射频开关的驱动电路以及射频开关的制作方法

本申请涉及电子技术领域，更具体地，涉及一种射频开关的驱动电路以及射频开关。

背景技术：

目前的驱动器特别是高压驱动器工作过程中通常会处于高电压大电流的高功耗状态，因此存在工作时功耗较高的问题。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本申请提出了一种射频开关的驱动电路以及射频开关，以解决上述问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种射频开关的驱动电路，该驱动电路包括：正压驱动模块、负压驱动模块以及至少一个辅助驱动模块。其中：正压驱动模块的第一端为驱动电路的输入端，正压驱动模块的第二端为驱动电路的输出端，正压驱动模块的第三端与正压电源电连接；负压驱动模块的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，负压驱动模块的第二端与正压驱动模块的第二端电连接，负压驱动模块的第三端与负压电源电连接；辅助驱动模块的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，辅助驱动模块的第二端与正压驱动模块的第二端电连接，用于降低驱动电路切换电源时产生的功耗。

第二方面，本申请实施例提供了一种射频开关，该射频开关包括：射频二极管、第一电感、第一电容以及第一方面的驱动电路，第一电容的第一端与驱动电路的输出端电连接，第一电容的第二端接地；第一电感的第一端与驱动电路的输出端电连接，第一电感的第二端与射频二极管的正极电连接；射频二极管的负极接地。

第三方面，本申请实施例提供了一种射频开关，该射频开关包括：驱动电路、第一射频二极管、第二射频二极管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、以及副电源，其中：驱动电路包括正压驱动模块和负压驱动模块，正压驱动模块的第一端为驱动电路的输入端，正压驱动模块的第二端为驱动电路的输出端，正压驱动模块的第三端与正压电源电连接；负压驱动模块的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，负压驱动模块的第二端与正压驱动模块的第二端电连接，负压驱动模块的第三端与负压电源电连接；第一电容的第一端与驱动电路的输出端电连接，第一电容的第二端接地；第一电感的第一端与第一电容的第一端电连接，第一电感的第二端与第一射频二极管的正极电连接；第一射频二极管的负极接地；第二射频二极管的负极与第一射频二极管的正极电连接，第二射频二极管的正极与第二电感的第一端电连接；第二电感的第二端分别与第二电容的第一端、辅助电源电连接；第二电容的第二端接地。

本申请实施例提供的射频开关的驱动电路以及射频开关，通过正压驱动模块、负压驱动模块以及至少一个辅助驱动模块连接而成的驱动电路，其中，正压驱动模块的第一端为驱动电路的输入端，正压驱动模块的第二端为驱动电路的输出端，正压驱动模块的第三端与正压电源电连接，负压驱动模块的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，负压驱动模块的第二端与正压驱动模块的第二端电连接，负压驱动模块的第三端与负压电源电连接，辅助驱动模块的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，辅助驱动模块的第二端与正压驱动模块的第二端电连接，降低驱动电路切换电源时产生的功耗，能够避免高压大电流造成的高功率状态，有效控制了功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。

图1示出了根据本申请实施例的相关技术中的包括双轨驱动器的射频开关的结构示意图。

图2示出了根据本申请实施例的对应图1的射频开关的射频二极管电压时间曲线。

图3示出了根据本申请实施例的对应图1的射频开关的电路电流时间曲线。

图4示出了根据本申请实施例的对应图1的射频开关的驱动器功耗时间曲线。

图5示出了根据本申请实施例的射频开关的驱动电路的结构示意图。

图6示出了根据本申请实施例的射频开关的驱动电路的功耗时间曲线。

图7示出了根据本申请一个实施例的射频开关的结构示意图。

图8示出了根据本申请另一个实施例的射频开关的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

目前的驱动器工作过程中通常会处于高电压大电流的高功耗状态，具体地，如图1所示，图1示出了相关技术中驱动器，驱动器采用正压电源10负压电源20分别为正压驱动器30和负压驱动器40供电。当输入端50为高电平时，正压驱动30输出正压，负压驱动器40关断，正压电源10经正压驱动器、限流电阻70至输出端60输出正压，经电感92使二极管90导通。当输入低电平时正压驱动器30关断，负压驱动器40关断，负压电源20经负压驱动器40负限流电阻80后连接至输出端60，驱动器输出负压，经电感92使射频二极管90反偏。驱动时工作时二极管的两端电压曲线如图2所示。射频二极管90正向偏置时存有大量的载流子，反偏时有大电流通过具体如图3所示。驱动器的功耗如图4所示。根据图2至4可知，驱动器工作过程中存在高电压大电流的高功耗状态，由于功耗大导致元件散热设计难度增大，另外，大功率的元件分布电容大、截止频率低，不利于驱动器速度的提高。

因此，针对于上述问题，发明人提出了本申请实施例中的射频开关的驱动电路以及射频开关，能够避免高压大电流造成的高功率状态，有效控制了功耗。

第一实施例

如图5所示，本实施例提供一种射频开关的驱动电路，该驱动电路为三轨驱动电路，该驱动电路可以包括：正压驱动模块、负压驱动模块以及至少一个辅助驱动模块。其中：

正压驱动模块的第一端为驱动电路的输入端50，正压驱动模块的第二端为驱动电路的输出端60，正压驱动模块的第三端与正压电源10电连接。

负压驱动模块的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，负压驱动模块的第二端与正压驱动模块的第二端电连接，负压驱动模块的第三端与负压电源20电连接。

辅助驱动模块的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，辅助驱动模块的第二端与正压驱动模块的第二端电连接，用于降低驱动电路切换电源时产生的功耗。可选地，请再次参阅图5：辅助驱动模块包括辅助电源15、辅助驱动器35、限流电阻72，第一二极管74。其中：辅助驱动器35的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，辅助驱动器35的第二端通过限流电阻72与第一二极管74的负极电连接，辅助驱动器35的第三端与辅助电源15电连接；第一二极管74的正极与正压驱动模块的第二端电连接。

可选地，正压驱动模块包括：正压驱动器30和正压限流电阻70，正压驱动器30的第一端为正压驱动模块的第一端，正压驱动器30的第二端与正压限流电阻70的第一端电连接，正压驱动器30的第三端为正压驱动模块的第三端；正压限流电阻70的第二端为正压驱动模块的第二端；负压驱动模块包括：负压驱动器40和负压限流电阻80，负压驱动器40的第一端为负压驱动模块的第一端，负压驱动器40的第二端与负压限流电阻80的第一端电连接，负压驱动器40的第三端为负压驱动模块的第三端；负压限流电阻80的第二端为负压驱动模块的第二端。

可选地，第一二极管74为快恢复二极管或其它半导体二极管。

在实际应用中，正压电源10经正压驱动器30、正压限流电阻70送至输出端60。辅助电源15经辅助驱动器35限流电阻72、第一二极管74至输出端60。负压电源20经负压驱动器40、负压限流电阻80连接到输出端60。

当输入端50为高电平时，正压驱动器30导通，负压驱动器40和辅助驱动器35断开，电源10经正限流电阻70、负限流电阻80后连接至输出端60，驱动器的输出端60可以经电感92使射频二极管90导通。

当输入端为低电平时，正压驱动器30断开，辅助驱动器35先导通，辅助电源15经辅助驱动器35、限流电阻72、第一二极管74至输出端60，输出负压经电感92扫除射频二极管90存贮电荷。射频二极管90电压降低，辅助驱动器35工作于低压大电流状态。随后负压驱动器40导通，高压的负压电源20经负压驱动器40，负限流电阻80至输出端60。输出的负压大于辅助电源15的电压，第一二极管74截止，驱动器40将输出电压拉至高压负压电源20电压。

其中，本实施例的射频开关的驱动电路具体功率时间曲线见图6所示，将图6和与图4比较，可以得知，本实施例的射频开关的驱动电路避免了高压大电流造成的高功率状态，有效控制了功耗。

可选地，正压电源10、辅助电源15以及负压电源20可以依次电连接，具体地，如图5所示，正压电源10的负极与辅助电源15的正极电连接，辅助电源15的负极与负压电源20的正极电连连接，其中，正压电源10的负极和辅助电源15的正极之间引出一条支路接地。正压驱动器30的第三端与正压电源10的正极电连接，辅助驱动器35的第三端连接于辅助电源15的负极和负压电源20的正极之间，负压驱动器40的第三端与负压电源20的负极电连接。

第二实施例

如图7所示，本实施例提供一种射频开关，该射频开关中为双驱动三轨开关，该射频开关可以包括：驱动电路(包括正压驱动器30、正压限流电阻70、负压驱动器40、负压限流电阻80)、第一射频二极管90、第二射频二极管91、第一电感92、第二电感93、第一电容94、第二电容95、以及副电源15。

其中，驱动电路可以包括正压驱动模块和负压驱动模块，正压驱动模块的第一端为驱动电路的输入端50，正压驱动模块的第二端为驱动电路的输出端60，正压驱动模块的第三端与正压电源10电连接；负压驱动模块的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，负压驱动模块的第二端与正压驱动模块的第二端电连接，负压驱动模块的第三端与负压电源20电连接。

可选地，正压电源10、副电源15以及负压电源20可以依次电连接，具体地，如图7所示，正压电源10的负极与副电源15的正极电连接，副电源15的负极与负压电源20的正极电连连接，其中，正压电源10的负极和副电源15的正极之间引出一条支路接地。

其中，正压驱动模块和负压驱动模块的具体结构可以参考第一实施例的如图5所示的正压驱动模块和负压驱动模块，故不在此赘述。

其中，正压驱动器30的第三端与正压电源10的正极电连接，负压驱动器40的第三端与负压电源20的负极电连接。

第一电容94的第一端与驱动电路的输出端50电连接，第一电容94的第二端接地；第一电感92的第一端与第一电容94的第一端电连接，第一电感92的第二端与第一射频二极管90的正极电连接；第一射频二极管90的负极接地；第二射频二极管91的负极与第一射频二极管90的正极电连接，第二射频二极管91的正极与第二电感93的第一端电连接；第二电感93的第二端分别与第二电容95的第一端、副电源15负极电连接；第二电容95的第二端接地。具体地，第二电感93的第二端与连接于副电源15的负极和负压电源20的正极之间。

在实际应用中，正压电源10经正压驱动器30、正压限流电阻70连接至输出端60，副电源15经负压驱动器40、负压限流电阻80连接至输出端60，负压电源20正极通过第二电感93连接至第二射频二极管91。

当输入端50为高电平时正压驱动器30导通，负压驱动器40关断。正压电源10经正压驱动器30，限流电阻70电感92使第一射频二极管90导通。副电源15通过第二电感93使第二射频二极管91反偏截止。

当输入端50为低电平时，正压驱动器30截止，负压驱动器40导通。负压电源20经第二电感93，第二射频二极管91，第一电感92、负压限流电阻80、负压驱动器40形成回路，第二射频二极管91导通。输出端60为负压输出，经第一电感92施加到第一射频二极管90，第一射频二极管90反偏截止。

可见，该实施例的负载输入高电平时，工作电流由正压电源10供电，反向工作时由负压电源20供电，因正压电源10和负压电源20均为低电压，有效避免了大功耗状态，降低了驱动器和开关功耗，以负压电源为50v为例，增加-5v电源轨后负压电源功耗减为原来的1/5～1/10。元件不会出现同时高电压大电流状态，可以选用电流小截止频率高的元件改善开关速度。该实施例的射频开关大幅度减低了功耗，另外，该实施例的射频开关结构紧凑，在大功率开关应用中具有较大的推广价值。

第三实施例

如图8所示，本实施例提供一种射频开关，该射频开关中的驱动电路为五轨驱动电路，该射频开关包括：射频二极管90、第一电感92、第一电容94以及第一实施例的驱动电路(包括正压驱动器30、正压限流电阻70、负压驱动器40、负压限流电阻80)，其中：

第一电容94的第一端与驱动电路的输出端60电连接，第一电容94的第二端接地。第一电感92的第一端与驱动电路的输出端60电连接，第一电感92的第二端与射频二极管90的正极电连接。该射频二极管90的负极接地。

可选地，射频开关还包括副电源24，第二二极管91、第二电感93、第二电容95，第二二极管91的负极与射频二极管90的正极电连接，第二二极管91的正极与第二电感93的第一端电连接；第二电感93的第二端分别与第二电容95的第一端、辅助电源22负极电连接；第二电容95的第二端接地。

可选地，所辅助驱动模块的数量为两个，两个辅助驱动模块包括第一辅助驱动模块和第二辅助驱动模块，第一辅助驱动模块包括：第一辅助电源15、第一辅助驱动器35、第一限流电阻72、以及第三二极管74；第一辅助驱动器35的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，第一辅助驱动器35的第二端通过第一限流电阻72与第三二极管74的负极电连接，第一辅助驱动器35的第三端与第一辅助电源15电连接；第三二极管74的正极与正压驱动模块的第二端电连接。

第二辅助驱动模块包括：第二辅助电源22、第二辅助驱动器45、第二限流电阻82、以及第四二极管84，第二辅助驱动器45的第一端与正压驱动模块的第一端电连接，第二辅助驱动器45的第二端通过第二限流电阻82与第四二极管84的正极电连接，第二辅助驱动器45的第三端与第二辅助电源22的正极电连接；第四二极管84的负极与正压驱动模块的第二端电连接。

可选地，第二二极管91为射频二极管。可选地，第三二极管74和第四二极管84可以为快恢复二极管或其它高速二极管。在实际应用中，可选地，低压的正压电源10，正压驱动器30、正压限流电阻70可以组成正压驱动模块；低压的负压电源20，负压驱动器40，负压限流电阻80可以组成负压驱动模块。

驱动电路的输入端50高电平经延迟后正压驱动器30导通，输出端60通过电感93，92使射频二极管91反偏，射频二极管90正偏；输入低电平经延迟后负压驱动40器导通，输出端60通过第二电感93、第一电感92，使第二二极管91正偏，射频二极管90反偏。正偏电流由低压正压电源10提供，反偏电流由低压负压电源20提供均为低压电源。输入端50由高电平到低电平跳变时，第一辅助驱动器35导通，第一辅助电源15提供低压大电流清除射频二极管90存贮载流子。当负压驱动器40输出电压高于第一辅助电源15时，第三二极管74截至，第一辅助驱动器35退出工作。

当驱动电路的输入端50由低到高电平跳变时，第二辅助驱动器45导通，第二辅助电源22提供低压大电流清除第二二极管91存贮载流子。当正压驱动器30输出电压高于第二辅助电源22时，第四二极管84截至，第二辅助驱动器45退出工作。高压副电源24仅过渡状态有小量电流。总之驱动器工作时大部分电流由低压的低压正压电源10、第一辅助电源15、低压负压电源20、第二辅助电源22提供，开关切换过程中副电源24仅提供少量切换电流改变偏置电压而不清除存贮载流子，从而有效控制了驱动功耗。

可选地，正压电源10、第一辅助电源15、副电源24、第二辅助电源22、以及负电源20可以依次连接，其中，正压电源10的负极与第一辅助电源15的正极之间引出一条支路接地，第一辅助电源15的负极与第二辅助电源22的正极连接，第二辅助电源22的正极与副电源24的负极连接，辅助电源22的负极与负压电源20正极连接。

另外，正压电源10的正极与正压驱动器30的第三端电连接；第一辅助驱动器35的第三端连接于第一辅助电源15的负极与第二辅助电源22的正极之间；第二辅助驱动器45的第三端连接于第二辅助电源22的正极与副电源24的负极之间；第二电感93的第二端连接于辅助电源22的负极与负电源20正极之间；负压驱动器40的第三端与负压电源20的负极电连接。

需要说明的是，本实施例中的二极管的方向和类型、电源数量、电源电压具体可以根据实际应用情况设定，在此不做限定。驱动器的数量(驱动器的轨数)，以及驱动器与开关(射频二极管)的连接方式，驱动器输入输出电平之间逻辑关系组合可以有很多，不胜枚举。具体可以组成多种3轨或3轨以上的驱动电路的射频开关。

综上所述，本申请实施例提出的驱动电路以及射频开关，通过引入辅助电源使得器件工作中只存在高压小电流和低压大电流状态，避免了高压大电流的高功率状态，不仅使产品高效节能，而且减小了散热压力，有利于选用小功率高速器件提高驱动器和开关的速度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。