[发明专利]开关阵列和其制造与操作方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及包括开关元件的阵列，而更具体地涉及固态/微机电式开关的阵列。

背景技术

开关在导电状态与非导电状态之间选择性地切换以向各种类型的应用供应所需功率。然而，单个开关具有有限的切换能力且不能切换高幅度(magnitude)的功率。因此，高功率切换典型地通过采用开关的阵列来实现。

开关可“接通”或“断开”电压或电流。典型地，开关阵列遭受切换寄生效应。例如，阵列可显出切换时间的固有差异。切换时间的固有差异可导致阵列的较慢开关中过度的切换负载。过度的电功率负载可能会有损开关性能和开关阵列的寿命。因此，开关阵列的功率切换能力常常受到过分限制以平衡开关性能及寿命与开关阵列的切换能力。开关阵列的过分限制的操作导致减小的效率和以增加的复杂性和开支使用超过所希望的开关阵列。有时，过大的阵列不能将其切换速率缩放(scale)超过某个点，如果例如最慢的开关是限制开关。在切换期间的其它寄生效应可能是由于开关阵列中的非零且不等的电感和电容。这可能导致不希望的电流和/或电压分配问题，导致诸如上文所述的效率低下。

因此，需要一种改进的开关阵列来解决上述问题。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种开关阵列。该开关阵列包括多个彼此电联接的开关元件，每个开关元件构造成在导电状态与非导电状态之间切换。该开关阵列还包括至少一个寄生效应最小化电路，其电联接到多个开关元件。

根据本发明的另一实施例，提供一种改造开关阵列的方法，该开关阵列包括多个彼此电联接的开关元件，每个开关元件构造成在导电状态与非导电状态之间切换。该方法包括：将至少一个寄生效应最小化电路电联接到多个开关元件。

根据本发明的另一实施例，提供一种操作开关阵列的方法。该方法包括提供多个开关元件，它们电联接以形成处于导电状态或非导电状态的开关阵列。该方法还包括激活寄生效应最小化电路。该方法还包括促动开关阵列中的多个开关元件从导电状态到非导电状态或从非导电状态到导电状态。

附图说明

当参考附图来阅读下文的详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，在所有附图中，相似的附图标记表示相似的部件，其中：

图1是包括多个开关元件的传统的开关阵列的示意图，其描绘了多个开关元件在切换时间方面的固有差异，这导致在开关阵列中较远的开关元件上的过度负载。

图2是根据本发明的实施例的图1的开关阵列的示意图，其包括寄生效应最小化电路，寄生效应最小化电路联接到开关阵列中的多个开关元件。

图3是根据本发明的实施例的联接到在图2的开关阵列中的寄生效应最小化电路的单个开关元件的方块示意图。

图4是根据本发明的实施例的图3的寄生效应最小化电路的一个实施例的方块示意图，其包括联接到开关元件的至少一个机械的旁路开关。

图5是根据本发明的实施例的开关阵列的详细示意图，其包括联接到在图2的开关阵列中处于导电状态的寄生效应最小化电路的多个开关元件。

图6是根据本发明的实施例的开关阵列的详细示意图，其包括联接到在图4的开关阵列中处于非导电状态的寄生效应最小化电路的多个开关元件。

图7是表示根据本发明的实施例的在用于操作图5的开关阵列的方法中涉及的步骤的流程图，图5的开关阵列包括联接到至少一个寄生效应最小化电路的多个开关。

部件列表

10  传统的开关阵列

12  多个开关元件

14  开关阵列

20  寄生效应最小化电路

21  低电阻路径

22  平衡的二极管电桥

23  机械的旁路开关

24  第一二极管

26  第二二极管

27  第三二极管

28  第四二极管

29  中间二极管

30  中间二极管

32  脉冲电路

34  脉冲电容器

36  脉冲开关

50  操作开关阵列的方法

52  激活寄生效应最小化电路

54  分别促动开关阵列中的多个开关元件从导电状态到非导电状态或从非导电状态到导电状态

121  传统的开关阵列的行

122  传统的开关阵列的行

123  传统的开关阵列的行

124  传统的开关阵列的行