專利名稱：高壓隔離電子開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種智能型數字多用表，尤其是涉及一種測量功能可以自 動選擇的智能型數字多用表上的用于信號切換的高壓電子開關。
背景技術：
傳統的數字多用表采用撥盤切換測量信號，實現不同的測量功能。需要通 過轉換撥盤來實現對不同信號的測量功能。智能型數字多用表可以通過主控單
片機MCU對外界的信號的變化判斷自動選擇所需要的功能，很適合非電類專業 的人士使用。要實現自動選擇功能，需要對信號進行切換。用于信號切換的高 壓電子開關，目前方案有光耦開關及機械式繼電器。機械式繼電器由于使用壽 命的限制，不適合需要頻繁切換開關的智能數字多用表。
參看圖l，高壓光耦3，圖中虛線框部分，是通過向控制信號輸入口 l提供 一定的電流(3-10毫安)，使得內部的LED 2發光，使光電MOSFET導通實 現控制功能。這種高壓光耦開關實際制造不方便，生產周期長，成本高。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用于數字多用表上的信號切 換的高壓隔離電子開關，解決現有光耦開關成本高、生產周期長的問題。
為解決上述技術問題，本實用新型提出如下技術方案 一種高壓隔離電子
開關，由DC—DC直流電源轉換器連接高壓MOSFET構成，DC—DC直流電源 轉換器升高輸入的直流信號電壓，輸出的直流電壓控制高壓MOSFET的柵極使 MOSFET導通實現控制。
所述DC—DC直流電源轉換器優選方案為由振蕩電路、變壓器和濾波整 流電路構成，其中輸入的直流電壓控制信號經振蕩電路后輸出振蕩信號，再經 變壓器耦合升壓后經濾波整流電路對所述高壓MOSFET柵極輸出控制MOSFET 導通的直流控制電壓。
本實用新型的有益效果是相比現有技術，由于沒有采用價格較高的光敏 元件，包括發光LED和光敏MOSFET，而是采用普通的電子元件，這使得整個
開關的成本有較大降低，特別是DC-DC直流電源轉換器可以釆用現在成熟的
DC-DC隔離模塊替換，成本很低，增加了可靠性，制造工藝簡化，生產周期縮 短；整個電子開關相對現有的光電開關沒有光能損失，功耗低很多，具有節能 效果。
圖1是現有技術中光耦開關的結構示意圖。 圖2是本實用新型的電路結構示意圖。
附圖標識說明控制信號輸入口 1、發光LED 2、高壓光耦3、 DC—DC 直流電源轉換器4、導通控制電路5、反向器U1A、反向器U1B、反向器U1C、 濾波電阻R1、濾波電容C1、整流二極管D1、變壓器T1、振蕩電阻R2、振蕩 電容C2、耦合電容C3、 NMOSFET管Ql和NMOSFET管Q2。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型提供一種高壓隔離電子開關，高壓指MOSFET的 源極與漏極之間存在高壓。由DC—DC直流電源轉換器連接高壓MOSFET構成， DC—DC直流電源轉換器升高輸入的直流信號電壓，輸出的直流電壓控制高壓 MOSFET的柵極使MOSFET導通實現控制。DC—DC直流電源轉換器是通過將 一個直流電壓轉換成其他的直流電壓的電子器件。現在成熟的DC—DC直流電 源轉換器有DC-DC隔離模塊，也可以采用圖2中實線框的電路連接結構。
圖2中，DC—DC直流電源轉換器由振蕩電路、變壓器和濾波整流電路構 成。振蕩電路由反向器U1A、 U1B、 U1C，振蕩電阻R2，振蕩電容C2和耦合 電容C3構成。其中反向器U1A、 U1B、 U1C與耦合電容C3依次串接，振蕩電 阻R2與反向器U1A并接，振蕩電容C2與反向器U1A、 U1B串接在一起的支 路并聯連接，耦合電容C3與變壓器T1上的原線圈連接。振蕩電路通過與變壓 器T1原線圈連接形成接地回路。濾波整流電路由二極管D1、濾波電阻R1和濾 波電容C1構成。濾波電阻R1和濾波電容C1并聯組成濾波電路，濾波電路分 別與二極管Dl、變壓器Tl的副線圈串接形成回路。控制電路是否導通的 NMOSFET (N溝道增強型MOSFET)管Ql和NMOSFET管Q2并接后再串接 到濾波整流電路的回路中，其中NMOSFET管Ql和NMOSFET管Q2的柵極并 接在濾波整流電路的高電平端，它們的源極連接在濾波整流的回路中。DC—DC
直流電源轉換器通過控制電壓，來控制MOSFET導通。
反向器U1A、 U1B、 U1C可以采用諸如4069的反向器。來自主控MCU單 片機I/O 口的高電平的一個3V直流低壓電信號由控制信號輸入口 1輸入到DC 一DC直流電源轉換器的反向器U1A，經過振蕩電路成為低壓交流電(振蕩器也 可以是其他形式，例如可用現有的單芯片振蕩器替換)，輸出一個方波信號通過 電容C3耦合到Tl的原邊線圈。Tl的副邊線圈耦合到的交流信號通過二極管 Dl、電容C1、電阻R1組成的整流濾波電路，形成一個4-6V的直流電源，繼而 控制高壓MOSFET的柵極，使得NMOSFETQl、 Q2導通，可以讓導通控制電 路5實現與高壓光偶3相同的功會巨。當控制信號為OV時(MCU I/O 口的低電平)， 振蕩器不工作，T1副邊感應不到信號，電容C1兩端的電壓為OV，NMOSFETQ1、 Q2關斷。達到開關的作用。
圖2中的實線框部分4可用現在成熟的DC-DC隔離模塊替換，可以縮小PCB 使用面積，增加可靠性，成本也低。
權利要求1、一種高壓隔離電子開關，其特征在于所述電子開關由DC-DC直流電源轉換器連接高壓MOSFET構成，DC-DC直流電源轉換器升高輸入的直流信號電壓，輸出的直流電壓控制高壓MOSFET的柵極使MOSFET導通實現控制。
2、 如權利要求l所述的高壓隔離電子開關，其特征在于所述DC—DC直 流電源轉換器由振蕩電路、變壓器和濾波整流電路構成，其中輸入的直流電壓 控制信號經振蕩電路后輸出振蕩信號，再經變壓器耦合升壓后經濾波整流電路 對所述高壓MOSFET柵極輸出控制MOSFET導通的直流控制電壓。
3、 如權利要求2所述的高壓隔離電子開關，其特征在于所述振蕩電路由 反向器(U1A、 U1B、 U1C)，振蕩電阻(R2)，振蕩電容(C2)和耦合電容(C3) 構成；其中反向器(U1A、 U1B、 U1C)與耦合電容(C3)依次串接，振蕩電阻(R2)與反向器(U1A)并接，振蕩電容(C2)與反向器(U1A、 U1B)串接 在一起的支路并聯連接，耦合電容(C3)與所述變壓器連接；振蕩電路通過與 所述變壓器原線圈連接形成接地回路。
專利摘要本實用新型涉及一種高壓隔離電子開關，其在測量功能可以自動選擇的智能型數字多用表上用于信號切換。該高壓隔離電子開關由DC-DC直流電源轉換器連接高壓MOSFET構成，DC-DC直流電源轉換器升高輸入的直流信號電壓，輸出的直流電壓控制高壓MOSFET的柵極使MOSFET導通實現控制。相比現有技術，本實用新型由于沒有采用價格較高的光敏元件，而是采用普通的電子元件，這使得整個開關的成本有較大降低，特別是DC-DC直流電源轉換器可以采用現在成熟的DC-DC隔離模塊替換，成本很低，增加了可靠性，制造工藝簡化，生產周期縮短；整個電子開關相對現有的光電開關沒有光能損失，功耗低很多，具有節能效果。
文檔編號H03K17/73GK201001108SQ20072011795
公開日2008年1月2日 申請日期2007年1月10日 優先權日2007年1月10日
發明者祝豆豆, 羅家杰, 黃海龍, 黎雄軍 申請人:羅家杰