[发明专利]开关电路

说明书

一种开关电路，包括晶体管(23)和驱动组件，该驱动组件既用于控制该晶体管也用于限制提供给负载(22)的供电电流(Ia)，该驱动组件被布置成不仅接收控制电压(V_H)，并且还：在控制电压(V_H)是断开信号时生成使该晶体管处于非导通状态的驱动电压(V_p)；在控制电压(V_H)是连接信号且供电电流(Ia)无法达到预定义电流阈值时生成使晶体管处于饱和状态的驱动电压(V_p)；以及在控制电压(V_H)是连接信号且供电电流(Ia)能够达到预定义电流阈值时生成使晶体管处于线性状态的驱动电压(V_p)，以使得供电电流被调节成使其不超过预定义电流阈值。

本发明涉及用于将负载的冷点切换到电接地的开关电路的领域，该负载具有连接到供电网络的热点。

背景技术

某些计算装置，特别是在航空领域，利用被称为离散开关输出(DSO)的功能。DSO功能使得可能通过计算装置的离散输出来将负载的冷点切换到电接地，该负载具有连接到供电网络的热点。

负载包括要被供电的设备，例如电磁阀。供电网络提供供电电压，例如等于28伏的直流(DC)电压(VDC)。

因此，计算装置包括开关电路，该开关电路连接至离散输出并且被布置成选择性地起作用以引起离散输出开路或者连接至电接地。

DSO功能通常与用于限制提供给负载的供电电流的限制器功能相关联。限制器功能由限制器电路执行，该限制器电路确保供电电流不超过预定义电流阈值。

图1示出了包括开关电路2和限制器电路3的现有技术计算装置1。

开关电路2包括在金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)型的晶体管4和控制晶体管4的驱动组件5。限制器电路3包括测量电阻器或“分流器”6，该测量电阻器6具有在其两端建立测量电压的端子，该测量电压与由供电网络7提供给负载8的供电电流Ia成比例。

该第一解决方案的主要缺点在于，预定义电流阈值高度取决于执行电流限制的晶体管9，特别是取决于晶体管9的特性的温度变化。因此，通常以大约±50％的精度来确定预定义电流阈值，这在某些应用中可能是不利的。

参照图2，已经提出了通过使用“电流镜”类型的电路11来提高电流限制的精度的建议。所获得的精度于是达到±25％的量级。该第二解决方案需要使用位于同一封装中的两个成对的晶体管12。所使用的组件因此是较不常规的，并且可能被荒废。第二解决方案的设计和制造也是相对较复杂的。

发明目的

本发明的目的是简化开关电路和限制器电路并提高电流限制的精度。

发明内容

为了达成该目的，提供了一种用于将负载的冷点切换到电接地的开关电路，该负载具有连接到供电网络的热点，该开关电路包括连接在冷点和电接地之间的晶体管、连接在该晶体管和电接地之间的分流器、以及驱动组件，该驱动组件既用于控制该晶体管，又用于限制由供电网络提供给负载的供电电流，该驱动组件被布置成不仅接收形成用于将冷点连接到电接地或者将冷点与电接地断开的连接或断开信号的控制电压，并且还：

在控制电压是断开信号时生成使该晶体管处于非导通状态的驱动电压；

在控制电压是连接信号且供电电流(Ia)无法达到预定义电流阈值时生成使晶体管处于饱和状态的驱动电压；以及

在控制电压是连接信号且供电电流(Ia)能够达到预定义电流阈值时生成使晶体管处于线性状态的驱动电压，以使得供电电流被调节成使其不超过预定义电流阈值。

在本发明的开关电路中，单个驱动组件控制晶体管，该晶体管执行切换并限制提供给负载的供电电流。本发明的开关电路由此比现有技术电路简单得多。