[发明专利]一种采用多个场效应管串联实现电路控制的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子产品的电源电路领域，尤其涉及到一种采用多个场效应管串联实现电路控制的方法。

背景技术

在电子行业，许多电源产品中都需要功率型电子元器件作为电子开关来实现电路上的导通或关断，这类电子开关主要有继电器、场效应管、IGBT、三极管等几类，对于超过300V高压的大电流电源电路控制中，由于场效应管的耐压不够，多数会采用IGBT或继电器进行控制等，其中的继电器为机械方式控制，具有动作时间慢、驱动耗电大、静态电流大、触点会因为拉弧磨损而导致寿命短等特点，而IGBT和三极管则通态压降较大，在大电流情况下功率管温升很高，需要较大功率的散热措施。

现有的场效应管进行电子电路的通断控制，一般只适用于低压应用场合或者高压小电流控制的应用场合，当电压达到300V以上，电流超过50A时，市场上现有的场效应管由于耐压不够而无法使用，只能选用IGBT或三极管或继电器进行控制，而IGBT或三极管产生的温升很高，比如50A电流情况下就要产生150W的高热量，继电器的成本很高，是机械触点，会有高压拉弧磨损，使用寿命短，驱动电流又需要很大，静态功耗也很大，体积也大，导致在实际应用中有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种寿命长、低成本的采用多个场效应管串联实现电路控制的方法。

本发明是通过如下方式实现的：

一种采用多个场效应管串联实现电路控制的方法，其特征在于：包括二个以上的耐压电路、同步驱动电路，两两相邻的二个耐压电路之间相串联，且所有的耐压电路的结构均是相同；所述耐压电路包括场效应管、电阻、电容，所述场效应管、电阻、电容之间相互并联；所述场效应管与同步驱动电路相连接，同步驱动电路控制多个场效应管同时导通或关断；本方法采用多个场效应管串联使用，同时每个耐压电路中采用电阻和电容来使场效应管所分配到的电压为所控制的电路的平均电压，实现了高于单个场效应管耐压的电路的通断控制。

本发明的有益效果在于：采用多个场效应管串联使用，同时每个耐压电路中采用电阻和电容来使场效应管所分配到的电压为所控制的电路的平均电压，实现了高于单个场效应管耐压的电路的通断控制。

附图说明

图1本发明实施例示意图。

具体实施方式

现结合附图，详述本发明具体实施方式：

一种采用多个场效应管串联实现电路控制的方法，包括二个以上的耐压电路、同步驱动电路，两两相邻的二个耐压电路之间相串联，且所有的耐压电路的结构均是相同；耐压电路包括场效应管、电阻、电容，场效应管、电阻、电容之间相互并联；场效应管与同步驱动电路相连接，同步驱动电路控制多个场效应管同时导通或关断；本方法采用多个场效应管串联使用，同时每个耐压电路中采用电阻和电容来使场效应管所分配到的电压为所控制的电路的平均电压，实现了高于单个场效应管耐压的电路的通断控制。

实施例

如图1所示，以2个300V耐压的场效应管实现500V的电路控制为例：二个耐压电路相互串联，二个耐压电路中的场效应管分别与同步驱动电路相连接，同步驱动电路控制二个场效应管同时导通或关断；

每个场效应管(MOSFET)的DS极之间与一个电阻R和一个电容C并联后，再将场效应管(MOSFET)之间进行串联，所有场效应管(MOSFET)的G极都受同步驱动电路来驱动，同步驱动电路，就是指所有场效应管(MOSFET)的G极驱动是同时进行的，对各场效应管(MOSFET)是同时进行导通驱动或关断驱动，由于电路中的二个电容C是相同参数值，二个电阻R也是相同的参数值，而场效应管(MOSFET)的驱动又是同时的，因此整个电路回路在场效应管(MOSFET)导通或关断时，每个场效应管(MOSFET)上承受的电压会是均匀的分配，从而使整个电路在关断时可以承受的耐压值接近于每个场效应管(MOSFET)耐压的2倍，例如，当单个场效应管(MOSFET)的耐压为300V时，采用2个场效应管(MOSFET)串联后，电路上控制的电压可以达到500V以上。

采用N个300V以上的场效应管(MOSFET)进行串联控制时，电路上控制的电压可以达到N*300V*0.85(注：0.85为电容和电阻以及场效应管(MOSFET)结电容的参数误差值所导致的电压平均分配时的不平衡系数)，例如采用3个耐压为300V的MOSFET串联，电路所控制的电压可以达到750V以上。

目前，耐高压的IGBT或三极管在50A电流的回路中，IGBT或三极管产生的压降会达到3V，产生的热功率有50A*3V＝150W。而采用本申请中的电路，通态阻抗可以下降到只有0.02Ω，同样在50A电流情况下，压降只有1V，产生的热功率只有50W。该电路若采用继电器控制的话，驱动电流会达到120mA，而且体积庞大，保持吸合时的静态耗电流也大，会达到50mA以上，动作时间需要4mS；而如果采用本专利中的电路，驱动电流和静态耗电流可以减小到0.1mA，动作时间为0.02mS以内，并且体积很小。