0 μ F。优选地，电容器220为10 μ F。
[0017]当系统需要开关电路导通时，开关224断开、并且开关222闭合。这将电容器220与电容206和208并联。由于电容器220被供能，而电容206和208未被供能，电流从电容器220流出并且进入MOSFET电容206和208。由于开关222和印刷电路板迹线中仅具有小的电阻，因此电容器220充当低阻抗源。这种有限的电阻引起安培量级的电流流动，因此电容206和208充电很快。由于电容器220比电容器206和208大很多，所以电容器220上的电压仅略微下降。结果是MOSFET 202和204非常迅速地导通。
[0018]高导通电流仅由电容器220提供。开关电路导通后，充电组件200取代在到电容206和208的转移中失去的能量，并且这使电容器220上的电压增大恢复到开关电路导通前的电压。
[0019]图3示出了具有添加的光电晶体管216的保护的图2的电路。然而，在该电路中，光电晶体管216必须从电容器220耗尽能量来关断MOSFET 202和204。这可能放慢保护电路的反应时间。为了改善反应时间，将晶体管300添加到开关电路中，如图3所示。当需要保护时，晶体管300迅速耗尽MOSFET 202。当不再需要保护时，充电组件200须重新给电容器220供能。然而，电容器220重新供能可能花费大量的时间，这意味着在由于开关电路过载而已经加入保护电路之后，开关电路可能花费较长时间来恢复正常操作。
[0020]通过断开开关222和闭合开关224来关断图2和3中的电路。需要开关224是因为在图1的原始电路中，光电池100的电阻用于耗尽电容106和108以关断MOSFET 102和104，且在开关222断开的情况下，没有用来耗尽电容206和208的路径。然而，开关222必须首先断开，否则开关224将使电容器220短路，并且针对速度改善所需的储存的能量将失去。因为开关224提供比图1中所用的电阻器小得多的电阻，所以开关224具有快速关断开关电路的优点。
[0021]已经从图2和3的电路移除图1所示的齐纳二极管114。如果齐纳二极管114仍在电路中，那么电容器220将为齐纳二极管114提供电流，直到电压下降到6V。通过耗尽所储存的用于以后的开关动作的能量，该电压下降会降低开关频率。由于栅源被限制到齐纳电压，齐纳二极管114的初衷是保护MOSFET 102和104免受静电放电，并创建更加一致的开关关断。
[0022]然而，利用所公开的技术，不再需要这种保护。MOSFET 202和204具有内置的20V齐纳保护二极管。由于光电池被限制到10V，内置齐纳保护二极管仅用于保护。
[0023]图2和3中的开关222和224是由LED(未示出)驱动的光隔离晶体管。数字信号将电流提供给LED，其在晶体管上发光从而使开关导通。开关222和224需要通过LED的1mA的连续电流来操作，但是在1mA处开关导通时间相对缓慢。因此，在将驱动降低至1mA之前，可将电路(未示出)添加至LED驱动器，来创建短暂的10mA的脉冲给LED。所述10mA的脉冲迅速使开关222或开关224导通，并且然后1mA连续电流保持开关导通，进一步降低了整体的开关时间。
[0024]所公开的技术允许开关电路使用具有较低导通电阻的较新的M0SFET，从而以可接受的速率接通隔离的高速MOSFET开关电路。
[0025]已经在其优选的实施例中描述并示出了所公开的技术的原理，但应该明白，所公开的技术可在布置和细节上进行修改而不背离这些原理。我们要求保护在下列权利要求的精神和范围内的所有修改和变化。
【主权项】
1.一种电路，其被构造用于驱动隔离的高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关，包括: 被配置成操作为MOSFET开关的第一 MOSFET和第二 MOSFET ； 电容器；和 与所述电容器并联的充电组件； 与所述充电组件串联的第一开关；和 与所述充电组件和所述电容器并联的第二开关。
2.根据权利要求1所述的电路，进一步包括保护电路，所述保护电路包括与所述充电组件并联的第三MOSFET和晶体管。
3.根据权利要求2所述的电路，其中，所述保护电路被配置为当开关电路过载时耗尽来自所述电容的能量。
4.根据权利要求1所述的电路，其中，当MOSFET开关关断时，第一开关断开且第二开关闭合。
5.根据权利要求1所述的电路，其中，当MOSFET开关导通时，第二开关断开且第一开关闭合。
6.根据权利要求1所述的电路，其中，所述充电组件包括光电池。
7.根据权利要求1所述的电路，其中，当第二开关断开且第一开关闭合时，所述电容中存储的电压被发送到第一 MOSFET和第二 MOSFET的栅极。
8.根据权利要求7所述的电路，进一步包括保护电路，所述保护电路包括与所述充电组件并联的第三MOSFET和晶体管。
9.根据权利要求8所述的电路，其中，所述保护电路被配置为当开关电路过载时消耗所述电容中的能量。
10.一种加快隔离高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关进行开关的方法，所述开关包括被配置作为MOSFET开关的第一 MOSFET和第二 M0SFET，和充电组件，所述方法包括: 将电压存储在与充电组件并联的电容中；并且 当与所述充电组件串联的开关接通并且与所述充电组件并联的第二开关断开时，接收电容中所存储的电压。
【专利摘要】本发明涉及隔离的高速开关。一种电路，其被构造用于驱动隔离的高速金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关，包括被配置用作开关的第一MOSFET和第二MOSFET、电容、与所述电容并联的充电组件、与充电组件串联的第一开关以及与充电组件和电容并联的第二开关。当第二开关断开且第一开关断合时，所述电容中存储的电压被送至第一MOSFET和第二MOSFET的栅极。
【IPC分类】H03K17-567
【公开号】CN104836558
【申请号】CN201510120716
【发明人】K·K·拉克斯
【申请人】基思利仪器公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年2月6日
【公告号】EP2905899A1, US20150222257