[发明专利]大功率场效应管开关电路

说明书

本发明涉及以场效应管为开关器件的电子开关电路，特别是以10瓦以上的大功率场效应管为开关器件的大功率电子开关电路。

场效应管电子器件具有输入电阻极高的优点。在许多的电控装置中的开关电路中，人们常喜欢用其作为开关器件使用。但是，场效应管的栅极与源极间的极间电容也是相当大的，一般情况下，该数值达1000P至2000P法拉。人们为了提高其反映速度或者说提高其开关速度，往往采取在信号源与场效应管的控制极（即栅极）之间再加一级控制信号放大电路（如图1所示），以较强功率的控制信号来抵消极间电容影响的做法。这种措施虽然在一定程度上克服了开关电路中场效应管的极间电容产生的影响，但它还存在下述的问题。在众多场合下，电控装置所控制的对象往往是多相的，例如三相电机的变频调速装置，此装置要控制电机的三相绕组就必须得在电控装置中使用以上所述的三个开关电路，由于以上开关电路的控制部份是有源的，而它们之间又存在着电位差，不可能共用一个控制电源，因此，设计时人们必须为其分别配置电源。若电控装置控制的相数越多，所配置的电源也就越多。可想而之，它将使得电控装置的结构十分复杂，成本增高。若再在高频的场合下工作，电源多了，还会造成互相干扰的严重问题。

本发明的目的是提供一种结构简单、带无源控制部份的大功率场效应管开关电路，以克服已有技术存在的缺点。

以下结合附图对本发明进行描述。

图2给出的是本发明的电原理图，其中BG1是场效应管，BG2是可控硅，D为二极管。本发明包括场效应管BG1、可控硅BG2和二极管D，二极管D的阴极和可控硅BG2的阳极与场效应管BG1的栅极相连，可控硅BG2的阴极与场效应管BG1的源极相连。由以上电子原器件和连接方式构成的大功率场效应管开关电路的工作原理为：当二极管的阳极端有窄脉冲信号出现时，该脉冲信号将通过二极管D瞬间给场效应管的极间电容充电并使场效应管BG1由截止转为饱和导通状态。经过一段很短的时间，尽管脉冲信号消失，但由于场效应管栅源间的内阻很大（栅极与源相之间可视为开路），极间电容上的电压无法释放，因此，极间电容上的电压将继续维持场效应管BG1饱合导通。在场效应管BG1处于导通的状态下，当又有一脉冲信号作用于可控硅BG2的控制端时，可控硅BG2将迅速导通，场效应管BG1极间电容上的电压将迅速释放，这时，场效应管BG1又将迅速恢复截止状态。

本发明由于利用了场效应管的极间电容可充放电的原理和采用了由二极管和可控硅组成的无需电源的控制部份来控制场效应管栅、源间的极间电容的充、放电，使场效应管导通或截止，因此，在一个控制多相电路的电控装置中，就可不必再为开关电路的控制部份而专门设置多个电源了，可见，采用该开关电路将可使电控装置变得结构较简单。特别是控制多相（例如15相）电路和在高频工作状况下工作时，它还能避免因设置多个控制电源而造成的互相干扰，以利于提高整个电控装置工作的可靠性。

可控硅BG2可以三极管代替，用三极管时，三极管的集电极与场效应管的栅极相连，发射极与场效应管的源极相连。

若电控装置控制的对象为多相电路时，电控装置中的若干个大功率场效应管开关电路的二极管阳极端和可控硅的控制端可分别设置一个电感量很小的脉冲变压器，便于它们与控制信号源隔离。

由于脉冲变压器的电感量很小，因此，不用担心它会引起各电路单元之间的互扰。