[發明專利]一種維持零電流的開關

在審

• 申請號: 201310540093.2
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103701440A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 蘇州貝克微電子有限公司
• 主分類號: H03K17/04
• 分類號: H03K17/04;H03K17/687
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

?本發明通常與開關有關，尤其是快速單片開關，在斷開狀態，該開關不需要靜態偏置電流。

背景技術

受控的應用，移除負載激勵，例如電子電路圖，可以以大量不同方式執行，機械開關需要使用者移動開關里的電觸頭，來把電源連接到負載。電磁繼電器響應一個由使用者提供的電子控制信號，關閉一組觸頭，為了把電源連接到負載。雖然這些機械和機電結構，具有一定理想開關的特性，如接近無窮的斷開阻抗，接近零的導通阻抗，和零靜態電流，但是他們也有一定的缺陷，如易受機械故障，需要適度激勵的控制信號，很慢的響應時間，開關反彈，經過一定次數的開/關周期后，開關性能下降。

在雙極和MOS或DMOS技術里，一些固態開關不久前是可利用的。雖然MOS型開關特點是低靜態電流，但其不足是缺乏速度，例如開關時間在35微秒到50微秒之間。雖然這速度相較于機械和機電開關技術改進了，但對某些應用仍然太慢。

本雙極開關導通非常快速，只有1微秒的開關時間，但是需要顯著的等待或靜態電流。目前的雙極開關技術可以通過傳統方法改進，可以在更低的靜態電流下運轉。但是，使用這些傳統方法，會犧牲掉速度，也就是，這些改進過的雙極開關的開關速度，與MOS器件開關的開關時間近似。

固態開關的優點包括沒有機械類型故障，需要低電平控制信號，更小的物理尺寸。

因此一個固態雙極開關是非常可取的，該開關具有，快速的開關時間和需要低維持電流或零維持電流的優點，另外，斷開狀態有無窮大的阻抗，導通狀態零阻抗。

發明內容

本發明的一個目的是提供一個雙極開關，它具有高開關速度和非常低的靜態或維持電流需求。

本發明的另一個目的是提供一個雙極開關，它具有零靜態電流需求

本發明的另一個目的是提供一個雙極開關，它采用正反饋電路來快速的驅動開關部分，從待機模式，進入導通狀態，這些部分在該模式完全在斷開狀態。

本發明的另一個目的是提供一個固態開關，它在導通狀態大體有低阻抗，在斷開狀態大體有無窮大的阻抗。

本發明的另一個目的是提供一個固態開關，在被控制信號激勵后，該開關使用正反饋來提高輸出電平。

本發明的進一步目的是提供一個雙極開關，它采用加速信號，使通常斷開的部分迅速地進入工作。

本發明的進一步目的是提供一個雙極開關，它包括斷開電路，在開關斷開期間，迅速地放電開關元件，及斷開延遲電路，在開關元件放電期間，斷開延遲電路向斷開電路供能。

本發明的技術解決方案是：

前述事項及先前技術開關的其他問題，通過本發明的固態裝置被克服，固態裝置對一個控制信號敏感，控制信號用于由電源向負載供能，固態裝置包括：檢測裝置，接收控制信號來檢測控制信號中導通狀態的存在，產生一個激勵信號作為響應，另外，最初，檢測裝置由控制信號單獨驅動；由電源驅動的裝置，連接在電源和負載之間，并且對激勵信號敏感，用于向負載供能，當接收到所述激勵信號，供能裝置從斷開狀態向導通狀態轉換，進一步地，在斷開狀態，供能裝置不需要靜態偏置電流。

在本發明的一個體現，包括加速裝置，在供能裝置接通時運轉，使供能裝置快速地進入操作。

在本發明的優先體現，供能裝置包括參考部分和控制部分，參考部分向控制部分提供參考信號，控制部分用于控制由電源向負載供能的應用。參考部分采用自我維持的設計，在參考部分一開始由加速信號導通后，自我維持開始運轉，維持參考部分在運轉狀態。控制部分采用正反饋來增加開關的輸出電流容量，采用負反饋來提供穩定性。

本發明的優先體現進一步包括，對控制信號中斷開狀態敏感的裝置，來禁用開關。還有一個延遲電路，該電路在開關禁止時運轉，在一小段時間內向參考部分供能。這是為了讓穩壓部分的斷開電路，以一種快速和可預測的方式，強制把穩壓器的輸出變為斷開狀態。

進一步包括的還有錯誤檢測電路用于檢測開關操作中的錯誤。

與本發明中的方法一致，雙極開關通過提供一個導通檢測電路而運行，該電路由控制信號單獨驅動，檢測控制信號中的導通狀態，驅動連接電路進入操作狀態，其中連接電路向負載供能。連接電路是那種在斷開狀態不需要維持電流的類型。激勵步驟可以包括，向連接電路發出加速信號來使連接電路快速地進入工作狀態。

本發明方法的一個體現，在連接電路采用正反饋，來增加輸出電平，采用了自我維持電路，在激勵步驟后保持連接電路工作。使用正反饋增加了雙極開關的效率，通過減小連接電路中所需的最小偏置信號來獲得期望的輸出電平。