[实用新型]一种基于场效应管的电子开关模块

说明书

本实用新型的目的是提出一种基于场效应管的电子开关模块，该电子开关模块具有寿命长、静音的优点，可以替代传统的继电器来实现负载电路的通断控制。本实用新型的基于场效应管的电子开关模块包括电路板及安装于电路板上的PNP型三极管和P型场效应管，所述三极管的基极通过第一电阻与电子开关模块的控制端子相连，三极管的发射极通过第二电阻与三极管的基极相连，三极管的集电极接地；所述场效应管的源极与电子开关模块的电源输入端子相连，场效应管的栅极通过第三电阻与三极管的发射极相连，场效应管的漏极与电子开关模块的电源输出端子相连。

技术领域

本实用新型属于汽车电器的技术领域，具体涉及到一种电子开关模块。

背景技术

随着整车安全、娱乐、客户舒适性需求等技术的发展，汽车电子电器配置模块日益丰富，整车的供电需求也越来越多样化，其中包括两档风扇、LED大灯、电动儿童锁、方向盘加热等负载，目前都是使用继电器来驱动这些大电流负载。继电器是机械式结构，电磁继电器在长期使用过程中会存在触点老化、机械结构老化等不可避免的问题，其寿命一般在15万次左右，寿命较短；汽车上驱动负载的继电器是电磁继电器，正常工作吸合时存在响声而影响驾乘感受。

为解决继电器寿命问题，对继电器的触点进行加强，为解决声音问题，继电器外壳增加隔音棉，或使用固态继电器，但上述更改均会增加继电器使用的成本，或增加负载本身的成本和布置难度。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种基于场效应管的电子开关模块，该电子开关模块具有寿命长、静音的优点，可以替代传统的继电器来实现负载电路的通断控制。

本实用新型的基于场效应管的电子开关模块包括电路板及安装于电路板上的PNP型三极管和P型场效应管，所述三极管的基极通过第一电阻与电子开关模块的控制端子相连，三极管的发射极通过第二电阻与三极管的基极相连，三极管的集电极接地；所述场效应管的源极与电子开关模块的电源输入端子相连，场效应管的栅极通过第三电阻与三极管的发射极相连，场效应管的漏极与电子开关模块的电源输出端子相连。

上述基于场效应管的电子开关模块一共设有三个引脚，分别是电源输入端子、电源输出端子和控制端子，当控制端子接收到高电平信号时，三极管导通，通过第二电阻拉低了场效应管栅极电压，使得VGS＞VGS(th)开启电压，场效应管的漏极（D）和源极（S）之间相当于两个PN结背向的串联，漏极（D）和源极（S）之间不导通，所以电源输入端子与电源输出端子为断开状态；当控制端子接收到低电平信号时，三极管断开，第二电阻流过的电流非常小，使得第二电阻两端的压差降低，此时VGS＜VGS(th)开启电压，场效应管的漏极（D）和源极（S）导通，电源输入端子与电源输出端子为连接状态。

在将上述电子开关模块替代继电器来使用时，整个控制回路包括电源输入、电源输出、控制信号电源（原继电器线包电源）、控制信号（原继电器低边控制脚），其中电源输入与电子开关模块的电源输入端子相连，电源输出与电子开关模块的电源输出端子相连，控制信号与电子开关模块的控制端子相连，而控制信号电源无需连接，因为在电子开关模块中，电源输入端子即可作为相应的电源使用。

进一步地，场效应管实际使用中的往往不是阻性负载，而是感性负载、灯负载、电机负载等，存在较高的冲击电流，场效应管必须能承载最大冲击电流以及连续导通的电流，为避免场效应管损坏，所述场效应管的源极与电子开关模块的电源输入端子之间串接有保险丝，利用保险丝保护场效应管。

感性负载在断开瞬间，有反向电动势，场效应管必须能承载最大电压，为避免场效应管损坏，所述场效应管的漏极通过TVS（TRANSIENT VOLTAGE SUPPRESSOR）管（或称瞬变电压抑制二极管）接地，利用TVS管限制最大反向电压，保护场效应管。

进一步地，所述场效应管的源极与栅极之间通过滤波电容相连，以减少杂波对场效应管开闭的影响。