一种负电压切换控制电路的制作方法

1.本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种负电压切换控制电路。

背景技术：

2.目前，电压切换控制电路主要是针对正电压进行电压切换；针对负低压的切换控制电路主要通过芯片、运算放大器或者mos管生成负电压，主要用于存储器等设备；而这些电路的输出负电压一般在-10v的较小范围内，无法在更大的负电压与负低压之间进行切换。

技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种负电压切换控制电路，以解决如何实现负高压与负低压之间快速切换的技术问题。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种负电压切换控制电路，包括高低负压转换单元和输出负低压生成单元；
5.其中所述高低负压转换单元的第一输出端与所述输出负低压生成单元的第一输入端连接；所述高低负压转换单元的第二输出端与所述输出负低压生成单元的第二输入端连接；所述高低负压转换单元的第三输出端与所述输出负低压生成单元的第三输入端连接；所述输出负低压生成单元的输出端接收外加高负压；
6.其中，所述高低负压转换单元包括：第一三极管和第二三极管；
7.所述第一三极管的发射极与所述高低负压转换单元的输入端和所述高低负压转换单元的第一输出端连接；
8.所述第一三极管的基极与所述第二三极管的发射极、所述高低负压转换单元的第二输出端、所述高低负压转换单元的第四输出端和电路地连接；
9.所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接；
10.所述第二三极管的集电极与所述高低负压转换单元的第三输出端连接；
11.其中，所述输出负低压生成单元包括：第三三极管和第一稳压源；
12.所述第三三极管的发射极与所述输出负低压生成单元的第一输入端和所述输出负低压生成单元的输出端连接；
13.所述第三三极管的基极与所述输出负低压生成单元的第二输入端连接；
14.所述第三三极管的发射极与所述第一稳压源的第一端连接；
15.所述第一稳压源的第二端与电路地连接。
16.本实用新型中，第一三极管和第二三极管与第三三极管和第一稳压源进行连接。当高低负压转换单元的输入端和第四输出端短接时，由于第二三极管的基极与第一三极管的集电极连接，此时第二三极管的基极处于低电位，第二三极管导通。由于第三三极管与第一三极管并联，此时第三三极管导通；此时第一稳压源第一端因连接第三三三极管集电极而为低电平，第一稳压源因连接第二三极管集电极而为高电平，从而第一稳压源导通，在其
第一端生成负低压，在经过第三三极管通过集射极之间的压降得到输出的负低压，切换掉原来外加的负高压。同样的，当高低负压转换单元的输入端和第四输出端短接时，第一三极管至第三三极管关断，第一稳压源因与第二三极管和第三三极管的发射极连接而进入截止状态，输出的负低压被切换回外加的负高压。本技术通过第一三极管至第三三极管的快速开启和关断，实现第一稳压源迅速进入开启和截止状态，而输出的负高压取决于外加在输出负低压生成单元的输出端的负高压，所述负高压可达至200v及以上，进而通过第一稳压源生成的负低压实现输出负高压和输出负低压之间的快速切换。
17.进一步地，所述高低负压转换单元还包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四三极管；
18.所述第一电阻的第一端与所述第一三极管的基极、所述第四三极管的基极和所述高低负压转换单元的第四输出端连接；
19.所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端、所述第二三极管的发射极和电路地连接；
20.所述第二电阻的第二端与所述第四三极管的集电极、所述高低负压转换单元的第二输出端连接；
21.所述第四三极管的发射极与所述第一三极管的发射极、所述高低负压转换单元的输入端和所述高低负压转换单元的第一输出端连接；
22.所述第三电阻的第一端与所述第一三极管的集电极连接；
23.所述第三电阻的第二端与所述第二三极管的基极连接。
24.本实用新型通过第一电阻至第三电阻与第一三极管至第四三极管的基极或集电极连接，实现对三极管基射极电流的控制，使三极管快速进入饱和状态，提高负电压切换控制电路的切换速度。
25.进一步地，所述高低负压转换单元还包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；
26.所述第四电阻的第一端与所述第一三极管的发射极、所述第四三极管的发射极、所述第五电阻的第一端和所述高低负压转换单元的输入端连接；
27.所述第四电阻的第二端与所述第一三极管的基极、所述第四三极管的基极、所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第二端和所述高低负压转换单元的第四输出端连接；
28.所述第六电阻的第一端与所述第三电阻的第二端和所述第二三极管的基极连接；
29.所述第六电阻的第二端与所述第一电阻的第二端、所述第七电阻的第一端、所述第二三极管的发射极和电路地连接；
30.所述第七电阻的第二端与所述第二三极管的集电极和所述高低负压转换单元的第三输出端连接。
31.本实用新型中的第四电阻、第六电阻和第五电阻分别并联在第一三极管、第二三极管和第四三极管的基射极之间，当高低负压转换单元的输入端与第四输出端断开时，三极管能够可靠关断。
32.进一步地，所述高低负压转换单元还包括：第1稳压管至第n稳压管；
33.其中，2≤i≤n-1；
34.所述第1稳压管的正极与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端连接；
35.第i稳压管的正极与第i-1稳压管的负极连接；
36.所述第i稳压管的负极与第i+1稳压管的正极连接；
37.所述第n稳压管的负极与所述第二三极管的发射极、所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第一端和电路地连接。
38.本实用新型中的第i稳压管用于提高第三三极管的导通阈值，可以钳位电压并防止第三三极管误导通，使电路工作在稳定状态。
39.进一步地，所述输出负低压生成单元还包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；
40.其中，所述第一稳压源为三端稳压源；
41.所述第八电阻的第一端与所述第三三极管的发射极、所述第九电阻的第一端、所述输出负低压生成单元的第一输入端和所述输出负低压生成单元的输出端连接；
42.所述第八电阻的第二端与所述第三三极管的基极和所述输出负低压生成单元的第二输入端连接；
43.所述第九电阻的第二端与所述第三三极管的集电极、所述第一稳压源的第一端和所述第十电阻的第一端连接；
44.所述第十电阻的第二端与所述第一稳压源的公共端和所述第十一电阻的第一端连接；
45.所述第十一电阻的第二端与所述第一稳压源的第二端、所述输出负低压生成单元的第三输入端和电路地连接。
46.本实用新型中的第八电阻为基射极放电电阻，可在电源关断时保证第四三极管处于稳定的截止状态。第九电阻至第十一电阻为分压电阻，由于第一稳压源的公共端与第十电阻连接，因此可实现输出可调的负低压。
47.进一步地，所述负电压切换控制电路，还包括：ttl电平控制单元；
48.所述ttl电平控制单元的第一输入端接收输入电平信号；所述ttl电平控制单元的第二输入端与所述高低负压转换单元的第四输出端连接；所述ttl电平控制单元的输出端与所述高低负压转换单元的输入端连接；
49.所述ttl电平控制单元具体包括：第一光耦和第十二电阻；
50.所述第一光耦的第一端与所述第十二电阻的第一端连接；
51.所述第一光耦的第二端与电路地连接；
52.所述第一光耦的第三端与所述ttl电平控制单元的第二输入端连接；
53.所述第一光耦的第四端与所述ttl电平控制单元的输出端连接；
54.所述第十二电阻的第二端与所述ttl电平控制单元的第一输入端连接。
55.进一步地，所述输入电平为ttl电平。
56.本实用新型采用第一光耦接收输入电平，而ttl的高电平满足第一光耦的开启电压，因此可通过ttl电平控制本实用新型实施例中的负电压切换控制电路。此外，通过光耦还可实现控制回路与输出转换电路之间的隔离。
附图说明
57.图1是本实用新型提供的负电压切换控制电路的一种实施例的结构示意图；
58.图2是本实用新型提供的负电压切换控制电路的一种实施例的连接关系示意图。
具体实施方式
59.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
60.实施例一
61.请参照图1是本实用新型提供的负电压切换控制电路的一种实施例的结构示意图。本实施例提供一种负电压切换控制电路，包括高低负压转换单元和输出负低压生成单元；
62.其中所述高低负压转换单元的第一输出端与所述输出负低压生成单元的第一输入端连接；所述高低负压转换单元的第二输出端与所述输出负低压生成单元的第二输入端连接；所述高低负压转换单元的第三输出端与所述输出负低压生成单元的第三输入端连接；所述输出负低压生成单元的输出端接收外加高负压；
63.其中，所述高低负压转换单元包括：第一三极管q2和第二三极管q5；
64.所述第一三极管q2的发射极与所述高低负压转换单元的输入端和所述高低负压转换单元的第一输出端连接；
65.所述第一三极管q2的基极与所述第二三极管q5的发射极、所述高低负压转换单元的第二输出端、所述高低负压转换单元的第四输出端和电路地连接；
66.所述第一三极管q2的集电极与所述第二三极管q5的基极连接；
67.所述第二三极管q5的集电极与所述高低负压转换单元的第三输出端连接；
68.其中，所述输出负低压生成单元包括：第三三极管q1和第一稳压源q4；
69.所述第三三极管q1的发射极与所述输出负低压生成单元的第一输入端和所述输出负低压生成单元的输出端连接；
70.所述第三三极管q1的基极与所述输出负低压生成单元的第二输入端连接；
71.所述第三三极管q1的发射极与所述第一稳压源q4的第一端连接；
72.所述第一稳压源q4的第二端与电路地连接。
73.本实用新型中，第一三极管q2和第二三极管q5与第三三极管q1和第一稳压源q4进行连接。当高低负压转换单元的输入端和第四输出端短接时，由于第二三极管q5的基极与第一三极管q2的集电极连接，此时第二三极管q5的基极处于低电位，第二三极管q5导通。由于第三三极管q1与第一三极管q2并联，此时第三三极管q1导通；此时第一稳压源q4第一端因连接第三三极管q1集电极而为低电平，第一稳压源q4因连接第二三极管q5集电极而为高电平，从而第一稳压源q4导通，在其第一端生成负低压，在经过第三三极管q1通过集射极之间的压降得到输出的负低压，切换掉原来外加的负高压。同样的，当高低负压转换单元的输入端和第四输出端短接时，第一三极管q2至第三三极管q1关断，第一稳压源q4因与第二三极管q5和第三三极管q1的发射极连接而进入截止状态，输出的负低压被切换回外加的负高压。本技术通过第一三极管q2至第三三极管q1的快速开启和关断，实现第一稳压源q4迅速进入开启和截止状态，而输出的负高压取决于外加在输出负低压生成单元的输出端的负高
压，所述负高压可达至200v及以上，进而通过第一稳压源q4生成的负低压实现输出负高压和输出负低压之间的快速切换。
74.请参照图2是本实用新型提供的负电压切换控制电路的一种实施例的连接关系示意图。所述高低负压转换单元还包括：第一电阻r7、第二电阻r8、第三电阻r9和第四三极管q3；
75.所述第一电阻r7的第一端与所述第一三极管q2的基极、所述第四三极管q3的基极和所述高低负压转换单元的第四输出端连接；
76.所述第一电阻r7的第二端与所述第二电阻r8的第一端、所述第二三极管q5的发射极和电路地连接；
77.所述第二电阻r8的第二端与所述第四三极管q3的集电极、所述高低负压转换单元的第二输出端连接；
78.所述第四三极管q3的发射极与所述第一三极管q2的发射极、所述高低负压转换单元的输入端和所述高低负压转换单元的第一输出端连接；
79.所述第三电阻r9的第一端与所述第一三极管q2的集电极连接；
80.所述第三电阻r9的第二端与所述第二三极管q5的基极连接。
81.本实用新型通过第一电阻r7至第三电阻r9与第一三极管q2至第四三极管q3的基极或集电极连接，实现对三极管基射极电流的控制，使三极管快速进入饱和状态，提高负电压切换控制电路的切换速度。
82.进一步地，所述高低负压转换单元还包括：第四电阻r2、第五电阻r3、第六电阻r12和第七电阻r13；
83.所述第四电阻r2的第一端与所述第一三极管q2的发射极、所述第四三极管q3的发射极、所述第五电阻r3的第一端和所述高低负压转换单元的输入端连接；
84.所述第四电阻r2的第二端与所述第一三极管q2的基极、所述第四三极管q3的基极、所述第一电阻r7的第一端、所述第二电阻r8的第二端和所述高低负压转换单元的第四输出端连接；
85.所述第六电阻r12的第一端与所述第三电阻r9的第二端和所述第二三极管q5的基极连接；
86.所述第六电阻r12的第二端与所述第一电阻r7的第二端、所述第七电阻r13的第一端、所述第二三极管q5的发射极和电路地连接；
87.所述第七电阻r13的第二端与所述第二三极管q5的集电极和所述高低负压转换单元的第三输出端连接。
88.本实用新型中的第四电阻r2、第六电阻r12和第五电阻r3分别并联在第一三极管q2、第二三极管q5和第四三极管q3的基射极之间，当高低负压转换单元的输入端与第四输出端断开时，三极管能够可靠关断。
89.进一步地，所述高低负压转换单元还包括：第1稳压管d1至第n稳压管dn；
90.其中，2≤i≤n-1；
91.所述第1稳压管的正极与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端连接；
92.第i稳压管的正极与第i-1稳压管的负极连接；
93.所述第i稳压管的负极与第i+1稳压管的正极连接；
94.所述第n稳压管的负极与所述第二三极管的发射极、所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第一端和电路地连接。
95.本实用新型中的第i稳压管di用于提高第三三极管q1的导通阈值，可以钳位电压并防止第三三极管q1误导通，使电路工作在稳定状态。
96.进一步地，所述输出负低压生成单元还包括：第八电阻r1、第九电阻r4、第十电阻r10和第十一电阻r11；
97.其中，所述第一稳压源q4为三端稳压源；
98.所述第八电阻r1的第一端与所述第三三极管q1的发射极、所述第九电阻r4的第一端、所述输出负低压生成单元的第一输入端和所述输出负低压生成单元的输出端连接；
99.所述第八电阻r1的第二端与所述第三三极管q1的基极和所述输出负低压生成单元的第二输入端连接；
100.所述第九电阻r4的第二端与所述第三三极管q1的集电极、所述第一稳压源q4的第一端和所述第十电阻r10的第一端连接；
101.所述第十电阻r10的第二端与所述第一稳压源q4的公共端和所述第十一电阻r11的第一端连接；
102.所述第十一电阻r11的第二端与所述第一稳压源q4的第二端、所述输出负低压生成单元的第三输入端和电路地连接。
103.本实用新型中的第八电阻r1为基射极放电电阻，可在电源关断时保证第三三极管q1处于稳定的截止状态。第九电阻r4至第十一电阻r11为分压电阻，由于第一稳压源q4的公共端与第十电阻r10连接，因此可实现输出可调的负低压。
104.进一步地，所述负电压切换控制电路，还包括：ttl电平控制单元；
105.所述ttl电平控制单元的第一输入端接收输入电平信号；所述ttl电平控制单元的第二输入端与所述高低负压转换单元的第四输出端连接；所述ttl电平控制单元的输出端与所述高低负压转换单元的输入端连接；
106.所述ttl电平控制单元具体包括：第一光耦u1和第十二电阻r6；
107.所述第一光耦u1的第一端与所述第十二电阻r6的第一端连接；
108.所述第一光耦u1的第二端与电路地连接；
109.所述第一光耦u1的第三端与所述ttl电平控制单元的第二输入端连接；
110.所述第一光耦u1的第四端与所述ttl电平控制单元的输出端连接；
111.所述第十二电阻r6的第二端与所述ttl电平控制单元的第一输入端连接。
112.进一步地，所述输入电平为ttl电平。
113.本实用新型采用第一光耦u1接收输入电平，而ttl的高电平满足第一光耦u1的开启电压，因此可通过ttl电平控制本实用新型实施例中的负电压切换控制电路。此外，通过光耦u1还可实现控制回路与输出转换电路之间的隔离。
114.在本实施例中，当第一光耦u1的第一端接收到输入进来的ttl高电平，并且输出负低压生成单元的输出端外加负高压时，第一光耦u1的副边导通，实现高低负压转换单元的输入端与第四输出端之间的短接，进而第一三极管q2和第四三极管q3导通，使基极与第一三极管q2的集电极连接的第二三极管q5导通，经过第1稳压管d1至第n稳压管dn的调节，第三三极管q1基射极满足开启电压后导通，并进而使第一稳压源q4导通，在第一稳压源q4的
第一端产生负低压；所述负低压在经过第三三极管q1的集电极和发射机后，叠加第三三极管q1的集射极压降后，在第三三极管q1的发射极处得到输出负低压，所述输出负低压替换掉外加的负高压，实现负高压向负低压的切换。同样的，在第一光耦u1的第一端接收ttl低电平时，第一光耦u1的副边关断，第一三极管q2至第三三极管q1关断，进而第一稳压源q4关断，第三三极管q1的发射极不在生成输出负低压，此时输出负低压生成单元的输出端输出外加的负高压，实现负低压向负高压的切换。
115.在本实施例中，第一光耦u1的型号可以为tlp291；第一电阻r7和第二电阻r8的型号可以为rc0603fr-0751kl，第三电阻r9的型号可以为rc1206fr-07100kl，第四电阻r2、第五电阻r3、第六电阻r12和第八电阻r1的型号可以为rc0603fr-075k1l，第七电阻r13的型号可以为rc1206fr-07150kl，第九电阻r4、第十电阻r10和第十一电阻r11的型号分别为rc1206fr-07200kl、rc1206fr-072kl和rc1206fr-070rl；第一三极管q2和第三三极管q1的型号为pzta42，第二三极管q5的型号为str2550，第四三极管q3的型号为mmbt5551lt1g；第一稳压源的型号为tlv431bqdbzt。
116.以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种负电压切换控制电路，其特征在于，包括高低负压转换单元和输出负低压生成单元；其中所述高低负压转换单元的第一输出端与所述输出负低压生成单元的第一输入端连接；所述高低负压转换单元的第二输出端与所述输出负低压生成单元的第二输入端连接；所述高低负压转换单元的第三输出端与所述输出负低压生成单元的第三输入端连接；所述输出负低压生成单元的输出端接收外加高负压；其中，所述高低负压转换单元包括：第一三极管和第二三极管；所述第一三极管的发射极与所述高低负压转换单元的输入端和所述高低负压转换单元的第一输出端连接；所述第一三极管的基极与所述第二三极管的发射极、所述高低负压转换单元的第二输出端、所述高低负压转换单元的第四输出端和电路地连接；所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接；所述第二三极管的集电极与所述高低负压转换单元的第三输出端连接；其中，所述输出负低压生成单元包括：第三三极管和第一稳压源；所述第三三极管的发射极与所述输出负低压生成单元的第一输入端和所述输出负低压生成单元的输出端连接；所述第三三极管的基极与所述输出负低压生成单元的第二输入端连接；所述第三三极管的发射极与所述第一稳压源的第一端连接；所述第一稳压源的第二端与电路地连接。2.如权利要求1所述的一种负电压切换控制电路，其特征在于，所述高低负压转换单元还包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四三极管；所述第一电阻的第一端与所述第一三极管的基极、所述第四三极管的基极和所述高低负压转换单元的第四输出端连接；所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端、所述第二三极管的发射极和电路地连接；所述第二电阻的第二端与所述第四三极管的集电极、所述高低负压转换单元的第二输出端连接；所述第四三极管的发射极与所述第一三极管的发射极、所述高低负压转换单元的输入端和所述高低负压转换单元的第一输出端连接；所述第三电阻的第一端与所述第一三极管的集电极连接；所述第三电阻的第二端与所述第二三极管的基极连接。3.如权利要求2所述的一种负电压切换控制电路，其特征在于，所述高低负压转换单元还包括：第四电阻、第五电阻、第六电阻和第七电阻；所述第四电阻的第一端与所述第一三极管的发射极、所述第四三极管的发射极、所述第五电阻的第一端和所述高低负压转换单元的输入端连接；所述第四电阻的第二端与所述第一三极管的基极、所述第四三极管的基极、所述第一电阻的第一端、所述第二电阻的第二端和所述高低负压转换单元的第四输出端连接；所述第六电阻的第一端与所述第三电阻的第二端和所述第二三极管的基极连接；所述第六电阻的第二端与所述第一电阻的第二端、所述第七电阻的第一端、所述第二
三极管的发射极和电路地连接；所述第七电阻的第二端与所述第二三极管的集电极和所述高低负压转换单元的第三输出端连接。4.如权利要求3所述的一种负电压切换控制电路，其特征在于，所述高低负压转换单元还包括：第1稳压管至第n稳压管；其中，2≤i≤n-1；所述第1稳压管的正极与所述第一电阻的第二端、所述第二电阻的第一端连接；第i稳压管的正极与第i-1稳压管的负极连接；所述第i稳压管的负极与第i+1稳压管的正极连接；所述第n稳压管的负极与所述第二三极管的发射极、所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第一端和电路地连接。5.如权利要求1所述的一种负电压切换控制电路，其特征在于，所述输出负低压生成单元还包括：第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；其中，所述第一稳压源为三端稳压源；所述第八电阻的第一端与所述第三三极管的发射极、所述第九电阻的第一端、所述输出负低压生成单元的第一输入端和所述输出负低压生成单元的输出端连接；所述第八电阻的第二端与所述第三三极管的基极和所述输出负低压生成单元的第二输入端连接；所述第九电阻的第二端与所述第三三极管的集电极、所述稳压源的第一端和所述第十电阻的第一端连接；所述第十电阻的第二端与所述第一稳压源的公共端和所述第十一电阻的第一端连接；所述第十一电阻的第二端与所述第一稳压源的第二端、所述输出负低压生成单元的第三输入端和电路地连接。6.如权利要求1-5中任意一项所述的负电压切换控制电路，其特征在于，还包括：ttl电平控制单元；所述ttl电平控制单元的第一输入端接收输入电平信号；所述ttl电平控制单元的第二输入端与所述高低负压转换单元的第四输出端连接；所述ttl电平控制单元的输出端与所述高低负压转换单元的输入端连接；所述ttl电平控制单元具体包括：第一光耦和第十二电阻；所述第一光耦的第一端与所述第十二电阻的第一端连接；所述第一光耦的第二端与电路地连接；所述第一光耦的第三端与所述ttl电平控制单元的第二输入端连接；所述第一光耦的第四端与所述ttl电平控制单元的输出端连接；所述第十二电阻的第二端与所述ttl电平控制单元的第一输入端连接。7.如权利要求6所述的一种负电压切换控制电路，其特征在于，所述输入电平为ttl电平。

技术总结

本实用新型公开了一种负电压切换控制电路，包括高低负压转换单元和输出负低压生成单元；所述高低负压转换单元第一三极管和第二三极管，所述输出负低压生成单元包括第三三极管和第一稳压源；第一三极管的集电极连接第二三极管的基极，第一三极管的发射极和基极分别与第三三极管的发射极和基极连接，以此实现对第二三极管和第三三极管的控制；第二三极管和第三三极管与第一稳压源连接，进一步控制稳压源的第一端生成负低压，所述负低压经过第三三极管集射极之间的压降后，作为输出负低压切换掉外加在输出负低压生成单元输出端上的负高压，实现负高压和负低压之间的切换。实现负高压和负低压之间的切换。实现负高压和负低压之间的切换。