CN201001108Y - 高压隔离电子开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种高压隔离电子开关，其在测量功能可以自动选择的智能型数字多用表上用于信号切换。该高压隔离电子开关由DC－DC直流电源转换器连接高压MOSFET构成，DC－DC直流电源转换器升高输入的直流信号电压，输出的直流电压控制高压MOSFET的栅极使MOSFET导通实现控制。相比现有技术，本实用新型由于没有采用价格较高的光敏元件，而是采用普通的电子元件，这使得整个开关的成本有较大降低，特别是DC－DC直流电源转换器可以采用现在成熟的DC－DC隔离模块替换，成本很低，增加了可靠性，制造工艺简化，生产周期缩短；整个电子开关相对现有的光电开关没有光能损失，功耗低很多，具有节能效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能型数字多用表，尤其是涉及一种测量功能可以自动选择的智能型数字多用表上的用于信号切换的高压电子开关。
背景技术
传统的数字多用表采用拨盘切换测量信号，实现不同的测量功能。需要通过转换拨盘来实现对不同信号的测量功能。智能型数字多用表可以通过主控单片机MCU对外界的信号的变化判断自动选择所需要的功能，很适合非电类专业的人士使用。要实现自动选择功能，需要对信号进行切换。用于信号切换的高压电子开关，目前方案有光耦开关及机械式继电器。机械式继电器由于使用寿命的限制，不适合需要频繁切换开关的智能数字多用表。
参看图1，高压光耦3，图中虚线框部分，是通过向控制信号输入口1提供一定的电流(3-10毫安)，使得内部的LED 2发光，使光电MOSFET导通实现控制功能。这种高压光耦开关实际制造不方便，生产周期长，成本高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于数字多用表上的信号切换的高压隔离电子开关，解决现有光耦开关成本高、生产周期长的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型提出如下技术方案：一种高压隔离电子开关，由DC-DC直流电源转换器连接高压MOSFET构成，DC-DC直流电源转换器升高输入的直流信号电压，输出的直流电压控制高压MOSFET的栅极使MOSFET导通实现控制。
所述DC-DC直流电源转换器优选方案为：由振荡电路、变压器和滤波整流电路构成，其中输入的直流电压控制信号经振荡电路后输出振荡信号，再经变压器耦合升压后经滤波整流电路对所述高压MOSFET栅极输出控制MOSFET导通的直流控制电压。
本实用新型的有益效果是：相比现有技术，由于没有采用价格较高的光敏元件，包括发光LED和光敏MOSFET，而是采用普通的电子元件，这使得整个开关的成本有较大降低，特别是DC-DC直流电源转换器可以采用现在成熟的DC-DC隔离模块替换，成本很低，增加了可靠性，制造工艺简化，生产周期缩短；整个电子开关相对现有的光电开关没有光能损失，功耗低很多，具有节能效果。
附图说明
图1是现有技术中光耦开关的结构示意图。
图2是本实用新型的电路结构示意图。
附图标识说明：控制信号输入口1、发光LED 2、高压光耦3、DC-DC直流电源转换器4、导通控制电路5、反向器U1A、反向器U1B、反向器U1C、滤波电阻R1、滤波电容C1、整流二极管D1、变压器T1、振荡电阻R2、振荡电容C2、耦合电容C3、NMOSFET管Q1和NMOSFET管Q2。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型提供一种高压隔离电子开关，高压指MOSFET的源极与漏极之间存在高压。由DC-DC直流电源转换器连接高压MOSFET构成，DC-DC直流电源转换器升高输入的直流信号电压，输出的直流电压控制高压MOSFET的栅极使MOSFET导通实现控制。DC-DC直流电源转换器是通过将一个直流电压转换成其他的直流电压的电子器件。现在成熟的DC-DC直流电源转换器有DC-DC隔离模块，也可以采用图2中实线框的电路连接结构。
图2中，DC-DC直流电源转换器由振荡电路、变压器和滤波整流电路构成。振荡电路由反向器U1A、U1B、U1C，振荡电阻R2，振荡电容C2和耦合电容C3构成。其中反向器U1A、U1B、U1C与耦合电容C3依次串接，振荡电阻R2与反向器U1A并接，振荡电容C2与反向器U1A、U1B串接在一起的支路并联连接，耦合电容C3与变压器T1上的原线圈连接。振荡电路通过与变压器T1原线圈连接形成接地回路。滤波整流电路由二极管D1、滤波电阻R1和滤波电容C1构成。滤波电阻R1和滤波电容C1并联组成滤波电路，滤波电路分别与二极管D1、变压器T1的副线圈串接形成回路。控制电路是否导通的NMOSFET(N沟道增强型MOSFET)管Q1和NMOSFET管Q2并接后再串接到滤波整流电路的回路中，其中NMOSFET管Q1和NMOSFET管Q2的栅极并接在滤波整流电路的高电平端，它们的源极连接在滤波整流的回路中。DC-DC直流电源转换器通过控制电压，来控制MOSFET导通。
反向器U1A、U1B、U1C可以采用诸如4069的反向器。来自主控MCU单片机I/O口的高电平的一个3V直流低压电信号由控制信号输入口1输入到DC-DC直流电源转换器的反向器U1A，经过振荡电路成为低压交流电(振荡器也可以是其他形式，例如可用现有的单芯片振荡器替换)，输出一个方波信号通过电容C3耦合到T1的原边线圈。T1的副边线圈耦合到的交流信号通过二极管D1、电容C1、电阻R1组成的整流滤波电路，形成一个4-6V的直流电源，继而控制高压MOSFET的栅极，使得NMOSFET Q1、Q2导通，可以让导通控制电路5实现与高压光偶3相同的功能。当控制信号为0V时(MCU I/O口的低电平)，振荡器不工作，T1副边感应不到信号，电容C1两端的电压为0V，NMOSFET Q1、Q2关断。达到开关的作用。
图2中的实线框部分4可用现在成熟的DC-DC隔离模块替换，可以缩小PCB使用面积，增加可靠性，成本也低。
Claims (3)
1、一种高压隔离电子开关，其特征在于：所述电子开关由DC-DC直流电源转换器连接高压MOSFET构成，DC-DC直流电源转换器升高输入的直流信号电压，输出的直流电压控制高压MOSFET的栅极使MOSFET导通实现控制。
2、如权利要求1所述的高压隔离电子开关，其特征在于：所述DC-DC直流电源转换器由振荡电路、变压器和滤波整流电路构成，其中输入的直流电压控制信号经振荡电路后输出振荡信号，再经变压器耦合升压后经滤波整流电路对所述高压MOSFET栅极输出控制MOSFET导通的直流控制电压。
3、如权利要求2所述的高压隔离电子开关，其特征在于：所述振荡电路由反向器(U1A、U1B、U1C)，振荡电阻(R2)，振荡电容(C2)和耦合电容(C3)构成；其中反向器(U1A、U1B、U1C)与耦合电容(C3)依次串接，振荡电阻(R2)与反向器(U1A)并接，振荡电容(C2)与反向器(U1A、U1B)串接在一起的支路并联连接，耦合电容(C3)与所述变压器连接；振荡电路通过与所述变压器原线圈连接形成接地回路。
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| Publication Number | Publication Date |
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| CNU2007201179527U Expired - Fee Related CN201001108Y (zh) | 2007-01-10 | 2007-01-10 | 高压隔离电子开关 |
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| CN (1) | CN201001108Y (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103997222A (zh) * | 2014-05-07 | 2014-08-20 | 国家电网公司 | 直流等比例隔离电源 |
| CN106685388A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-17 | 沃尔特电子（苏州）有限公司 | 一种单片机用隔离高电压开关控制电路 |
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2007
- 2007-01-10 CN CNU2007201179527U patent/CN201001108Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN106685388A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-17 | 沃尔特电子（苏州）有限公司 | 一种单片机用隔离高电压开关控制电路 |
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