[发明专利]一种MOS管分流关断的可控硅开关电路

说明书

本发明提供了一种MOS管分流关断的可控硅开关电路，可控硅具有高反向耐压和大峰值电流承受能力，适用于对容性负载如电致发光器件的控制。可控硅在触发导通后即使撤除门极控制电压/电流，在一定工作电流以上（维持电流）会一直处于自锁导通状态而不会自行关断。在本发明容性负载驱动电源半桥开关电路中，可控硅导通时承担容性负载充放电的瞬时峰值大电流，在其两端并联MOS管并分担开关电路导通后的持续电流，对所述可控硅短接分流使它工作在维持电流以下从而在其门极无电流输入时能够关断，使所述开关电路能够正常工作并保证高峰值电流冲击下的可靠性。

技术领域

本发明涉及电致发光器件和开关电源领域，具体是一种利用MOS管驱动分流关断的可控硅开关电路，用于驱动电致发光器件。

背景技术

电致发光器件为柔性可弯曲的轻薄面光源或线光源，多应用于装饰照明和广告领域，其结构为发光粉薄层包夹在两侧电极层，其中出光侧为透明电极，类似于平板电容器，在两侧电极层所加的电场作用下发光层内部电子被加速后碰撞发光中心发出可见光，其负载特性表现为容性。

对电致发光器件的高压交流驱动过程中，由于它的容性负载特性造成充/放电瞬间的尖峰大电流，可达到几十到一百安培以上，一般开关电路采用MOS管作为开关器件，MOS管为沟道导电的晶体管，瞬时大电流密度容易造成沟道烧毁，尤其是在晶体管工作温度较高的时候。因而开关电路的可靠性也难以保证，散热条件要求也很高。双极型晶体管（BJT）输入阻抗小，在开关电路中不便于控制；IGBT晶体管结合了MOS管高输入阻抗和BJT体导电的优势，但其承受峰值大电流的性能及性价比仍不如晶闸管（可控硅），不过一般可控硅在触发导通后就自锁不能自行关断，不能单独作为开关器件。虽然也有可关断晶闸管（GTO），但其体型较大，不便于驱动电源的小型化设计；另外一种晶闸管也可与MOS管的复合开关器件（MCT），也存在与GTO相同的问题。

为此，中国专利CN111130311A公开了一种电致发光屏驱动开关电源的延迟导通电路，该申请利用承受峰值电流容量较大的单向可控硅在开关电路输出端设计的一个延迟导通电路，在半桥开关电路中的MOS管开通后输出端延迟接通容性负载，使容性负载充放电大电流在开关电路MOS管完全导通后低阻状态时通过，降低了MOS管的开关损耗，这实际上相当于将MOS管的高峰值电流开关损耗，转移到了允许峰值电流更大的可控硅。不过所述延迟电路的延迟导通时间不稳定需要调试，同时在可控硅上也产生了功率损耗，降低了整体电功率效率，如果所述开关电路直接采用可控硅作为开关器件，则能够承担驱动容性负载产生的高峰值电流，也避免增加一级输出延迟导通电路的功率损耗。但仍需解决可控硅不能自行关断的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用MOS管分流关断的可控硅开关电路，该电路以单向可控硅作为开关器件，在单向可控硅两端并联MOS管并延迟导通/关断，由所述可控硅承担导通时的瞬时峰值大电流，MOS管承担开关电路导通后的持续电流，以保证开关电路驱动电致发光器件容性负载高峰值电流工作的可靠性。

实现本发明目的技术方案是：

一种利用MOS管分流关断的可控硅开关电路，包括可控硅和MOS管，与现有技术不同的是：在半桥电路两个开关器件可控硅的阳极、阴极两端分别并联一个MOS管，可控硅承受开关电路开通时容性负载的高峰值电流，MOS管通过开关电源控制单元的两路反相脉冲信号控制，分别将两路脉冲信号输入到两个开关电路控制单元中，其中一路脉冲延迟于另一路，分别控制可控硅的开关和并联MOS管的延迟开关。

所述控制单元由开关电路控制芯片组成；该控制单元的脉冲输出受脉冲输入信号同步控制，再由脉冲输出信号控制晶体管的开关，其中：

脉冲输入信号分为两路，其中一路经RC电路延迟和整形电路整形后再输入到开关电路控制单元产生延迟脉冲，控制可控硅并联MOS管的开关，实现对可控硅短接和分流的目的；