开关装置、电源装置及电子设备

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，具体涉及一种开关装置、电源装置及电子设备。

背景技术

现有技术中，开关控制需要通过先有驱动芯片发出驱动信号驱动，然后通过驱动芯片内置控制电路实现开关控制，成本高，且供应链不稳定。

针对以上问题，本领域技术人员一直在寻求解决方法。

发明内容

本申请要解决的技术问题在于，针对上述现有技术的缺陷，提供一种开关装置、电源装置及电子设备。

为了实现上述目的，本申请是通过如下的技术方案来实现：

本申请提供一种开关装置，包括：控制器、第一开关、第一电阻、第一电源、第二开关、第三开关；

所述第一开关具有用于接收控制信号的第一控制端以及能够在所述第一控制端接收的控制信号控制下相互导通和断开的两个第一通路端，所述第一控制端与所述控制器电性连接，所述第一开关的一个第一通路端通过第一电阻与所述第一电源连接，所述第一开关的另一个第一通路端接地；

所述控制器用于输出控制信号至所述第一控制端以使得所述第一开关导通；

所述第二开关具有用于接收控制信号的第二控制端以及能够在所述第二控制端接收的控制信号控制下相互导通和断开的两个第二通路端，所述第三开关具有用于接收控制信号的第三控制端以及能够在所述第三控制端接收的控制信号控制下相互导通和断开的两个第三通路端，所述第二控制端连接到所述第一开关的一个第一通路端，所述第二开关的一个第二通路端连接到所述控制器，所述第二开关的另一个第二通路端与所述第三开关的控制端相连；

当所述第一开关导通时，所述第一开关的一个第一通路端产生控制信号传输至所述第二控制端以使得所述第二开关导通；

所述控制器还用于当所述第二开关导通时输出控制信号至所述第三控制端以使得所述第三开关导通。

可选地，所述控制器包括微处理器及驱动芯片；

所述微处理器与所述第一开关连接，用于输出控制信号至所述第一控制端以使得所述第一开关导通；

所述驱动芯片耦接于所述第三开关，用于当所述第二开关导通时输出控制信号至所述第三控制端以使得所述第三开关导通。

可选地，所述第二开关包括第一子开关与第二子开关；所述开关装置还包括第二电阻；

所述第一子开关具有用于接收控制信号的第一子控制端以及能够在所述第一子控制端接收的控制信号控制下相互导通和断开的两个第一子通路端，所述第二子开关具有用于接收控制信号的第二子控制端以及能够在所述第二子控制端接收的控制信号控制下相互导通和断开的两个第二子通路端；

其中，所述第一子开关的第一子控制端通过所述第一电阻与所述第一开关的一个第一子通路端连接

所述第二子开关的一个第二子通路端耦接于所述驱动芯片，所述第二子开关的另一个第二子通路端通过所述第二电阻与所述第三开关的第三控制端连接。

可选地，所述开关装置还包括自举电路，所述自举电路用于将所述驱动芯片输出的控制信号调整为直流电信号并输出至所述第三开关以控制所述第三开关导通。

可选地，所述自举电路包括第一二极管、第一电容；

所述第一二极管及所述第一电容串联于所述驱动芯片与第二电源之间。

可选地，所述开关装置还包括：第三电阻、静电保护元件；

所述第三电阻和所述静电保护元件并联于所述第三开关的第三控制端与所述第三开关的一个第三通路端之间。

可选地，所述静电保护元件包括第一子静电保护元件与第二子静电保护元件；

所述第一子保护元件的第一端与所述第三开关的第三控制端连接，所述第一子保护元件的第二端与所述第二子保护元件的第二端相连，所述第二子保护元件的第一端与所述第三开关的一个第三通路端相连。

可选地，所述开关装置还包括：第三电源、第四电阻；

所述第三电源通过所述第四电阻与所述微处理器连接，用于对所述微处理器供电。

本申请还提供一种电源装置，包括上述的开关装置以及电压源，所述电压源与所述第三开关的另一个第三通路端连接。

本申请还提供一种电子设备，包括上述的电源装置，所述电子设备与所述第三开关的一个第三通路端连接，所述开关装置用于当所述第三开关导通时控制所述电压源的电压输出至所述电子设备。

本申请提供了一种开关装置、电源装置及电子设备，通过使用微处理器控制电路，使用电平转换驱动N型场效应管，简便可靠且成本低。。

为让本申请的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本申请；

图1是本申请一实施例提供的开关装置的电路结构图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1是本申请一实施例提供的开关装置的电路结构图，请参阅图1，本申请提供一种开关装置，包括：控制器10、第一开关Q100、第一电阻R1、第一电源VDD、第二开关Q200、第三开关Q300。

第一开关Q100具有用于接收控制信号的第一控制端以及能够在第一控制端接收的控制信号控制下相互导通和断开的两个第一通路端，第一控制端与控制器10电性连接，第一开关Q100的一个第一通路端通过第一电阻R1与第一电源VDD连接，第一开关Q100的另一个第一通路端接地。

第二开关Q200具有用于接收控制信号的第二控制端以及能够在第二控制端接收的控制信号控制下相互导通和断开的两个第二通路端，第三开关Q300具有用于接收控制信号的第三控制端以及能够在第三控制端接收的控制信号控制下相互导通和断开的两个第三通路端，第二控制端连接到第一开关Q100的一个第一通路端，第二开关Q200的一个第二通路端连接到控制器10，第二开关Q200的另一个第二通路端与第三开关Q300的控制端相连。

控制器10用于输出控制信号至第一控制端以使得第一开关Q100导通。

当第一开关Q100导通时，第一开关Q100的一个第一通路端产生控制信号传输至第二控制端以使得第二开关Q200导通。

控制器10还用于当第二开关Q200导通时输出控制信号至第三控制端以使得第三开关Q300导通。

一实施例中，第一开关元件Q100为一带阻三极管。在其他实施例中，第一开关元件Q100也可以为二极管或MOS管。

可选地，控制器10包括微处理器11及驱动芯片12。微处理器11与第一开关Q100连接，用于输出控制信号至第一控制端以使得第一开关Q100导通；驱动芯片12耦接于第三开关Q300，用于当第二开关Q200导通时输出控制信号至第三控制端以使得第三开关Q300导通。

可选地，第二开关Q200包括第一子开关Q210与第二子开关Q220；开关装置还包括第二电阻R2。

第一子开关Q210具有用于接收控制信号的第一子控制端以及能够在第一子控制端接收的控制信号控制下相互导通和断开的两个第一子通路端，第二子开关Q220具有用于接收控制信号的第二子控制端以及能够在第二子控制端接收的控制信号控制下相互导通和断开的两个第二子通路端。

其中，第一子开关Q210的第一子控制端通过第一电阻R1与第一开关Q100的一个第一子通路端连接

第二子开关Q220的一个第二子通路端耦接于驱动芯片12，第二子开关Q220的另一个第二子通路端通过第二电阻R2与第三开关Q300的第三控制端连接。

一实施例中，第一子开关元件Q210与第二子开关元件Q220均为带阻三极管且串联，第一子开关元件Q210为NPN型三极管，第二子开关元件Q220为PNP型三极管。在其他实施例中，第二开关元件Q210也可以是MOS管。

可选地，开关装置还包括自举电路，自举电路用于将驱动芯片12输出的控制信号调整为直流电信号并输出至第三开关Q300以控制第三开关Q300导通。具体地，自举电路用于将驱动芯片12输出的的方波信号整形升压为24V的直流电，本实施例中的方波信号可以为12V-24V。

可选地，自举电路包括第一二极管D100、第一电容C100。第一二极管D100及第一电容C100串联于驱动芯片12与第二电源VDD之间。

可选地，开关装置还包括：第三电阻R3、静电保护元件D200。第三电阻R3和静电保护元件D200并联于第三开关Q300的第三控制端与第三开关Q300的一个第三通路端之间。

一实施例中，第二电阻R2与静电保护元件D200用于控制第三开关元件Q300的控制端与一个第三通路端之间的电压，以免静电电荷累计过多击穿第三开关元件Q300。其中，第三开关元件Q300的控制端与一个第三通路端之间电压的安全范围可以是0

可选地，静电保护元件D200包括第一子静电保护元件D210与第二子静电保护元件D220。第一子保护元件的第一端与第三开关Q300的第三控制端连接，第一子保护元件的第二端与第二子保护元件的第二端相连，第二子保护元件的第一端与第三开关Q300的一个第三通路端相连。

一实施例中，第一子静电保护元件D210与第二子静电保护元件D220都为肖特基二极管，且其反向连接，即第一子静电保护元件D210的正极与第二子静电保护元件D220的正极相连。

可选地，开关装置还包括：第三电源VDD、第四电阻R4。第三电源VDD通过第四电阻R4与微处理器11连接，用于对微处理器11供电。

一实施例中，第一电源VDD、第二电源VDD、第三电源VDD的电压大于或等于5V。

本申请还提供一种电源装置，包括上述的开关装置以及电压源VBAT，电压源VBAT与第三开关Q300的另一个第三通路端连接。

本申请还提供一种电子设备，包括上述的电源装置，电子设备与第三开关Q300的一个第三通路端连接，开关装置用于当第三开关Q300导通时控制电压源VBAT的电压输出至电子设备。

一实施例中，第三开关Q300是N沟道增强型MOS管，且第三开关Q300的漏极与源极之间并联有一二极管，二极管的正极与MOS管的源极相连。其他实施例中，开关装置还可以包括第四开关，第四开关为N沟道增强型MOS管，连接于电压源VBAT，并与第三开关Q300串联，则第三开关Q300与第四开关中任一项可用于当电压源VBAT的电压输出至电子设备时防止电压源VBAT反接。

本申请的实现方法为：驱动芯片12输出驱动信号，该信号为12V-24V的方波，自举电路将该方波整形升压为24V直流电并输出至第二子开关元件Q220的一个第二子通路端。微处理器输出高电平信号至第一开关Q100，则第一开关Q100导通；此时第一子开关元件Q210的第一子控制端与第一电阻R1之间的电压在0-5V之间，则第一子开关元件Q210导通；此时第二子开关元件Q220的第二子控制端连接至接地端，则第二子开关元件Q220导通；24V直流电的直流电通过第二子开关元件Q220到达第三开关Q300的控制端，第三电阻R3与静电保护元件D200将24V直流电分压，则第三开关Q300的第三控制端与第三开关Q300的一个第三通路端之间的电压为0V-20V，则第三开关Q300导通，电压源VBAT的电压可输出至电子设备。

本申请的技术方案简便可靠，节省成本，且可以运用于需要开关控制的电子产品。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，本申请不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。取决于语境，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。