阅读说明：本技术 一种组合开关 (Combined switch ) 是由 徐�明 孙宝翔 朱经鹏 孙巨禄 于 2019-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种组合开关。组合开关,包括第一个开关和第二个开关以及一第一电容,所述第一个开关和所述第二个开关同向串联,所述第二个开关的第二端为所述组合开关的第二输出端,所述第二个开关的第一端与所述第一个开关的第二端串联,所述第一个开关的第一端为所述组合开关的第一输出端,所述第一电容并联在所述第二个开关的驱动控制端与所述第一个开关的第一端,所述第一个开关和所述第二个开关为可控开关。本发明的组合开关为可控组合开关,为所述第一个开关的门极驱动端提供驱动信号即可控制所述组合开关的开通和关断。(The invention discloses a combination switch. The combined switch comprises a first switch, a second switch and a first capacitor, wherein the first switch and the second switch are connected in series in the same direction, the second end of the second switch is a second output end of the combined switch, the first end of the second switch is connected with the second end of the first switch in series, the first end of the first switch is a first output end of the combined switch, the first capacitor is connected with a driving control end of the second switch and the first end of the first switch in parallel, and the first switch and the second switch are controllable switches. The combined switch is a controllable combined switch, and the on and off of the combined switch can be controlled by providing a driving signal for the gate driving end of the first switch.)

一种组合开关

技术领域

本发明有关电源领域，且特别是有关于高压开关。

背景技术

在不同的应用场合下，例如在220V的交流电网电压条件下需要650V耐压等级的功率开关器件，在母线电压为1KV的直流电网条件下需要1700V耐压等级的功率开关器件。为了取得较高耐压等级的功率开关器件，人们自20世纪60年代起就开始了对击穿电压的研究。许多能够有效提高击穿电压的边端技术也陆续地被开发出来。目前的技术水平下功率开关器件的耐压等级已经达到了4500V，但是其额定电流只有1A。

所以现有技术中需要一种可应用于高压应用场合的可控开关。

发明内容

本发明正是思及于此，提供一种组合开关，适用于高压应用环境，利用可控开关串联提高组合开关的击穿电压，电路实现简单，成本低。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种组合开关，包括第一个开关和第二个开关以及一第一电容，所述第一个开关和所述第二个开关同向串联，所述第二个开关的第二端为所述组合开关的第二输出端，所述第二个开关的第一端与所述第一个开关的第二端串联，所述第一个开关的第一端为所述组合开关的第一输出端，所述第一电容并联在所述第二个开关的驱动控制端与所述第一个开关的第一端，所述第一个开关和所述第二个开关为可控开关。

上述组合开关包括N个开关和N-1个第一电容，所述开关同向串联，所述第n-1个第一电容并联在所述第n个开关的门极和第n-1个开关的第一端之间，所述N为不小于2的自然数，n为大于1但不大于N的自然数。

上述第n个开关的第一端和第二端之间并联第二电容。

上述组合开关还包括一电压钳位电路，所述电压钳位电路并联在所述开关的驱动控制端和第一端之间。

上述电压钳位电路为两个反向串联的稳压二极管，所述稳压二极管的反向击穿电压相等。

一种电能变换电路，包括上述的组合开关。

本发明技术方案通过将低电压的开关串联组合构成适用于高电压应用的组合开关。

为让发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明技术方案实施例图。

图2为本发明技术方案另一实施例图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中所述的“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)用于在类似要素之间进行区别，并且不一定是描述特定的次序或者按时间的顺序。要理解，这样使用的这些术语在适当的环境下是可互换的，使得在此描述的主题的实施例如是能够以与那些说明的次序不同的次序或者以在此描述的另外的次序来进行操作。另外，凡可能之处，在图示及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤，系代表相同或类似部件。

本发明的目的在于提供一种组合开关，该组合开关由开关串联组成，组合后应用于更高电压应用需求的电子电路中。

图1所示为本发明实施例图，一种组合开关Z，包括开关Q1、Q2、Q3…QN，所述开关Q1、Q2、Q3…QN同向串联，串联后的两端S和D为所述组合开关Z的输出端，所述组合开关Z的击穿电压等于所述开关Q1、Q2、Q3…QN的击穿电压之和。

在开关Q2的驱动控制端G2和所述开关Q1的第二端D1之间并联电容C1，以此类推，在开关QN的驱动控制端GN和开关QN-1的第一端SN-1之间并联电容CN-1。控制所述组合开关Z导通时，在所述开关Q1的驱动控制端G加载开通信号，所述开关Q1导通，开关Q1的两端电压VDS1下降，电容C1为所述开关Q2的门极电容CGS2提供电荷，当CGS2的电压达到所述开关Q2的导通电压时，所述开关Q2导通，所述开关Q2导通后再通过相同的工作过程使得开关Q3导通，以此类推直至所述开关QN导通。为了限制所述开关的驱动控制端和所述第一端之间的电压小于所述开关的驱动控制端和所述第一端之间的击穿电压，请参考图2，本发明在所述开关的驱动控制端和所述第一端之间并联一电压钳位电路2n，所述电压钳位电路2n并联在所述开关的驱动控制端和所述第一端之间，所述电压钳位电路2n限制所述开关的驱动控制端和所述第一端之间的电压小于所述开关的驱动控制端和所述第一端之间的击穿电压。

本发明一优选实施例，所述电压钳位电路22为两个反向串联的稳压二极管D21和D22，所述稳压二极管D21和D22的反向击穿电压相等，优选的，所述稳压二极管D21和D22的反向击穿电压为10-20V之间。

控制所述组合开关Z关断时，在所述开关Q1的驱动控制端G加载关断信号，所述开关Q1关断，负载电流使得电容C1的电压降低，当所述电容C1的电压低于阈值时所述开关Q2关断，以此类推，直至开关QN关断。所述开关Q1、Q2、Q3…QN承受的电压与其等效的电容以及并联的电容有关，为了使得开关Q1、Q2、Q3…QN承受的电压相等，达到均压的效果，可以在开关Q1、Q2、Q3…QN的第一端Sn和第二端Dn之间并联电容，以调节均压效果。例如Q2两端并联的电容的容值要能够使得Q2的输出电容的容值与该电容的容值之和等于C1的容值和开关Q1的输出电容的容值之和。

本发明能够设计出一种具有高耐压等级的可控开关。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。