[实用新型]一种双极性高压固态电子开关

说明书

本实用新型提出了一种双极性高压固态电子开关，包括高压输入电路、高压输出电路、转换开关电路及驱动电路，高压输入电路包括高压正极输入端和高压负极输入端；高压输出电路包括高压第一输出端和高压第二输出端；转换开关电路包括第一至第四开关电路单元，第一和第二开关电路单元的输入公共端连接高压正极输入端，第三和第四开关电路单元的输入公共端连接高压负极输入端，第一开关电路单元和第三开关电路单元的输出公共端连接高压第一输出端，第二开关电路单元和第四开关电路单元的输出公共端连接高压第二输出端；驱动电路用于控制转换开关电路的极性切换。实施本实用新型采用固态电子开关控制极性切换，速度快，耐高压及大电流，使用寿命长。

技术领域

本实用新型涉及一种高压电源极性切换控制技术，特别涉及一种双极性高压固态电子开关。

背景技术

目前，在很多高压直流电源中，例如静电吸附系统、电磁兼容测试设备等，要求输出电压能进行正、负极性切换(即从初始的正电压输出变成负电压输出，或由初始的负电压输出变成正电压输出)，这就需要用到正、负极性切换开关来实现正、负极性切换。

传统的极性切换开关通常有两种：(1)使用机械开关，如高压继电器、高压接触器等，但是，机械开关存在问题有：噪声大、容易产生拉弧、开关速度低，而且使用寿命短；2)使用高压大功率半导体开关，现有的半导体开关通常是单向的，而且通常耐压3kV以内，只适用于少部分输出电压不高的应用场景。

总之，极性切换开关要承受高电压、大冲击电流，设计选型比较复杂，实现难度大。

实用新型内容

为了解决以上的问题，本实用新型提供了一种双极性高压固态电子开关。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型公开了一种双极性高压固态电子开关，包括高压输入电路、高压输出电路、转换开关电路及驱动电路，

所述高压输入电路用于连接外部高压电源，包括高压正极输入端和高压负极输入端；

所述高压输出电路用于输出高压，包括高压第一输出端和高压第二输出端；

所述转换开关电路的输入端连接高压输入电路，其输出端连接所述高压输出电路，所述转换开关电路包括第一开关电路单元、第二开关电路单元、第三开关电路单元及第四开关电路单元，所述第一开关电路单元和第二开关电路单元的输入公共端连接所述高压正极输入端，所述第三开关电路单元和第四开关电路单元的输入公共端连接所述高压负极输入端，所述第一开关电路单元和第三开关电路单元的输出公共端连接所述高压第一输出端，所述第二开关电路单元和第四开关电路单元连接所述高压第二输出端；

所述驱动电路用于控制所述转换开关电路输出端的极性切换。

进一步地，所述第一开关电路单元、第二开关电路单元、第三开关电路单元及第四开关电路单元的电路结构均相同，其中，所述第一开关电路单元包括多个串联连接的MOSFET管模块，所述MOSFET管模块由MOSFET管、电阻R1、电阻R2和电容C1组成，所述电阻R2和电容C1串联连接后一端与所述MOSFET管的D极连接，另一端与所述MOSFET管的S极连接，所述MOSFET管的D极与S极之间并联连接所述电阻R1，所述MOSFET管的G极连接所述驱动电路。

进一步地，所述驱动电路包括多个驱动电路单元、驱动电源、MOS管Q1和稳压二极管Z1，所述驱动电路单元串联连接后一端连接所述驱动电源的正极DC端，另一端连接所述MOS管Q1的D极，所述MOS管Q1的S极连接所述驱动电源的负极，所述稳压二极管Z1的正极连接所述MOS管Q1的D极，所述稳压二极管Z1的负极连接所述MOS管Q1的S极。