一种维持零电流的开关制造技术

一种维持零电流的开关，双极开关具有接近零的维持电流特性，在“导通”状态具有低输出阻抗，在“断开”状态具有接近无穷大的阻抗。本开关对控制信号敏感，把稳压电源运用到负载上。本开关包括一个导通检测电路和转换电路，检测开启电路由控制信号单独驱动，转换电路由电源驱动，但是在开关断开时，该电源通常没有维持电流。转换电路包括加速电路，为了取得高电流增益而采用正反馈的电路，及迅速断开开关的电路，加速电路可以快速打开开关。

【技术实现步骤摘要】
一种维持零电流的开关
本专利技术通常与开关有关，尤其是快速单片开关，在断开状态，该开关不需要静态偏置电流。
技术介绍
受控的应用，移除负载激励，例如电子电路图，可以以大量不同方式执行，机械开关需要使用者移动开关里的电触头，来把电源连接到负载。电磁继电器响应一个由使用者提供的电子控制信号，关闭一组触头，为了把电源连接到负载。虽然这些机械和机电结构，具有一定理想开关的特性，如接近无穷的断开阻抗，接近零的导通阻抗，和零静态电流，但是他们也有一定的缺陷，如易受机械故障，需要适度激励的控制信号，很慢的响应时间，开关反弹，经过一定次数的开/关周期后，开关性能下降。在双极和MOS或DMOS技术里，一些固态开关不久前是可利用的。虽然MOS型开关特点是低静态电流，但其不足是缺乏速度，例如开关时间在35微秒到50微秒之间。虽然这速度相较于机械和机电开关技术改进了，但对某些应用仍然太慢。本双极开关导通非常快速，只有I微秒的开关时间，但是需要显著的等待或静态电流。目前的双极开关技术可以通过传统方法改进，可以在更低的静态电流下运转。但是，使用这些传统方法，会牺牲掉速度，也就是，这些改进过的双极开关的开关速度，与MOS器件开关的开关时间近似。固态开关的优点包括没有机械类型故障，需要低电平控制信号，更小的物理尺寸。因此一个固态双极开关是非常可取的，该开关具有，快速的开关时间和需要低维持电流或零维持电流的优点，另外，断开状态有无穷大的阻抗，导通状态零阻抗。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一个双极开关，它具有高开关速度和非常低的静态或维持电流需求。本专利技术的另一个目的是提供一个双极开关，它具有零静态电流需求 本专利技术的另一个目的是提供一个双极开关，它采用正反馈电路来快速的驱动开关部分，从待机模式，进入导通状态，这些部分在该模式完全在断开状态。本专利技术的另一个目的是提供一个固态开关，它在导通状态大体有低阻抗，在断开状态大体有无穷大的阻抗。本专利技术的另一个目的是提供一个固态开关，在被控制信号激励后，该开关使用正反馈来提高输出电平。本专利技术的进一步目的是提供一个双极开关，它采用加速信号，使通常断开的部分迅速地进入工作。本专利技术的进一步目的是提供一个双极开关，它包括断开电路，在开关断开期间，迅速地放电开关元件，及断开延迟电路，在开关元件放电期间，断开延迟电路向断开电路供倉泛。本专利技术的技术解决方案是: 前述事项及先前技术开关的其他问题，通过本专利技术的固态装置被克服，固态装置对一个控制信号敏感，控制信号用于由电源向负载供能，固态装置包括:检测装置，接收控制信号来检测控制信号中导通状态的存在，产生一个激励信号作为响应，另外，最初，检测装置由控制信号单独驱动；由电源驱动的装置，连接在电源和负载之间，并且对激励信号敏感，用于向负载供能，当接收到所述激励信号，供能装置从断开状态向导通状态转换，进一步地，在断开状态，供能装置不需要静态偏置电流。在本专利技术的一个体现，包括加速装置，在供能装置接通时运转，使供能装置快速地进入操作。在本专利技术的优先体现，供能装置包括参考部分和控制部分，参考部分向控制部分提供参考信号，控制部分用于控制由电源向负载供能的应用。参考部分采用自我维持的设计，在参考部分一开始由加速信号导通后，自我维持开始运转，维持参考部分在运转状态。控制部分采用正反馈来增加开关的输出电流容量，采用负反馈来提供稳定性。本专利技术的优先体现进一步包括，对控制信号中断开状态敏感的装置，来禁用开关。还有一个延迟电路，该电路在开关禁止时运转，在一小段时间内向参考部分供能。这是为了让稳压部分的断开电路，以一种快速和可预测的方式，强制把稳压器的输出变为断开状态。进一步包括的还有错误检测电路用于检测开关操作中的错误。与本专利技术中的方法一致，双极开关通过提供一个导通检测电路而运行，该电路由控制信号单独驱动，检测控制信号中的导通状态，驱动连接电路进入操作状态，其中连接电路向负载供能。连接电路是那种在断开状态不需要维持电流的类型。激励步骤可以包括，向连接电路发出加速信号来使连接电路快速地进入工作状态。本专利技术方法的一个体现，在连接电路采用正反馈，来增加输出电平，采用了自我维持电路，在激励步骤后保持连接电路工作。使用正反馈增加了双极开关的效率，通过减小连接电路中所需的最小偏置信号来获得期望的输出电平。本专利技术方法的进一步加强，包括提供放电电路和延迟电路，在开关的断开模式，允许元件放电，开关的元件在连接电路中处理高电流。用这种方法，这些元件可以更快速完全地进入断开状态。这些以及其他目的，考虑到下面的有关本专利技术的某些优选体现和附图的详细说明，本专利技术的特点和优点将更容易理解。对比专利文献:CN2431680Y具有零消耗电流及稳定输出的改良型运算放大器00232937.9，CN2896699Y关机零消耗触摸式电子开关200620050074.7。【附图说明】: 图1A是本专利技术的象征性描述。图1B是本专利技术的简化框图。图2是本专利技术更详细的框图。图3A是本专利技术控制信号检测电路的详细原理图。图3B是本专利技术参考电路的详细原理图。图3C是本专利技术开关/调节电路的详细原理图。图3D是本专利技术断开检测电路的详细原理图。图3E是本专利技术错误标志电路的详细原理图。图3F是本专利技术热保护电路的详细原理图。【具体实施方式】: 关于图1A，阐明了本专利技术的双极开关象征性功能描述。开关10对控制信号敏感，控制信号应用在端子12。电源连接到端子14，端子16上提供被应用到负载的电源。控制信号通过造成信号通道18关闭而使端子14连接到端子16。关于图1B，一个本专利技术的优选方案，功能上包括导通检测电路20，参考电路22，开关/调节电路24，加速电路26，断开检测电路28，断开延迟电路30和错误检测电路32。控制信号经由端子12应用到导通检测电路20。控制电路也通过相同端子应用到断开检测电路28。应该注意的是，导通检测电路20最初在端子12上单独地从控制信号获得激励。也应该注意的是剩余电路块从电源获得激励，在这个例子，匕应用于端子14。应该注意的是开关的静态，电路块22至32最好是完全断开。也就是说，在开关10的断开状态，它们除了泄漏电流不吸引任何来自电源的电流。只有导通检测电路20在端子12上检测到控制信号里的导通状态后，块22至32才被驱动运作。在操作时，当检测到导通状态，导通检测电路20激活加速电路26。反过来，加速电路26发送加速信号到参考电路22，开关电路24，断开检测电路28和错误检测电路32。加速电路24把加速信号返回到导通检测电路20，使它在导通状态被锁定。同时，断开延迟电路30被初始化，接收来自断开检测电路28的信号。这时，开关/调节电路24向负载提供一个输出信号V0Ot。开关10保持这种状态直到错误检测电路32测定发生错误或直到断开检测电路28在端子12上检测到断开状态。当开关导通时，导通检测电路20将会对端子12上的断开状态不敏感，因为它被锁定在导通模式。但是，断开检测电路28将会对断开状态反应并发送断开信号给开关/调节电路24和断开延迟电路30。响应断开信号，开关/调节电路24将会断开，并且断开延迟电路30会在参考电路22开始断开步骤。断开延迟电路30确保开关会快速断开，通过维持供使用的激励，通过开关/调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种维持零电流的开关，其特征是：对控制信号敏感的固态装置，由电源向负载供电，负载包括：检测装置和一个输出端，该检测装置有一个接收控制信号的输入，在控制信号里检测导通状态，该输出端产生一个激励信号，所述检测装置包括执行上述检测功能的电路，该电路最初由控制信号单独驱动；连接在电源及负载之间的供能装置，有一个输入，该输入对激励信号敏感，该激励信号向负载提供驱动，所述供能装置包括，为了响应激励信号，从断开状态向导通状态转换的装置，在断开状态，所述供能装置不需要静态偏置电流。

【技术特征摘要】
1.一种维持零电流的开关，其特征是:对控制信号敏感的固态装置，由电源向负载供电，负载包括:检测装置和一个输出端，该检测装置有一个接收控制信号的输入，在控制信号里检测导通状态，该输出端产生一个激励信号，所述检测装置包括执行上述检测功能的电路，该电路最初由控制信号单独驱动；连接在电源及负载之间的供能装置，有一个输入，该输入对激励信号敏感，该激励信号向负载提供驱动，所述供能装置包括，为了响应激励信号，从断开状态向导通状态转换的装置，在断开状态，所述供能装置不需要静态偏置电流。2.根据权利要求1所述的一种维持零电流的开关，其特征是:其中的供能装置进一步包括:参考装置和控制装置，该参考装置有一个对激励信号敏感的输入，包括能有效提供参考电压信号的电路；控制装置对参考电压信号敏感，连接到电源和负载，可以控制供给负载的激励；激励信号存在一段持续的时间，在这段时间过后，激励信号被移除，进一步，参考装置包括:连接到电源的激励装置，能有效产生参考电压信号；对激励信号敏感的第一装置，在激励信号的持续时间内，该激励信号用来驱动产生参考电压信号；及维持装置，该维持装置有一个对参考电压信号敏感的输入和一个连接到第一激励装置的输出，在激励信号移除后，维持参考电压信号。3.根据权利要求2所述的一种维持零电流的开关，其特征是:控制装置包括，连接在和负载间的驱动装置，为负载提供激励，进入运转状态；对参考电压信号敏感的第二装置，第二装置用来激励驱动装置；连接到驱动装置并且对驱动装置的运转状态敏感的反馈装置，维持驱动装置在运转状态。4.根据权利要求3所述的一种维持零电流的开关，其特征是:所述驱动装置包括，一个连接到第二激励装置的装置，产生驱动信号；对驱动信号敏感的输出驱动装置，向负载提供激励；反馈装置包括，连接到输出驱动装置，向驱动信号产生装置提供正反馈信号的装置，进一步地，驱动信号产生装置包括，对正反馈信号敏感，并将其放大的装置，该装置把放大后的正反馈信号，作为输出驱动装置的驱动信号。5.根据权利要求4所述的一种维持零电流的开关，其特征是:反馈装置进一步包括，连接在输出驱动装置和驱动信号产生装置之间，向输出驱动装置提供一个负反馈信号的装置。6.根据权利要求4所述的一种维持零电流的开关，其特征是:参考装置和驱动装置都有固有启动时间，进一步地，第一第二激励装置分别向参考装置和驱动装置注入一个瞬时加速信号，以至于，在一段远少于固有启动时间的时间内，参考装置和驱动装置都能进入运转。7.根据权利要求4所述的一种维持零电流的开关，其特征是:所述控制信号包括一个断开的状态，进一步包括，对断开状态敏感，用于断开参考装置和调节装置的装置。8.根据权利要求7所述的一种维持零电流的开关，其特征是:断开装置包括，接收控制信号，对断开状态敏感的装置，用于产生断开信号；连接到维持装置和反馈装置，对断开信号敏感的装置，断开信号用于禁止维持装置和反馈装置工作；固态装置进一步包括，连接到参考信号产生装置的装置，在维持装置被禁止后的预定时间内，维持参考装置在运转状态；连接到驱动装置并对断开信号敏感的装置，断开信号用来禁止驱动装置工作；在固态装置工作，出现故障状态时，提供一个错误标志的装置；进一步包括，当存在过电...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：苏州贝克微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32