[實用新型]一種寬電壓適應性的高效率智能高邊電子負載開關

有效

• 申請號: 201420359668.0
• 申請日: 2014-06-28
• 公開（公告）號: CN204046557U
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 何圣
• 申請（專利權）人: 州長虹機器制造公司
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567;H03K17/10;H03K17/082;H03K17/284
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙) 45113
• 代理人: 李志華

技術領域

本實用新型涉及一種電子負載開關，尤其涉及一種寬電壓適應性的高效率智能高邊電子負載開關。

背景技術

相比機械開關，使用半導體技術實現通斷的電子負載開關具有體積小、損耗低、動作速度快、通斷可靠、有效壽命長、可實現PWM輸出等優點，是各類直流電器驅動、PWM控制不可或缺的模塊，應用十分廣泛。

雖然電子負載開關在應用上具有很多優勢，但其主要部件開關管對驅動條件要求很高，尤其對工作電壓特別敏感，不同的工作電壓下，開關管的性能會有很大的變化，導致性能下降甚至無法正常工作或發熱燒毀；為了應對這一問題，一般電子負載開關產品對其工作電壓范圍都會作出嚴格限定，不同工作電壓段的產品不允許通用；隨著電子電氣產品的發展，功能上只能單純被動受控開通關斷的電子負載開關已經難以滿足高可靠性產品的需求，具有自主監控和負載安全保護等智能化功能的電子負載開關是未來發展的方向。

負載開關按開關所處位置可分為高邊與低邊兩種，高邊是指開關位于電源正極與負載正極之間；低邊是指開關位于負載負極與電源負極之間，從負載通斷性能上看，高邊開關在安全性和耐用性上都優于低邊開關，因為高邊開關關斷后負載側不帶電，各種保護開關管的措施也易于實現；但從設計角度看，實現相同性能的前提下高邊開關就較低邊開關要更加困難；目前市面低邊開關一般采用N溝道MOS管作為開關管，結構簡單，開關速度和效率都很高；高邊開關一般多采用P溝道MOS管作為開關管，結構雖簡單，但由于使用的是P溝道MOS管，其開關速度和效率較N溝道MOS管要差很多，發熱較大，難以適用于高頻率或大電流應用場合，若改為使用N溝道MOS管，又需解決開關管驅動電壓高于負載電壓的問題。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：針對現有技術存在的問題，提供一種采用N溝道MOS管作為開關管、具有寬電壓適應性的高效率智能高邊電子負載開關，目的在于拓寬電子負載開關的電壓適應范圍，提高各種工作環境下開關產品的通用性、安全性、工作頻率和開關效率，同時針對開關智能化的需求，加入多種監控保護功能，實現對負載工況的智能監控和保護，以克服上述已有技術所存在的不足。

本實用新型采取的技術方案是：一種寬電壓適應性的高效率智能高邊電子負載開關，包括供電模塊、核心控制模塊、自舉升壓模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊和開關模塊；

所述核心控制模塊的輸入端接口分別連接外部開關控制輸入、電壓檢測模塊和電流檢測模塊的輸入端，其輸出端接口分別連接自舉升壓模塊和開關模塊；所述電壓檢測模塊和電流檢測模塊的輸入端分別與供電模塊連接，其輸出端連接核心控制模塊的輸入端接口；所述自舉升壓模塊的輸入端與核心控制模塊的輸出端接口連接，自舉升壓模塊的輸出端連接開關模塊；所述供電模塊輸入端與外部電源連接，輸出端分別連接所述核心控制模塊、自舉升壓模塊、電流檢測模塊、電壓檢測模塊和開關模塊；所述供電模塊用于接受外部供電電源輸入，并為所述核心控制模塊、自舉升壓模塊、電流檢測模塊、電壓檢測模塊和開關模塊提供相應的供電和檢測接入點。

所述核心控制模塊用于信號采集、信息處理、存儲和邏輯控制：一是接受外部開關控制輸入信號、電流檢測模塊和電壓檢測模塊輸出的檢測信號，并按內部存儲的程序處理分析監控數據，控制開關模塊完成相應動作，二是為自舉升壓模塊提供PWM控制信號；所述電壓檢測模塊用于檢測開關模塊的實時工作電壓，并將檢測數據傳遞給核心控制模塊處理分析；所述電流檢測模塊用于檢測開關模塊的實時工作電流，并將檢測數據傳遞給核心控制模塊處理分析；所述自舉升壓模塊用于接受核心控制模塊的控制，為開關模塊中的開關管提供所需的驅動電壓；所述開關模塊用于接受核心控制模塊的控制，執行負載的通斷動作。

其進一步的技術方案是：所述核心控制模塊包括數字微控制器模塊、內部電源管理模塊、PWM模塊、I/O控制器模塊、非易失性存儲器模塊、ADC模塊和內部時鐘模塊；?