一种感性负载低损耗高速开关电路的制作方法

本发明涉及汽车电子行业、硬件电路，尤其是指一种感性负载低损耗高速开关电路。

背景技术：

1、目前，在电磁阀与继电器开关电路中，通常需要用到感性负载的开关电路。在现有感性的负载的开关电路中，在频率较低时通常采用续流电路让线圈在续流过程中消耗能量，以防止较高的电压尖峰产生，或者使用吸收电路，但会导致系统效率降低且发热严重，成本也更高。

2、由于现有的感性负载的开关电路使用pwm控制芯片来输出pwm信号，从而控制感性负载的导通与关断。在开关导通时，电流顺畅地通过感性负载；然而，当开关断开时，由于电流的不可突变性质，感性负载的电流输入端会产生较大的欠冲。此外，如果采用续流方式，大感量的负载会延续续流，从而导致负载无法迅速断电。

3、此外，现有开关电路问题还包括：

4、开关速度慢：在高频操作下，大感量的负载使用续流方式，无法在一个周期内完全泄放电能；

5、过压风险：感性负载可能导致严重的电压过冲或欠冲，这些过冲和欠冲易造成器件因过压而损坏；

6、效率低下：通过钳位的方法来处理过冲和欠冲能量，这不仅会导致钳位器件过热，还会造成能量浪费，从而降低整体效率。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中感性负载高速开关的开关速度、效率和发热无法兼顾的问题，提供一种感性负载低损耗高速开关电路，以提升系统的效率并解决了发热问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种感性负载低损耗高速开关电路，包括电源电路、第二整流电路、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、第四开关电路、储能电路、感性负载和pwm波发生模块；

3、所述pwm波发生模块用于分别向所述第一开关电路、所述第三开关电路和所述第四开关电路提供pwm波；

4、所述电源电路分别与所述第一开关电路、所述第二开关电路和所述感性负载各自一端相连，所述第二开关电路一端与所述感性负载一端相连；

5、所述第一开关电路另一端通过所述第三开关电路接地以及通过所述储能电路分别与所述第二整流电路一端和所述第二开关电路另一端相连；

6、所述第二整流电路另一端通过所述第四开关电路接地以及与所述感性负载另一端相连，所述感性负载另一端通过所述第四开关电路接地。

7、在本发明的一种实施方式中，所述第一开关电路包括电阻r8、电阻r11和三极管q3，三极管q3的集电极与电源电路相连，三极管q3的发射极通过电阻r8分别与三极管q3的基极以及电阻r11相连。

8、在本发明的一种实施方式中，所述第二开关电路包括电阻r9、电阻r10和三极管q5，三极管q5的发射极通过电阻r9分别与三极管q5的基极以及电阻r10相连。

9、在本发明的一种实施方式中，所述第三开关电路包括电阻r4、电阻r12和三极管q1，三极管q1的集电极分别与三极管q3的发射极相连以及通过电阻r10与三极管q5的基极相连，三极管q1的发射极接地、通过电阻r4分别与三极管q1的基极以及电阻r12相连。

10、在本发明的一种实施方式中，所述储能电路包括电容c1，电容c1一端与三极管q3的发射极相连，电容c1另一端与三极管q5的发射极相连。

11、在本发明的一种实施方式中，所述第二整流电路包括二极管d1，所述感性负载包括负载l1，负载l1一端分别与电源电路、三极管q3的集电极和三极管q5的集电极相连，二极管d1的负极与电容c1另一端相连，二极管d1的正极与负载l1另一端相连。

12、在本发明的一种实施方式中，所述第四开关电路包括电阻r3、电阻r6和三极管q2，三极管q2的集电极分别与二极管d1的正极和负载l1另一端相连，三极管q2的发射极接地以及通过电阻r4分别与三极管q2的基极以及电阻r6相连。

13、在本发明的一种实施方式中，所述电源电路包括第一整流电路，所述第一整流电路包括二极管d2。

14、在本发明的一种实施方式中，所述pwm波发生模块分别与电阻r6、电阻r11和电阻r12相连。

15、在本发明的一种实施方式中，所述pwm波发生模块为单个或多个。

16、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

17、本发明所述的一种感性负载低损耗高速开关电路，相对关断后通过电感续流的方式，能够实现感性负载的高速通断。

18、该开关电路在实现感性负载高速通断的基础上，使用储能器件对电感的能量进行吸收，而非使用泄放器件对能量快速泄放（会导致大量功率损耗），可以降低温升，提升可靠性，提升系统效率。

19、该开关电路利用储能电路的特性，可以避免控制感性负载的开关关断时在开关两端产生的电压尖峰，避免击穿开关。

20、该开关电路可以利用一路pwm控制信号即可同时满足感性负载的控制和储能功能，通过创新的设计，减少了控制系统的复杂性，成本更优。

技术特征：

1.一种感性负载低损耗高速开关电路，其特征在于，包括电源电路、第二整流电路（20）、第一开关电路（30）、第二开关电路（40）、第三开关电路（50）、第四开关电路（60）、储能电路（70）、感性负载（80）和pwm波发生模块（90）；

2.根据权利要求1所述的一种感性负载低损耗高速开关电路，其特征在于，所述第一开关电路（30）包括电阻r8、电阻r11和三极管q3，三极管q3的集电极与电源电路相连，三极管q3的发射极通过电阻r8分别与三极管q3的基极以及电阻r11相连。

3.根据权利要求2所述的一种感性负载低损耗高速开关电路，其特征在于，所述第二开关电路（40）包括电阻r9、电阻r10和三极管q5，三极管q5的发射极通过电阻r9分别与三极管q5的基极以及电阻r10相连。

4.根据权利要求3所述的一种感性负载低损耗高速开关电路，其特征在于，所述第三开关电路（50）包括电阻r4、电阻r12和三极管q1，三极管q1的集电极分别与三极管q3的发射极相连以及通过电阻r10与三极管q5的基极相连，三极管q1的发射极接地、通过电阻r4分别与三极管q1的基极以及电阻r12相连。

5.根据权利要求4所述的一种感性负载低损耗高速开关电路，其特征在于，所述储能电路（70）包括电容c1，电容c1一端与三极管q3的发射极相连，电容c1另一端与三极管q5的发射极相连。

6.根据权利要求5所述的一种感性负载低损耗高速开关电路，其特征在于，所述第二整流电路（20）包括二极管d1，所述感性负载（80）包括负载l1，负载l1一端分别与电源电路、三极管q3的集电极和三极管q5的集电极相连，二极管d1的负极与电容c1另一端相连，二极管d1的正极与负载l1另一端相连。

7.根据权利要求6所述的一种感性负载低损耗高速开关电路，其特征在于，所述第四开关电路（60）包括电阻r3、电阻r6和三极管q2，三极管q2的集电极分别与二极管d1的正极和负载l1另一端相连，三极管q2的发射极接地以及通过电阻r4分别与三极管q2的基极以及电阻r6相连。

8.根据权利要求1所述的一种感性负载低损耗高速开关电路，其特征在于，所述电源电路包括第一整流电路（10），所述第一整流电路（10）包括二极管d2。

9.根据权利要求7所述的一种感性负载低损耗高速开关电路，其特征在于，所述pwm波发生模块（90）分别与电阻r6、电阻r11和电阻r12相连。

10.根据权利要求1所述的一种感性负载低损耗高速开关电路，其特征在于，所述pwm波发生模块（90）为单个或多个。

技术总结本发明涉及一种感性负载低损耗高速开关电路。本发明包括电源电路、第二整流电路、第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、第四开关电路、储能电路、感性负载和PWM波发生模块；PWM波发生模块用于分别向第一开关电路、第三开关电路和第四开关电路提供PWM波；电源电路分别与第一开关电路、第二开关电路和感性负载各自一端相连，第二开关电路一端与感性负载一端相连；第一开关电路另一端通过第三开关电路接地以及通过储能电路分别与第二整流电路一端和第二开关电路另一端相连；第二整流电路另一端通过第四开关电路接地以及与感性负载另一端相连，感性负载另一端通过第四开关电路接地。能够实现感性负载的高速通断，提升系统效率。技术研发人员：韩邵君,李相剑,张琪,顾法令,尤志鹏受保护的技术使用者：无锡威孚高科技集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1