之后使所述控制端子浮置，并且向所述控制端子提供第二电平的电位，所述第一电平使所述开关元件进入所述一种状态，所述第二电平使所述开关元件进入所述另一种状态
。2.
根据权利要求1所述的开关电路，其中，所述控制电路在向所述控制端子提供所述第一电平的电位时使所述控制端子浮置
。3.
根据权利要求1或2所述的开关电路，其中，所述开关元件是接通和关断从电力生成元件提供的电动势的元件
。4.
根据权利要求1至3中任意一项所述的开关电路，其中，所述开关元件是接通和关断到传感器电路的电源的元件
。5.
根据权利要求1至4中任意一项所述的开关电路，所述开关电路还包括保持电路，所述保持电路被配置为将所述控制端子的电位保持在预定范围内
。6.
根据权利要求5所述的开关电路，其中，所述保持电路包括与所述控制端子连接的二极管
。7.
根据权利要求1至6中任意一项所述的开关电路，其中，所述开关元件是第一
FET
，所述第一
FET
具有与第一端子连接的源极
、
与第二端子连接的漏极
、
以及与电容性地联接到第一控制端子的第一节点连接的栅极
。8.
根据权利要求7所述的开关电路，所述开关电路还包括：第二
FET
，所述第二
FET
具有与所述第一节点连接的源极
、
与所述第一端子连接的漏极
、
以及栅极，其中，所述一种状态是关断状态，并且其中，所述控制电路在使所述第一
FET
从截止状态切换到导通状态时，使所述第二
FET
的源极和漏极之间的状态进入截止状态，以经由电阻器将所述第一节点连接到参考电位，然后，将所述第一节点从所述第一端子和所述参考电位断开并且向所述第一控制端子提供所述第二电平的电位
。9.
根据权利要求8所述的开关电路，所述开关电路还包括：第三
FET
，所述第三
FET
具有与所述参考电位连接的源极
、
与所述第一节点连接的漏极
、
以及栅极，其中，所述电阻器是所述第三
FET
的源极和漏极之间的电阻器，并且当所述第一节点经由所述第二
FET
与所述参考电位连接时，饱和电流流过所述第三
FET。10.
根据权利要求8或9所述的开关电路，所述开关电路还包括：整流器元件，在所述整流器元件中，从所述第一节点到与第二控制端子电容性地联接的第二节点的方向是正向，其中，所述第二
FET
是
N
型的，并且所述第二
FET
的栅极与所述第二节点连接，
其中，所述第一
FET
是
P
型...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢岛赳彬，
申请(专利权)人：国立研究开发法人科学技术振兴机构，
类型：发明
国别省市：