CN113630111A - 开关电路及连接器 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种开关电路及连接器。该开关电路包括：第一开关管，第一开关管的第一端接收第一电压；第二开关管，第二开关管的第一端连接至第一开关管的第二端，第二开关管的第二端输出第二电压；逆流保护电路，逆流保护电路连接第一开关管的驱动端和第二端，用于对第一开关管的第一端接入的***电路进行逆流保护；限流保护电路，限流保护电路连接第二开关管的驱动端和第一端，用于对第一开关管的第一端接入的***电路进行限流保护；过压保护电路，过压保护电路连接第一开关管的驱动端和第二开关管的第二端，用于对第一开关管的第一端接入的***电路进行过压保护。基于上述方式，可有效降低开关电路的使用成本。

Description

开关电路及连接器
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及开关电路及连接器。
背景技术
现有技术中，因使用环境的缘故，开关电路通常会面临各类电路安全问题，故需要在开关电路上设置相应的保护电路。
现有技术的缺陷在于，各类保护电路都为外接的单独电路模块，在开关电路上接入过多的单独电路模块，不仅容易导致开关电路的开关电阻过大，进而使得开关电路损耗更大，且会使得开关电路和各类保护电路所需占用空间更大，因此，现有技术中的开关电路的使用成本较高。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是如何降低开关电路的使用成本。
为了解决上述技术问题，本申请采用的第一个技术方案是：一种开关电路，包括：第一开关管，第一开关管的第一端接收第一电压；第二开关管，第二开关管的第一端连接至第一开关管的第二端，第二开关管的第二端输出第二电压；逆流保护电路，逆流保护电路连接第一开关管的驱动端和第二端，逆流保护电路用于对第一开关管的第一端接入的***电路进行逆流保护；限流保护电路，限流保护电路连接第二开关管的驱动端和第一端，限流保护电路用于对第一开关管的第一端接入的***电路进行限流保护；过压保护电路，过压保护电路连接第一开关管的驱动端和第二开关管的第二端，过压保护电路用于对第一开关管的第一端接入的***电路进行过压保护。
为了解决上述技术问题，本申请采用的第二个技术方案是：一种连接器，所述连接器包括上述开关电路。
本申请的有益效果在于：区别于现有技术，本申请的技术方案在包含第一开关管和第二开关管的开关电路中，同时设置了逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路，并使逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路分别与相应的开关管的驱动端连接，以对相应的开关管以及开关电路接入的***电路进行逆流保护或限流保护或过压保护。基于上述方式，可使得开关电路自身具备逆流保护、限流保护和过压保护的功能，避免外接保护电路，降低了开关电路的开关电阻以降低开关电路的损耗，且减少所需占用空间，从而降低了开关电路的使用成本。
附图说明
图1是本申请开关电路的第一实施例的电路示意图；
图2是本申请开关电路的第二实施例的电路示意图；
图3是本申请开关电路的第三实施例的电路示意图；
图4是本申请开关电路的第四实施例的电路示意图；
图5是本申请连接器的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请提出一种开关电路，如图1所示，图1是本申请开关电路的第一实施例的电路示意图，开关电路包括：第一开关管11、第二开关管12、逆流保护电路13、限流保护电路14和过压保护电路15。
第一开关管11的第一端为开关电路的输入端，该输入端用于接收第一电压（如图1中的V1），第一开关管11的第二端与第二开关管12的第一端连接，第二开关管12的第二端为开关电路的输出端，该输出端用于输出第二电压（如图1中的V2）。
逆流保护电路13分别与第一开关管11的驱动端和第二端连接，逆流保护电路13用于对第一开关管11进行逆流保护，以防止采样电压（如图1中的V3）大于第一电压从而产生电流逆流，进而实现对第一开关管11的第一端接入的***电路的保护。
限流保护电路14与第二开关管12的驱动端和第一端连接，限流保护电路14用于对第二开关管12进行限流保护，以防止经过各开关管的电流过大，进而实现对第一开关管11的第一端接入的***电路的保护。
过压保护电路15与第一开关管11的驱动端和第二开关管12的第二端连接，过压保护电路15用于对开关电路进行过压保护，以防止第二电压过大而对开关电路造成破坏，进而实现对第一开关管11的第一端接入的***电路的保护。
区别于现有技术，本申请的技术方案在包含第一开关管和第二开关管的开关电路中，同时设置了逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路，并使逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路分别与相应的开关管的驱动端连接，以对相应的开关管以及开关电路接入的***电路进行逆流保护或限流保护或过压保护。基于上述方式，可使得开关电路自身具备逆流保护、限流保护和过压保护的功能，避免外接保护电路，降低了开关电路的开关电阻以降低开关电路的损耗，且减少所需占用空间，从而降低了开关电路的使用成本。
可选地，如图1所示，逆流保护电路13和限流保护电路14还分别与第一开关管11的第二端连接，以接收采样电压。过压保护电路15还与第二开关管12的第二端连接，以接收第二电压。
逆流保护电路13从第一开关管11的第二端获取采样电压，在逆流保护电路13判断到采样电压大于第一电压时，逆流保护电路13驱动第一开关管11关断。基于逆流保护电路13，可避免电流逆流而对第一开关管11造成破坏，进而实现对第一开关管11的第一端接入的***电路的保护。
在限流保护电路14判断到采样电压小于预设限流保护电压时，限流保护电路14驱动第二开关管12工作于饱和区，以在采样电压过小时，使第二开关管12部分导通，进而增大第二开关管12所对应的等效电阻，避免因开关电路中的电流过大而对第一开关管11和第二开关管12造成破坏，进而实现对第一开关管11的第一端接入的***电路的保护。
在过压保护电路15判断到第二电压大于预设过压保护电压时，过压保护电路15驱动第一开关管11关断，以在第二电压过大时，关断第一开关管11，以避免第二开关管12的第二端的电压对开关电路或开关电路的下一级电路造成破坏，进而实现对第一开关管11的第一端接入的***电路的保护。
可基于上述逆流保护电路13、限流保护电路14和过压保护电路15，避免开关电路出现逆流、过流、过压的故障，提高开关电路及开关电路所接入的***电路的安全性。
需要说明的是，第一开关管11和第二开关管12均可以是NMOS管，则第一开关管11的驱动端和第二开关管12的接收到高电平导通，第一开关管11的驱动端和第二开关管12的接收到低电平关断。
第一开关管11和第二开关管12也均可以是PMOS管，则第一开关管11的驱动端和第二开关管12的接收到低电平导通，第一开关管11的驱动端和第二开关管12的接收到高电平关断。
本申请还提出一种开关电路，如图2所示，图2是本申请开关电路的第二实施例的电路示意图，开关电路包括：第一开关管11、第二开关管12、逆流保护电路13、限流保护电路14和过压保护电路15。
第一开关管11、第二开关管12、逆流保护电路13、限流保护电路14和过压保护电路15之间的连接方式具体可参照第一实施例，此处不再赘述。
逆流保护电路13包括：第一比较器131和处理器132。
第一比较器131的第一输入端与第一开关管11的第二端连接，第一比较器131的第二输入端用于接收参考电压，其中，参考电压为第一电压（如图2中的V1）与预设差值电压（如图2中的V4）之和。
处理器132的输入端与第一比较器131的输出端连接，处理器132的输出端与第一开关管11的驱动端连接，处理器132用于在采样电压（如图2中的V3）大于参考电压时，驱动第一开关管关断，且在预设时长内持续驱动第一开关管11关断。
具体地，处理器132可包括计时器，计时器用于进行计时。
可基于上述逆流保护电路13，防止在采样电压与第一电压的差值大于预设差值电压时，关断第一开关管，并启动计时器进行计时。在计时时长达到预设时长时，再次基于采样电压是否大于参考电压的判断确定开关电路是否还处于逆流状态，若采样电压仍大于参考电压则判定开关电路仍处于逆流状态，再次启动计时器进行计时。重复上述步骤直至采样电压小于或等于参考电压而判定开关电路不处于逆流状态为止。因此，基于逆流保护电路13可提高开关电路及开关电路所接入的***电路的安全性。
区别于现有技术，本申请的技术方案在包含第一开关管和第二开关管的开关电路中，同时设置了逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路，并使逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路分别与相应的开关管的驱动端连接，以对相应的开关管以及开关电路接入的***电路进行逆流保护或限流保护或过压保护。基于上述方式，可使得开关电路自身具备逆流保护、限流保护和过压保护的功能，避免外接保护电路，降低了开关电路的开关电阻以降低开关电路的损耗，且减少所需占用空间，从而降低了开关电路的使用成本。
本申请还提出一种开关电路，如图3所示，图3是本申请开关电路的第三实施例的电路示意图，开关电路包括：第一开关管11、第二开关管12、逆流保护电路13、限流保护电路14和过压保护电路15。
第一开关管11、第二开关管12、逆流保护电路13、限流保护电路14和过压保护电路15之间的连接方式具体可参照第一实施例，此处不再赘述。
限流保护电路14包括：第二比较器141。
第二比较器141的第一输入端与第一开关管11的第二端连接，第二比较器141的第二输入端用于接收预设限流保护电压（如图3中的V5），第二比较器141的输出端连接至第二开关管12的驱动端，第二比较器141用于在采样电压小于预设限流保护电压时，驱动第二开关管12工作于饱和区，以在采样电压过小时，通过调节第二开关管12栅极处的电压大小，使第二开关管12部分导通，直至采样电压大于或等于预设限流保护电压为止，以增大第二开关管12所对应的等效电阻，避免经过开关电路的电流过大而对第一开关管11和第二开关管12造成破坏，进而实现对第一开关管11的第一端接入的***电路的保护。
具体地，限流保护电路14还包括限流启动开关142，限流启动开关142的两端分别与第二比较器141的输出端和第二开关管12的驱动端连接，限流启动开关142受过压保护电路15的驱动而导通或关断。
当过压保护电路15未进行过压保护时，也即第二电压不大于预设过压保护电压时，过压保护电路15驱动限流启动开关142导通，反之则驱动限流启动开关142关断。
基于上述方式，可有效避免开关电路遭受过流或过压的破坏，以提高开关电路及开关电路所接入的***电路的稳定性和安全性。
区别于现有技术，本申请的技术方案在包含第一开关管和第二开关管的开关电路中，同时设置了逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路，并使逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路分别与相应的开关管的驱动端连接，以对相应的开关管以及开关电路接入的***电路进行逆流保护或限流保护或过压保护。基于上述方式，可使得开关电路自身具备逆流保护、限流保护和过压保护的功能，避免外接保护电路，降低了开关电路的开关电阻以降低开关电路的损耗，且减少所需占用空间，从而降低了开关电路的使用成本。
本申请还提出一种开关电路，如图4所示，图4是本申请开关电路的第四实施例的电路示意图，开关电路包括：第一开关管11、第二开关管12、逆流保护电路13、限流保护电路14和过压保护电路15。
第一开关管11、第二开关管12、逆流保护电路13、限流保护电路14和过压保护电路15之间的连接方式具体可参照第一实施例，此处不再赘述。
过压保护电路15包括：
第三比较器151的第一输入端与第二开关管12的第二端连接，第三比较器151的第二输入端用于接收预设过压保护电压（如图4中的V6），第三比较器151的输出端连接至第一开关管11的驱动端，第三比较器151用于在第二电压大于预设过压保护电压时，驱动第一开关管11关断。
基于上述方式，可在第二电压过大时，关断第一开关管11以对开关电路及开关电路所接入的***电路进行保护，提高开关电路及开关电路所接入的***电路的安全性。
可选地，第三比较器的输出端还与第二开关管12的驱动端连接，第三比较器151还用于在第二电压大于预设过压保护电压时，驱动第二开关管12关断，以使得第二电压过大时同时驱动第一开关管11和第二开关管12关断，进一步防止高压损害开关电路，进而实现对第一开关管11的第一端接入的***电路的保护，提高开关电路及开关电路所接入的***电路的安全性。
可选地，如图4所示，过压保护电路15还包括：稳压电路152。
稳压电路152的第一端与第三比较器151的输出端连接，稳压电路152的第二端与第二开关管12的源极连接，稳压电路152的第三端连接至第二开关管12的栅极，稳压电路152用于在第二电压大于预设过压保护电压时，控制第二开关管的栅源电压不大于预设栅源保护电压。
具体地，在第二电压过大时，还容易使得第二开关管12的栅源电压过大，从而对第二开关管12造成破坏，故在设置了稳压电路152后，可在第二电压过大时，稳定第二开关管12的栅源电压，避免第二开关管12遭到破坏，进而实现对第一开关管11的第一端接入的***电路的保护，提高了开关电路及开关电路所接入的***电路的稳定性和安全性。
进一步地，如图4所示，稳压电路152包括：稳压管1521、第一电阻1522、第一开关1523、第二开关1524和第二电阻1525。
稳压管1521的负极与第二开关管12的源极连接。
第一电阻1522的第一端与第二开关管12的源极连接。
第一开关1523的第一端与稳压管1521的正极连接，第一开关1523的驱动端与第三比较器151的输出端连接。
第二开关1524的第一端与第一电阻1522的第二端连接，第二开关1524的驱动端与第三比较器151的输出端连接，第二开关1524的第二端与第二开关管12的栅极连接。
第二电阻1525的第一端与第一开关1523的第二端连接，第二电阻1525的第二端接地。
具体地，第一开关1523和第二开关1524均用于在第二电压大于预设过压保护电压时，受第三比较器151的驱动而导通，以启动稳压电路152对第二开关管12的栅源电压进行保护。
稳压管1521可以是稳压二极管或其它具备稳压功能的器件，此处不作限定。稳压管1521可以将第二开关管12的栅源电压稳定在安全栅源电压范围内，以起到保护第二开关管12的效果，进而实现对第一开关管11的第一端接入的***电路的保护，提高了开关电路及开关电路所接入的***电路的稳定性和安全性。
需要说明的是，若第一开关管11和第二开关管12均为NMOS管，在第二电压不大于预设过压保护电压时，可使第三比较器151驱动第一开关1523和第二开关1524关断，以使限流保护电路14独立控制第二开关管的导通和关断，避免出现多个保护电路之间的控制冲突，提高了开关电路及开关电路所接入的***电路的稳定性。
需要说明的是，若第一开关管11和第二开关管12均为PMOS管，在第一开关管11和第二开关管12导通时，也可启动限流保护电路14，以限制第二开关管12的栅源电压不超过预设耐压阈值。
区别于现有技术，本申请的技术方案在包含第一开关管和第二开关管的开关电路中，同时设置了逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路，并使逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路分别与相应的开关管的驱动端连接，以对相应的开关管以及开关电路接入的***电路进行逆流保护或限流保护或过压保护。基于上述方式，可使得开关电路自身具备逆流保护、限流保护和过压保护的功能，避免外接保护电路，降低了开关电路的开关电阻以降低开关电路的损耗，且减少所需占用空间，从而降低了开关电路的使用成本。
本申请还提出一种连接器，如图5所示，图5是本申请连接器的一实施例的结构示意图，连接器50包括：开关电路51。
该开关电路51为上述实施例所揭示的任一种开关电路，此处不再赘述。
具体地，连接器50可应用于任意类型的电力***的电路中，也可以应用于电子控制***的电路中，还可以应用于其它任意类型***的电路中，此处不作限定。
区别于现有技术，本申请的技术方案在包含第一开关管和第二开关管的开关电路中，同时设置了逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路，并使逆流保护电路、限流保护电路和过压保护电路分别与相应的开关管的驱动端连接，以对相应的开关管以及开关电路接入的***电路进行逆流保护或限流保护或过压保护。基于上述方式，可使得开关电路自身具备逆流保护、限流保护和过压保护的功能，避免外接保护电路，降低了开关电路的开关电阻以降低开关电路的损耗，且减少所需占用空间，从而降低了开关电路的使用成本。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种开关电路，其特征在于，包括：
第一开关管，所述第一开关管的第一端接收第一电压；
第二开关管，所述第二开关管的第一端连接至所述第一开关管的第二端，所述第二开关管的第二端输出第二电压；
逆流保护电路，所述逆流保护电路连接所述第一开关管的驱动端和第二端，所述逆流保护电路用于对所述第一开关管的第一端接入的***电路进行逆流保护；
限流保护电路，所述限流保护电路连接所述第二开关管的驱动端和第一端，所述限流保护电路用于对所述第一开关管的第一端接入的***电路进行限流保护；
过压保护电路，所述过压保护电路连接所述第一开关管的驱动端和所述第二开关管的第二端，所述过压保护电路用于对所述第一开关管的第一端接入的***电路进行过压保护。
2.根据权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述逆流保护电路从所述第一开关管的第二端获取采样电压，在所述逆流保护电路判断到所述采样电压大于所述第一电压时，所述逆流保护电路驱动所述第一开关管关断；
在所述限流保护电路判断到所述采样电压小于预设限流保护电压时，所述限流保护电路驱动所述第二开关管工作于饱和区；
在所述过压保护电路判断到所述第二电压大于预设过压保护电压时，所述过压保护电路驱动所述第一开关管关断。
3.根据权利要求2所述的开关电路，其特征在于，所述逆流保护电路包括：
第一比较器，所述第一比较器的第一输入端连接至所述第一开关管的第二端，所述第一比较器的第二输入端接收参考电压，其中，所述参考电压为所述第一电压与预设差值电压之和；
处理器，所述处理器的输入端连接至所述第一比较器的输出端，所述处理器的输出端连接至所述第一开关管的驱动端，所述处理器用于在所述采样电压大于所述参考电压时，驱动所述第一开关管关断，且在预设时长时内持续驱动所述第一开关管关断。
4.根据权利要求2所述的开关电路，其特征在于，所述限流保护电路包括：
第二比较器，所述第二比较器的第一输入端连接至所述第一开关管的第二端，所述第二比较器的第二输入端接收所述预设限流保护电压，所述第二比较器的输出端连接至所述第二开关管的驱动端，所述第二比较器用于在所述采样电压小于所述预设限流保护电压时，驱动所述第二开关管工作于饱和区。
5.根据权利要求2所述的开关电路，其特征在于，所述过压保护电路包括：
第三比较器，所述第三比较器的第一输入端连接至所述第二开关管的第二端，所述第三比较器的第二输入端接收所述预设过压保护电压，所述第三比较器的输出端连接至所述第一开关管的驱动端，所述第三比较器用于在所述第二电压大于所述预设过压保护电压时，驱动所述第一开关管关断。
6.根据权利要求5所述的开关电路，其特征在于，所述第三比较器的输出端连接至所述第二开关管的驱动端，所述第三比较器还用于在所述第二电压大于所述预设过压保护电压时，驱动所述第二开关管关断。
7.根据权利要求5或6所述的开关电路，其特征在于，所述第二开关管的第一端作为源极或漏极，所述第二开关管的第二端作为漏极或源极，所述第二开关管的驱动端作为栅极，所述过压保护电路还包括：
稳压电路，所述稳压电路的第一端连接至所述第三比较器的输出端，所述稳压电路的第二端连接至所述第二开关管的源极，所述稳压电路的第三端连接至所述第二开关管的栅极，所述稳压电路用于在所述第二电压大于所述预设过压保护电压时，控制所述第二开关管的栅源电压不大于预设栅源保护电压。
8.根据权利要求7所述的开关电路，其特征在于，所述稳压电路包括：
稳压管，所述稳压管的负极连接至所述第二开关管的源极；
第一电阻，所述第一电阻的第一端连接至所述第二开关管的源极；
第一开关，所述第一开关的第一端连接至所述稳压管的正极，所述第一开关的驱动端连接至所述第三比较器的输出端；
第二开关，所述第二开关的第一端连接至所述第一电阻的第二端，所述第二开关的驱动端连接至所述第三比较器的输出端，所述第二开关的第二端连接至所述第二开关管的栅极；
第二电阻，所述第二电阻的第一端连接至所述第一开关的第二端，所述第二电阻的第二端接地；
其中，所述第一开关和所述第二开关均用于在所述第二电压大于所述预设过压保护电压时导通。
9.根据权利要求1或2所述的开关电路，其特征在于，所述第一开关管为NMOS管或PMOS管，所述第二开关管为NMOS管或PMOS管。
10.一种连接器，其特征在于，所述连接器包括如权利要求1至9任一项所述的开关电路。
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