本發(fā)明涉及電子電路技術領域，具體涉及一種開關電路，尤其涉及一種大功率開關電路。

背景技術：

大功率開關電路是指在大電流回路中具有“接通”和“斷開”兩種狀態(tài)的控制電路。隨著整個電子行業(yè)的蓬勃發(fā)展以及電子技術的不斷進步，大功率開關電路的應用也越來越廣泛。

在現有技術的大功率開關電路中，由于設計缺陷或驅動不合理等原因，引起現有技術的大功率開關電路耐壓低、功耗大、易發(fā)熱、開關響應速度緩慢，從而導致開關電路輸出效率低、功率小、壓降大，體積大、工作不穩(wěn)定、甚至燒毀電路元件。

技術實現要素：

本發(fā)明針對現有技術的不足和上述問題，提供一種大功率開關電路,采用電壓驅動型元件，其耐壓高、元件載流大、壓降可忽略不計、輸出功率高、自身功耗微小且溫升極低、開關速度極快且適合模塊化生產。本發(fā)明提供的一種大功率開關電路包括:

輸入電源(100)，向所述開關電路持續(xù)地提供電源，包括第一輸入電源和第二輸入電源，所述第一輸入電源提供第一輸入電壓，所述第二輸入電源提供第二輸入電壓，所述第一輸入電壓和所述第二輸入電壓的電壓值不相等；

多諧振蕩器(101)，所述第一輸入電壓提供至所述多諧振蕩器(101)，使得所述多諧振蕩器(101)輸出方波，所述方波輸出至倍壓電路(102)，所述方波的幅值等于所述第一輸入電壓的電壓值；

倍壓電路(102)，在所述方波及所述第一輸入電壓的作用下，向所述開關控制電路(103)輸出倍壓電壓，所述倍壓電壓的電壓值為所述第一輸入電壓值的一倍；

開關控制電路(103)，開關k1閉合后，向功率開關(104)輸出所述倍壓電壓；

功率開關(104)，在所述倍壓電壓、所述第一輸入電壓及所述第二輸入電壓的作用下，輸出所述第一工作電壓和所述第二工作電壓,其中，所述第一工作電壓與所述第一輸入電壓具有相等的電壓值，所述第二工作電壓與所述第二輸入電壓具有相等的電壓值。

作為優(yōu)選，所述多諧振蕩器(101)包括時基電路u1、電阻r1、r2、電容c1、c2，其中，所述時基電路u1的第1引腳gnd電連接至電源地，第2引腳trigger、第6引腳thresh、電容c1的一端和電阻r2的一端并聯連接，電容c1的另一端電連接至電源地，電阻r2的另一端、所述時基電路u1的第7引腳disch和電阻r1的一端并聯連接，電阻r1的另一端、所述時基電路u1的第8引腳vcc、第4引腳reset、電阻r3的一端和電容c6的一端并聯連接，電阻r3的另一端電連接至所述第一輸入電源的正極，電容c6的另一端電連接至電源地，所述時基電路u1的第3引腳out作為所述多諧振蕩器(101)的輸出端并電連接至所述倍壓電路(102)的電容c3的負極，所述時基電路u1的第5引腳ctrl電連接至電容c2的一端，電容c2的另一端電連接至電源地。

作為優(yōu)選，所述倍壓電路(102)包括電阻r4、電容c3、c4、二極管d1、d2，其中，電容c3的正極、二極管d1的負極和二極管d2的正極并聯連接，二極管d1的正極和電容c4的負極與所述第一輸入電源的正極電連接，電容c4的正極、二極管d2的負極和電阻r4的一端并聯連接，電阻r4的另一端電連接至電源地。

作為優(yōu)選，所述開關控制電路(103)包括三極管q1、電阻r5、r6、r7、電容c5及開關k1，其中，三極管q1的發(fā)射極、電容c4的正極和電阻r5的一端并聯連接，電阻r5的另一端、電阻r6的一端、電阻r7的一端和電容c5的一端并聯連接，電阻r6的另一端電連接至三極管q1的基極，電阻r7的另一端電連接至開關k1的一端，開關k1的另一端及電容c5的另一端電連接至電源地，三極管q1的集電極電連接至所述功率開關(104)。

作為優(yōu)選，所述功率開關(104)包括第一n溝道m(xù)os晶體管q2、第二n溝道m(xù)os晶體管q3、二極管d4、d6、穩(wěn)壓二極管d3、d5、電阻r8、r9及r10，其中，電阻r8的一端、電阻r9的一端、電阻r10的一端和三極管q1的集電極并聯連接，電阻r8的另一端、第一n溝道m(xù)os晶體管q2的柵極和穩(wěn)壓二極管d3的負極并聯連接，穩(wěn)壓二極管d3的正極電連接至二極管d4的正極，二極管d4的負極和第一n溝道m(xù)os晶體管q2的源極并聯連接后電連接至所述第一工作電壓的輸出端，第一n溝道m(xù)os晶體管q2的漏極電連接至所述第一輸入電源的正極；

電阻r10的另一端電連接至電源地；

電阻r9的另一端、第二n溝道m(xù)os晶體管q3的柵極和穩(wěn)壓二極管d5的負極并聯連接，穩(wěn)壓二極管d5的正極電連接至二極管d6的正極，二極管d6的負極和第二n溝道m(xù)os晶體管q3的源極并聯連接后電連接至所述第二工作電壓的輸出端，第二n溝道m(xù)os晶體管q3的漏極電連接至所述第二輸入電源的正極。

作為優(yōu)選，配置電阻r3和電容c6分別作為所述時基電路u1的濾波電阻和濾波電容。

作為優(yōu)選，配置電阻r11、r12分別作為電容c11、c12的放電電阻，以保護所述第一n溝道m(xù)os晶體管q2不被靜電擊穿，配置電容c11、c12分別作為所述第一輸入電源輸入端和所述第一工作電壓輸出端的濾波電容以抑制紋波所用；配置電阻r13、r14分別作為電容c13、c14的放電電阻，以保護所述第二n溝道m(xù)os晶體管q3不被靜電擊穿，配置電容c13、c14分別作為所述第二輸入電源輸入端和所述第二工作電壓輸出端的濾波電容以抑制紋波所用。

作為優(yōu)選，配置電阻r10作為所述第一n溝道m(xù)os晶體管q2的柵極及所述第二n溝道m(xù)os晶體管q3的柵極的下拉電阻，當所述開關k1斷開時，使得所述功率開關(104)能夠快速關閉所述第一工作電壓及所述第二工作電壓的輸出，此外，電阻r10與電阻r8組成所述第一n溝道m(xù)os晶體管q2的柵極的防靜電回路，同時，電阻r10還與電阻r9組成所述第二n溝道m(xù)os晶體管q3的柵極的防靜電回路。

作為優(yōu)選，配置穩(wěn)壓二極管d3、d5分別對所述第一n溝道m(xù)os晶體管q2的柵極及所述第二n溝道m(xù)os晶體管q3的柵極進行限壓，避免所述柵極被高壓擊穿；

配置二極管d4、d6，當所述開關k1斷開時，利用二極管d4、d6的單向特性，阻斷所述第一n溝道m(xù)os晶體管q2源極及所述第二n溝道m(xù)os晶體管q3源極的輸出電壓分別回流至所述第一n溝道m(xù)os晶體管q2的柵極及所述第二n溝道m(xù)os晶體管q3的柵極,使得所述功率開關(104)能夠快速關閉所述第一工作電壓及所述第二工作電壓的輸出。

與現有技術相比，本發(fā)明采用電壓驅動型元件，具有耐壓高、元件載流大、輸出功率高、重載荷時壓降小、自身功耗微小且溫升極低、開關速度極快且適合模塊化生產等有益效果。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明的大功率開關電路的結構框圖。

圖2示出了本發(fā)明實施例的大功率開關電路的電路圖。

具體實施方式

提供參照附圖的以下描述，以幫助全面理解由權利要求及其等同物限定的本發(fā)明的實施例及各種特定細節(jié)，但這些細節(jié)僅被視為是示例性的。因此，本領域的普通技術人員將認識到，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，可對描述于此的實施例進行各種改變和修改。此外，為了清楚和簡潔，省略對公知的功能和結構的描述。下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步闡述。

圖1示出了本發(fā)明的大功率開關電路的結構框圖。如圖1所示，一種大功率開關電路，包括:

輸入電源(100)，向開關電路持續(xù)地提供電源，包括第一輸入電源和第二輸入電源，第一輸入電源提供第一輸入電壓，第二輸入電源提供第二輸入電壓，第一輸入電壓和第二輸入電壓的電壓值不相等。

多諧振蕩器(101)，第一輸入電壓提供至多諧振蕩器(101)，使得多諧振蕩器(101)輸出方波，該方波輸出至倍壓電路(102)，該方波的幅值等于第一輸入電壓的電壓值；

倍壓電路(102)，在該方波及第一輸入電壓的作用下，向開關控制電路(103)輸出倍壓電壓，倍壓電壓的電壓值為第一輸入電壓值的一倍；

開關控制電路(103)，開關k1閉合后，向功率開關(104)輸出倍壓電壓；

功率開關(104)，在倍壓電壓、第一輸入電壓及第二輸入電壓的作用下，輸出第一工作電壓和第二工作電壓。

圖2示出了本發(fā)明實施例的大功率開關電路的電路圖，如圖2所示，本實施例采用ne555集成電路作為時基電路u1，輸入電源中的第一輸入電源提供第一輸入電壓+12vdc至ne555時基電路u1的第8引腳vcc后，第3引腳out輸出頻率為10khz的方波，該方波的幅值等于第一輸入電壓的電壓值+12v；電阻r3和電容c6分別是ne555時基電路u1的濾波電阻和濾波電容。

如圖2所示，第一輸入電源提供的+12vdc通過二極管d1向電容c3充電，使得電容c3兩端電壓接近于+12vdc；另外，當ne555時基電路u1的第3引腳out輸出方波的上升沿時，也對電容c3充電。根據疊加原理，第一輸入電源提供的+12vdc疊加方波的峰值電壓+12vdc，使得電容c3正極對地的電壓持續(xù)升高并達到+24vdc。所疊加的+24vdc通過二極管d2向電容c4充電，使得電容c4正極對地的電壓達到電容c3對地的電壓+24vdc，即第一輸入電壓的電壓值+12vdc的一倍，如圖2所示，此時a點的電壓為+24vdc。當ne555時基電路u1第3引腳out輸出方波下降沿時，+12vdc再次通過二極管d1向電容c3充電，此過程重復不斷，可以始終保持a點為+24vdc。此外，電阻r4是倍壓電路(102)的負載電阻和放電回路。

如圖2所示，電阻r5對開關控制電路(103)的三極管q1提供偏置電壓,電阻r6對三極管q1的基極進行限流，電阻r6和電容c5組成開關k1的抗干擾電路和消噪電路。

如圖2所示，當開關k1閉合時，b點電壓降低為零，三極管q1導通，+24vdc電壓通過三極管q1發(fā)射極和集電極提供至電阻r8、r9和r10；其中，+24vdc電壓經過電阻r8提供至第一n溝道m(xù)os晶體管q2的柵極，并使得該晶體管q2導通，此時，該晶體管q2的源極電壓為+12vdc，因此，與該晶體管q2源極等電位的第一工作電壓的輸出端也為+12vdc，至此，實現向負載提供+12vdc的第一工作電壓。

同理，+24vdc電壓經過電阻r9提供至第二n溝道m(xù)os晶體管q3的柵極，并使得該晶體管q3導通，此時，該晶體管q3的源極電壓為+5vdc，因此，與該晶體管q3源極等電位的第二工作電壓的輸出端也為+5vdc，至此，實現向負載提供+5vdc的第二工作電壓。

如圖2所示，電阻r11、r12分別作為電容c11、c12的放電電阻，以保護第一n溝道m(xù)os晶體管q2不被靜電擊穿，電容c11、c12分別作為第一輸入電源輸入端和第一工作電壓輸出端的濾波電容以抑制紋波所用；同理，電阻r13、r14分別作為電容c13、c14的放電電阻，以保護第二n溝道m(xù)os晶體管q3不被靜電擊穿，電容c13、c14分別作為第二輸入電源輸入端和第二工作電壓輸出端的濾波電容以抑制紋波所用。

如圖2所示，電阻r10作為第一n溝道m(xù)os晶體管q2的柵極及第二n溝道m(xù)os晶體管q3的柵極的下拉電阻，當開關k1斷開時，使得功率開關(104)能夠快速關閉第一工作電壓及第二工作電壓的輸出，此外，電阻r10與電阻r8組成第一n溝道m(xù)os晶體管q2的柵極的防靜電回路，同時，電阻r10還與電阻r9組成第二n溝道m(xù)os晶體管q3的柵極的防靜電回路；此外，電阻r8、r9對第一n溝道m(xù)os晶體管q2、第二n溝道m(xù)os晶體管q3以及二極管d3、d5的電壓回路進行限流，避免電流分流不均。

如圖2所示，穩(wěn)壓二極管d3、d5分別對第一n溝道m(xù)os晶體管q2的柵極及第二n溝道m(xù)os晶體管q3的柵極進行限壓，避免柵極被高壓擊穿；當開關k1斷開時，利用二極管d4、d6的單向特性，阻斷第一n溝道m(xù)os晶體管q2源極及第二n溝道m(xù)os晶體管q3源極的輸出電壓分別回流至第一n溝道m(xù)os晶體管q2的柵極及第二n溝道m(xù)os晶體管q3的柵極,使得功率開關(104)能夠快速關閉第一工作電壓及所述第二工作電壓的輸出。

應當理解的是，本發(fā)明不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權利要求的保護范圍。