本发明专利技术提供一种具有电压极性转换的功率开关，用于大电流功率开关转化电压极性的开关电路。特别地，它采用两套开关电路结构，一套开关电路实现常规的功率开关电路功能，即导通或截止大电流、交换电流导通方向、交换负载电压正负极；另外一套开关电路实现开关中的负载电压维持与采样开关功能，用于控制电路的正确判断和控制，这样避免了连接大功率负载的功率开关在交换电流导通方向或者电压正负极时产生大电流毛刺或者大电流短路现象，保护了电路中的器件，使控制电路正确判断和控制，保障了功率开关电路的正常工作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于大电流功率开关转化电压极性的开关电路。特别地，它涉及一种将功率开关、电压维持与采样开关功能集成在一起的具有电压极性转换的功率开关。
技术介绍
众所周知，连接大功率负载的功率开关在交换电流导通方向或者电压正负极时， 会产生大电流毛刺或者大电流短路现象，这会导致电路中的器件工作发生异常，有时甚至烧毁器件，同时容易使控制电路发生误判。比如说在逆变电焊机中或者万能可充电池充电器中，都存在这种现象。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决前述问题而提出的，本专利技术提出了一种具有电压极性转换的功率开关，它分为功率开关电路和电压维持与采样开关电路两部分，将功率开关、电压维持与采样开关功能集成在一起，实现一种比较安全、比较理想的具有电压极性转换的功率开关。本专利技术提出的一种具有电压极性转换的功率开关，包括功率开关管电路和电压维持与采样开关电路两部分，其中功率开关管电路包括第一 P型金属氧化物硅MOS晶体管M1，它的源极与节点Al相连，它的漏极与节点 Vo+相连，它的栅极与控制信号VCl相连；第二 P型金属氧化物硅MOS晶体管M2，它的源极与节点Al相连，它的漏极与节点 Vo-相连，它的栅极与控制信号VC2相连；第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3，它的源极与节点Bl相连，它的漏极与节点 Vo+相连，并且与所述第一 P型金属氧化物硅MOS晶体管Ml的漏极相连，它的栅极与控制信号VC3相连；和第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4，它的源极与节点Bl相连，它的漏极与节点 Vo-相连，并且与所述第二 P型金属氧化物硅MOS晶体管M2的漏极相连，它的栅极与控制信号VC4相连。其中电压维持与采样开关电路包括第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5，它的源极与节点A2相连，它的漏极与节点 Vo+相连，并且与所述第一 P型金属氧化物硅MOS晶体管Ml的漏极相连，同时与所述第三N 型金属氧化物硅MOS晶体管M3的漏极相连，它的栅极与控制信号VC5相连；第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6，它的源极与节点A2相连，它的漏极与节点 Vo-相连，并且与所述第二 P型金属氧化物硅MOS晶体管M2的漏极相连，同时与所述第四N 型金属氧化物硅MOS晶体管M4的漏极相连，它的栅极与控制信号VC6相连；第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7，它的源极与节点B2相连，它的漏极与节点 Vo+相连，并且与所述第一 P型金属氧化物硅MOS晶体管Ml的漏极相连，同时与所述第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3的漏极相连，同时与所述第五P型金属氧化物硅MOS晶体管 M5的漏极相连，它的栅极与控制信号VC7相连；和第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8，它的源极与节点B2相连，它的漏极与节点Vo-相连，并且与所述第二 P型金属氧化物硅MOS 晶体管M2的漏极相连，同时与所述第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4的漏极相连，同时与所述第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6的漏极相连，它的栅极与控制信号VC8相连。本专利技术提出的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路中的第一 P型金属氧化物硅MOS晶体管Ml、第二 P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N 型金属氧化物硅MOS晶体管M3和第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4的宽长比W/L，比所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7和第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8的宽长比W/L大，约在1倍至1000000倍之间，过电流能力也强1倍至1000000倍之间。本专利技术提出的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述电压维持与采样开关电路中的控制信号VC5与VC7相位相同、VC6与VC8相位相同，并且VC5、VC7的相位与 VC6、VC8的相位相反；所述功率开关管电路中的控制信号VC1、VC2、VC3、VC4是分别产生的， 没有严格的相位关系，但是所述功率开关管电路中的控制信号VCl和VC2不能同时为低电平，所述功率开关管电路中的控制信号VC3和VC4不能同时为高电平，所述功率开关管电路中的控制信号VCl为低电平时VC3不能同时为高电平，所述功率开关管电路中的控制信号 VC2为低电平时VC4不能同时为高电平；所述功率开关管电路中的控制信号VCl或VC2的电压值可以为高电平、低电平或者正电源和负电源(地)中间的某一电压值Vbiasl，当为高电平时，所述功率开关管电路中的第一 P型金属氧化物硅MOS晶体管Ml或者第二 P型金属氧化物硅MOS晶体管M2截止，当为低电平时，所述功率开关管电路中的第一 P型金属氧化物硅MOS晶体管Ml或者第二 P型金属氧化物硅MOS晶体管M2完全导通，当为正电源和负电源(地)中间的某一电压值Vbiasl时，所述功率开关管电路中的第一 P型金属氧化物硅 MOS晶体管Ml或者第二 P型金属氧化物硅MOS晶体管M2流过的电流大小是受控制的，可以实现恒流开关功能；同样地，所述功率开关管电路中的控制信号VC3或VC4的电压值可以为高电平、低电平或者正电源和负电源(地)中间的某一电压值Vbias2，当为高电平时，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3或者第四N型金属氧化物硅MOS 晶体管M4截止，当为低电平时，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3或者第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4完全导通，当为正电源和负电源(地)中间的某一电压值Vbias时，所述功率开关管电路中的第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3 或者第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4流过的电流大小是受控制的，可以实现恒流开关功能。本专利技术提出的具有电压极性转换的功率开关，其特征在于，所述功率开关管电路用于导通或关断大电流，而所述电压维持与采样开关电路则用于维持与采样所述功率开关管电路的节点Vo+与Vo-之间的负载上的电压以及相应的电压极性。所述的具有电压极性转换的功率开关的工作原理是正常工作时，所述功率开关管电路中的第一 P型金属氧化物硅MOS晶体管Ml与第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4导通，同时第二 P型金属氧化物硅MOS晶体管M2与第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3断开，或者所述功率开关管电路中的第一 P型金属氧化物硅MOS晶体管Ml与第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4断开， 而第二 P型金属氧化物硅MOS晶体管M2与第三N型金属氧化物硅MOS晶体管M3导通；而所述电压维持与采样开关电路中的第五P型金属氧化物硅MOS晶体管M5、第八N型金属氧化物硅MOS晶体管M8的工作情况，与所述功率开关管电路中的第一 P型金属氧化物硅MOS 晶体管Ml、第四N型金属氧化物硅MOS晶体管M4相同，所述电压维持与采样开关电路中的第六P型金属氧化物硅MOS晶体管M6、第七N型金属氧化物硅MOS晶体管M7，与所述功率开关管电路中的第二 P型金属氧化物硅MOS晶体管M2、第三N型金属氧化物硅MOS晶体管 M3相同，即都是导通的或者都是断开的；非正常工作时，所述功率开关管电路的节点Vo+与 Vo-之间的电压极性将发生互换，所述功率开关管电路的节点Vo+与Vo-之间的负载电流方向发生改变，所述功率开关管电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：曹先国，
申请(专利权)人：曹先国，
类型：发明
国别省市：
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