[发明专利]一种维持零电流的开关

说明书

技术领域

 本发明通常与开关有关，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。

背景技术

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1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。

发明内容

本发明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。

本发明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

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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能。

本发明的技术解决方案是：

前述事项及先前技术开关的其他问题，通过本发明的固态装置被克服，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。

在本发明的一个体现，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。

在本发明的优先体现，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。

本发明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。

与本发明中的方法一致，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。

本发明方法的一个体现，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。