隔离控制直流电子负载开关

一、 产品简介

该项目以大功率高压NMOS管对作为直流功率开关回路，由一个隔离的直流信号进行控制通断，用于代替继电器，可以实现中高压直流电的控制。

该模块为纯硬件电路，使用大功率高压NMOS管作为直流功率通路，板上DC-DC电路从功率输入端取电，由XL555和高压电容构成一个升压电荷泵产生一个随输入电压浮动的高压作为功率NMOS的栅极驱动电压，电荷泵输出受一个隔离的直流电平控制。板上有输出电流检测电路，提供4A/8A（跳线）输出过流限制功能。

二、应用场景

各种中高压、大功率的直流电通断控制，代替继电器，切换无火花。

三、产品概述

1. 两个NMOS管FDA59N30作为直流功率开关；

2. 支持高电压直流电输入；

3. 板卡功能电路从输入电压取电；

4. XL555+电容组成升压电路；

5. 隔离电平控制，带输入反接保护；

6. 电流过流保护；

7. 低成本，双层PCB设计，加强散热处理。

四、产品参数

1. 功率端输入电压范围15V~250V；

2. 控制电平压差3V~15V，需求电流不低于3mA；

3. 板卡功耗0.8W；

4. 控制开通时间：5ms（128V输入/7.5kΩ负载），关断时间：0.8s（30V输入/33Ω负载）；

5. 4A/8A限流；

6. 板卡四角安装孔孔径3.1mm，适用φ3螺钉/螺柱；

7. PCB尺寸为76mm*48mm*1.6mm，两层板。

五、使用说明

1. 将板卡安装固定好；

2. 将板卡的输入端、输出端、控制端连线接好，注意输入/输出端以及正负极不要接错；

3. 注意在输入端接入电源的情况下，观察板上的14V电源指示灯LED1、3.4V电源指示灯LED3是否正常亮起绿色，两者都亮为正常，否则不正常；

4. 隔离控制端输入3~15V的电平信号可以控制输出导通，隔离控制端悬空或者输入低电平信号时输出将被截断；

六、备注

1. 按照10片小批量加工，该板卡的平均成本约40元；

2. 模块自身功耗最大0.8W，具体功耗与输入电压值有关；

3. 本模块为纯硬件设计，电流限制功能为过流后直接关断输出的设计，不具备滞回功能；

4. 在控制开通和关断的过程中，输出的跳变沿会有一小段时间的震荡上升/下降的过程，这是由米勒平台引起的，减小原理图中的C14、C15以及R11、R12可以减少开通和关断时间，但会轻微提高板卡自身的功耗；

5. 开通和关断过程的时间与输入电压、输出负载有关系；

6. 图片和视频中板卡四角用黑色塑料螺柱固定。

七、测试视频

视频展示了使用该模块自带的3.4V输出作为控制，输入电压30V带负载33Ω（3个100欧姆黄色合金电阻并联，电流≈1A）时控制导通/关断时输出端的波形，其中示波器黄色第一通道为控制信号，蓝色第二通道为输出波形。