动态开关均流电路、装置及PCB板的制作方法

动态开关均流电路、装置及pcb板
技术领域
1.本技术涉及电子电力领域，具体而言，涉及一种动态开关均流电路、装置及pcb板。


背景技术：

2.如今，大功率电源变换器、电机驱动器等电力电子器件在电机驱动及电气传动方面获得了广泛的应用。随着电力电子领域的不断发展，对电力电子器件提出了更高的需求。在这种情况下，mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)由于其具有较好的导热系数、阻断电压和工作结温，同时在关断过程中也不存在拖尾电流，这些优异的特性使得mosfet能够大规模应用。
3.但是，由于制造工艺和成本的限制，在电气传动、新能源等大功率应用场合中，往往需要对mosfet并联多个元器件组成并联mosfet电路以便提供更大的功率，但是由于每个mosfet的驱动走线不一致，并且存在着散杂电感，而散杂电感会影响mosfet的开关速度，这样就造成了并联的各路器件导通与关断时间不一致，进而导致了动态均流问题的出现，而并联mosfet电路的动态均流问题可能会引起超过mosfet额定电流的大电流进而直接损坏mosfet，或者造成mosfet的pn结产生的热量不平衡，恶劣时会损坏器件。
4.综上，在实际电路中解决并联mosfet电路的动态均流问题成为至关重要的环节。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种动态开关均流电路、装置及pcb板，能够解决现有技术中存在的并联mosfet电路的动态均流的问题。
6.本技术提供一种技术方案：
7.第一方面，本技术提供了一种动态开关均流电路，包括：
8.驱动源、第一电阻、第一铜皮及第一mosfet电路；
9.所述第一mosfet电路包括第一mos管，所述第一mos管包括栅极和源极；
10.所述驱动源、所述第一电阻、所述第一铜皮及所述第一mos管的栅极依次连接，所述第一mos管的源极直接和所述驱动源电连接。
11.进一步地，所述第一mos管的源极与第二铜皮的一端连接，所述第二铜皮的另一端空接。
12.进一步地，所述电路还包括第二mosfet电路；
13.所述第二mosfet电路包括第二mos管，所述第二mos管包括栅极和源极；
14.所述第二mos管的栅极与所述第一铜皮电连接，所述第二mos管的源极直接和所述驱动源电连接。
15.进一步地，第一mos管为n沟道增强型mos管。
16.第二方面，本技术还提供了一种动态开关均流装置，所述装置包括：
17.驱动源、第一电阻、第一铜皮及第一mosfet电路；
18.所述第一mosfet电路包括第一mos管，所述第一mos管包括栅极和源极；
19.所述驱动源、所述第一电阻、所述第一铜皮及所述第一mos管的栅极依次连接，所述第一mos管的源极直接和所述驱动源电连接。
20.进一步地，所述装置包括第二铜皮；
21.所述第一mos管的源极与所述第二铜皮的一端连接，所述第二铜皮的另一端空接。
22.进一步地，所述装置包括第二mosfet电路；
23.所述第二mosfet电路包括第二mos管，所述第二mos管包括栅极和源极；
24.所述第二mos管的栅极与所述第一铜皮电连接，所述第二mos管的源极直接和所述驱动源电连接。
25.进一步地，第一mos管为n沟道增强型mos管。
26.第三方面，本技术还提供了一种pcb板，所述pcb板包括第一方面中任一项所述的动态开关均流电路。
27.本技术提供了一种动态开关均流电路、装置及pcb板，其中动态开关均流电路包括驱动源、第一铜皮、第一电阻及第一mosfet电路，第一mosfet电路包括第一mos管，第一mos管包括栅极和源极，驱动源、第一铜皮、第一电阻及第一mos管的栅极依次连接，第一mos管的源极直接和驱动源电连接。本技术提供的动态开关电路通过将mos管的源极直接与驱动源连接，避开了现有技术中将mos管的源极通过第二铜皮与驱动源连接对开关速度的影响，进而解决了由不可避免的散杂电感所引起的动态均流的问题，使得均流效果较为理想。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1示出了一种现有技术中使用的电路原理图。
30.图2示出了一种现有技术中使用的电路实物图。
31.图3示出了本技术实施例提供的一种动态开关均流电路的原理图。
32.图4示出了本技术实施例提供的一种动态开关均流电路的实物图。
33.图5示出了本技术实施例提供的另一种动态开关均流电路的原理图。
34.图标：100-驱动源；200-第一mosfet电路；300-第二mosfet电路；20-mos管；201-栅极；202-源极；101-输入引脚；105-输出引脚。
具体实施方式
35.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范
围。
37.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
38.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.正如背景技术中所说的，现有技术中的mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)电路存在着动态均流的问题，例如，图1示出了一种现有技术中使用的电路原理图。由图1可知，现有技术是将mos管的源极与铜皮的一端进行连接，然后再将铜皮的另一端与驱动源进行连接。
40.mos管开启的过程为：电路开始运行时，驱动源会通过mos管q1的漏极驱动电流ig对电容c
gs
充电，使得电容c
gs
上的电压u
gs
不断上升，经过一段时间后，u
gs
达到mos管的门极开启电压u
th
，此时mos管导通，在此之前，当u
gs
未达到mos管的门极开启电压u
th
，mos管为截止状态。
41.需要说明的是，在图1的电路中，电容c
gs
上的电压u
gs
的表达式为：
42.u
gs
＝u-ig*(r1+r2)-l1*dig/dt-l2*did/dt
43.其中，u为驱动源所发出的脉冲信号的电压，ig为漏极驱动电流，r1为第一电阻，r2为第二电阻，l1为第一铜皮，l2为第二铜皮，id为mos管的漏极大电流。
44.由上面的公式可知，影响电压u
gs
上升的因素有第一电阻r1和第二电阻r2的阻值、第一铜皮l1和第二铜皮l2的电感值等，其中，第二电阻r2为mos管中的等效电阻，第一电阻r1和第二电阻r2可以设置为阻值相等的同型号电阻，也可以设置为阻值不同的同型号电阻，而第一铜皮l1和第二铜皮l2都为电感，是电路中连接各个元器件的铜线路，因此其电感的大小与铜线路的长度及宽度有关，并且第二铜皮l2为电路中的散杂电感，由于其为电路中的导体呈现出的等效电感所以具有不可避免性。
45.图2示出了一种现有技术中使用的电路实物图，如图所示，输入引脚101和输出引脚105连接驱动源，从输入引脚101至第一电阻r1一端的铜皮线路为第一铜皮l1，第一电阻r1的另一端则直接与mos管20的栅极201连接，mos管20的源极202与第二铜皮l2连接，第二铜皮l2则直接接入输出引脚105完成图1所示的电路原理图。
46.而在mos管导通与截止的过程当中，由于电流的变化会导致第二铜皮的感应电动势的变化，从而在第二铜皮中产生反向电动势，而这个反向电动势会抵消脉冲信号的电压，由于电压被抵消所以降低了mos管的开关速度。在不同的mosfet电路中由于第二铜皮的大小不一致，因此被抵消的电压大小也不一样，从而产生了动态均流的问题。
47.有鉴于此，为了解决上述的问题，本技术实施例提供了一种动态开关均流电路，通过将mos管的源极直接与驱动源连接，避开了现有技术中将mos管的源极通过第二铜皮与驱动源连接对开关速度的影响，进而解决了由不可避免的散杂电感所引起的动态均流的问题，使得均流效果更为理想。
48.下面对本技术实施例提供的动态开关均流电路进行详细的说明。
49.图3示出了本技术实施例提供的一种动态开关均流电路的原理图，如图2所示，该动态开关均流电路包括驱动源100、第一电阻r1、第一铜皮l1及第一mosfet电路200，第一mosfet电路200包括第一mos管q1，第一mos管q1包括栅极和源极，驱动源100、第一铜皮l1、第
一电阻r1及第一mos管q1的栅极依次连接，第一mos管q1的源极直接和驱动源100电连接。
50.需要说明的是，驱动源100能够产生脉冲信号，例如pwm脉冲信号。
51.进一步的，第一mos管q1的源极与第二铜皮l2的一端连接，第二铜皮l2的另一端空接。
52.由于现有技术的mosfet电路中的mos管的源极通过第二铜皮与驱动源连接，而本技术实施例则是绕过了第二铜皮，将第一mos管q1的源极直接与驱动源100连接。
53.图4示出了本技术实施例提供的一种动态开关均流电路的实物图，对图2所示的现有技术中使用的电路实物图进行改动，如图4所示，输入引脚101和输出引脚105连接驱动源，从输入引脚101至第一电阻r1一端的铜皮线路为第一铜皮l1，第一电阻r1的另一端连接至mos管20的栅极201，mos管20的源极202从第一电阻r1的下端绕过直接接入输出引脚105以完成动态开关均流电路。
54.需要说明的是，在图3所示的动态开关均流电路中，电容c
gs
上的电压u
gs
的表达式为：
55.u
gs
＝u-ig*(r1+r2)-l1*dig/dt
56.由上式可知，影响电压u
gs
上升的因素变成第一电阻r1的阻值、第二电阻r2的阻值及第一铜皮l1的电感值，由于去掉了第二铜皮l2，消除了第二铜皮l2对整个电路的影响。
57.本技术实施例去掉了现有技术中的第二铜皮l2，使得在第一mos管q1导通与截止的过程当中，由于不存在第二铜皮l2所产生的反向电动势，因此脉冲信号的电压就不会被反向电动势所影响，进而使得第一mos管q1的开关速度正常，解决了动态均流的问题。
58.本技术实施例提供的动态开关均流电路在实际使用当中，可进一步采用同一批次生产的原件，以保证电路原件的一致性，也可进一步采用相同阻抗的电阻或者走线长度、宽度一致的铜皮，以进一步提高电路的均衡性，进一步提高均流效果。
59.本技术实施例提供的动态开关均流电路结构简单，运用到pcb板当中能使得pcb板的设计简洁，能够有效控制硬件成本，保证电路的正常工作。
60.其次，基于图3，图5示出了本技术实施例提供的另一种动态开关均流电路的原理图，如图所示，动态开关均流电路还包括第二mosfet电路300，第二mosfet电路300包括第二mos管q2，第二mos管q2包括栅极和源极，第二mos管q2的栅极与第一铜皮电连接，第二mos管q2的源极直接和驱动源100电连接。
61.第一mosfet电路200与第二mosfet电路300并联于动态开关均流电路中，能够提供更大的功率，以便适应更多大功率的应用场合。
62.可选的，在本技术提供的动态开关均流电路中，第一mos管为n沟道增强型mos管。
63.本技术实施例还提供一种动态开关均流装置，包括：
64.驱动源、第一铜皮、第一电阻及第一mosfet电路；
65.第一mosfet电路包括第一mos管，第一mos管包括栅极和源极；
66.驱动源、第一铜皮、第一电阻及第一mos管的栅极依次连接，第一mos管的源极直接和驱动源电连接。
67.可选的，动态开关均流装置还包括第二铜皮；
68.第一mos管的源极与第二铜皮的一端连接，第二铜皮的另一端空接。
69.可选的，动态开关均流装置包括第二mosfet电路；
70.第二mosfet电路包括第二mos管，第二mos管包括栅极和源极；
71.第二mos管的栅极与第一铜皮电连接，第二mos管的源极直接和驱动源电连接。
72.可选的，动态开关均流装置中的第一mos管为n沟道增强型mos管。
73.本技术实施例还提供了一种pcb板，pcb板包括上述实施例所揭示的动态开关均流电路。
74.本技术提供了一种动态开关均流电路、装置及pcb板，其中动态开关均流电路包括驱动源、第一铜皮、第一电阻及第一mosfet电路，第一mosfet电路包括第一mos管，第一mos管包括栅极和源极，驱动源、第一铜皮、第一电阻及第一mos管的栅极依次连接，第一mos管的源极直接和驱动源电连接。本技术提供的动态开关电路通过将mos管的源极直接与驱动源连接，避开了现有技术中将mos管的源极通过第二铜皮与驱动源连接对开关速度的影响，进而解决了由不可避免的散杂电感所引起的动态均流的问题，使得均流效果更为理想。
75.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。