[發(fā)明專利]具有并聯(lián)FET的遠程電源控制器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110073600.7
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102201734A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設計）人: D.A.富克斯
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李娜;蔣駿

技術領域

此處公開的主題總體上涉及遠程電源控制器領域。

背景技術

遠程電源控制器（RPC）是控制和保護到電氣負載的電源連接的固態(tài)器件。可以在包括但不限于飛機或航天器電氣系統(tǒng)的復雜電氣系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)RPC。RPC允許在負載處而不是在電源處執(zhí)行切換，減小了整體電氣系統(tǒng)的復雜性。RPC用于控制到負載的功率應用，且還可以用作保險絲或斷路器，保護電氣設備免于故障或過載狀況。對于DC電源應用，RPC可以設計為將電流限制為規(guī)定水平以保護配電系統(tǒng)。

RPC可以包含具有相對較高功率能力和低電壓降的金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET或FET）。RPC兩端的電壓降依賴于處于FET處于接通（ON）狀態(tài)的電阻，即稱為RDS(on)的參數(shù)。RPC兩端的低電壓降對于減小損耗和增加RPC效率是至關重要的。當故障或過載發(fā)生時，限流RPC中的FET在維持高達全線電壓的同時必須支持限流值。因此，F(xiàn)ET必須在故障過程中消耗大量的功率。取決于FET的能量能力，F(xiàn)ET僅能維持相對較高的功率水平達有限的時間段。FET的能量能力由針對特定時間持續(xù)時間具有限定的區(qū)域的電壓和電流的關系圖表示。這指定了FET的安全操作區(qū)（SOA）。

可能相對較小的一些FET被設計為用于切換應用且可以實現(xiàn)低得多的RDS(on)值；然而，較小的FET可能具有大大縮減的能量（SOA）能力。具有較高RDS(on)的FET也可能較大，且與較小FET相比可能具有大大增加的SOA能力。對利用所應用的電壓和電流二者操作來說優(yōu)選的具有大SOA能力的FET的類型是線性FET。

發(fā)明內容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，遠程電源控制器（RPC）包括：線連接；負載連接；并聯(lián)布置在線連接和負載連接之間的第一場效應晶體管（FET）和第二FET，其中第一FET具有比第二FET的安全操作區(qū)（SOA）低的SOA，且其中第一FET具有比第二FET低的飽和電阻（RDS(on)）；以及連接在第一FET和第二FET之間的電壓偏置元件，使得在RPC中的電流高于限流設置點的情況下，電壓偏置元件被配置成促使第一FET截止。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種操作遠程電源控制器（RPC）的方法，該RPC包含線連接、負載連接以及并聯(lián)布置在線連接和負載連接之間的第一場效應晶體管（FET）和第二FET，其中該第一FET具有比第二FET的安全操作區(qū)（SOA）低的SOA，其中該第一FET具有比第二FET低的飽和電阻（RDS(on)），包括在RPC中的電流低于限流設置點時，使得第一FET導通且使得第二FET導通；且在RPC中的電流高于限流設置點的情況下，使得第一FET截止。

本發(fā)明的其他方面、特征和技術將從結合附圖的下述描述中變得更加顯而易見。

附圖說明

現(xiàn)在參考附圖，其中在若干圖中，相似的元件被相似地標記：

圖1說明包含并聯(lián)FET的遠程電源控制器的實施例。

圖2說明操作包含并聯(lián)FET的遠程電源控制器的方法的實施例。

圖3A-B說明用于包含并聯(lián)FET的遠程電源控制器的時序圖的實施例。

具體實施方式

提供用于具有并聯(lián)FET的RPC的系統(tǒng)和方法的實施例，其中下面詳細討論示例性實施例。RPC可以包含并聯(lián)FET，每個FET是不同類型的。在RPC中使用具有不同特性的并聯(lián)FET可以將每個獨立FET上的負載減小到可忍受的水平。FET之一可以被選擇為在正常操作情況期間使用，且另一FET可以被選擇為用于過載狀況的消耗或者限流。

FET特性包括安全操作區(qū)（SOA）和RDS(on)。SOA限定了FET的功率和能量處理能力。SOA限定了FET能夠無損地處理達某一時間的漏極電流值的范圍以及漏源電壓值的范圍。漏極電流和漏源電壓二者在操作中均必須保持低于它們各自的對于FET的安全操作的最大值，且漏極電流和電壓的乘積必須也保持低于用于FET器件的最大功率消耗。RDS(on)給出當FET完全導通（即，當FET飽和時）FET的電阻。