專利名稱：一種開關(guān)管保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保護(hù)電路，更具體地說，涉及一種開關(guān)管的保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
開關(guān)管作為常見的半導(dǎo)體元件，有著廣泛的用途，例如高頻逆變電路、燈具的控制 電路等等。一些常見的半導(dǎo)體開關(guān)管，如三極管、場效應(yīng)管等，一般因價(jià)格較貴而要對(duì)其進(jìn) 行保護(hù)。圖1是現(xiàn)有技術(shù)常用的開關(guān)管保護(hù)電路的原理圖，該保護(hù)電路包括所要保護(hù)的開 關(guān)管、比較器和可控硅，將采樣的開關(guān)管電壓與比較器的基準(zhǔn)電壓比較，根據(jù)比較結(jié)果向可 控硅輸出控制信號(hào)，例如，當(dāng)采樣開關(guān)管的電壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器輸出高電平，可控 硅導(dǎo)通，將開關(guān)管的門限電壓拉低，從而使開關(guān)管關(guān)斷，保護(hù)了開光管；當(dāng)電壓正常時(shí)，比較 器輸出低電平，可控硅不導(dǎo)通，開光管正常工作。現(xiàn)有技術(shù)的這種開關(guān)管保護(hù)電路，雖然能 在開關(guān)管的電壓過高時(shí)關(guān)斷開關(guān)管，但開關(guān)管的關(guān)斷使得使用該開關(guān)管的整個(gè)電路都停止 工作，例如，使用該開關(guān)管的高頻逆變電路中的整流電路部分會(huì)因開關(guān)管的關(guān)斷而停止工 作。如果要使整個(gè)電路恢復(fù)正常工作，需要重新開機(jī)啟動(dòng)，因此，如果有頻繁的過壓，就要頻 繁地進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，進(jìn)而需要頻繁的開機(jī)，這樣一方面容易造成正常工作時(shí)的狀態(tài)不穩(wěn)定， 另一方面也會(huì)縮短電路中其它元件的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種開關(guān)管保護(hù) 電路，該開關(guān)管保護(hù)電路在電壓異常消失后不需要重新開機(jī)啟動(dòng)即可恢復(fù)正常工作。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種開關(guān)管保護(hù)電路，用于保 護(hù)開關(guān)管VT1，所述保護(hù)電路包括壓敏電阻VR1、壓敏電阻VR2、分壓電阻R1、功率電阻R2、 三極管VT2、二極管D1、吸收電阻R3和吸收電容Cl，其中，壓敏電阻VRl的一端連接開關(guān)管 VTl的漏極，壓敏電阻VRl的另一端通過分壓電阻Rl連接開關(guān)管VTl的柵極，壓敏電阻VRl 與分壓電阻Rl的連接結(jié)點(diǎn)連接壓敏電阻VR2的一端，壓敏電阻VR2的另一端連接三極管 VT2的發(fā)射極，三極管VT2的基極連接開關(guān)管VTl的源極，三極管VT2的集電極連接開關(guān)管 VTl的柵極，功率電阻R2串聯(lián)在三極管VT2的發(fā)射極和基極之間；二極管Dl的正極連接開 關(guān)管VTl的源極，二極管Dl的負(fù)極連接開關(guān)管VTl的漏極；在開關(guān)管VTl的漏極和三極管 VT2的發(fā)射極之間依次串聯(lián)吸收電阻R3與吸收電容Cl。本發(fā)明的開關(guān)管保護(hù)電路，具有以下有益效果當(dāng)開關(guān)管的電壓過大，超過第一壓 敏電阻和第二壓敏電阻的導(dǎo)通電壓時(shí)，第一壓敏電阻、第二壓敏電阻呈現(xiàn)低阻抗，開關(guān)管的 正向輸入電壓繞開開關(guān)管，經(jīng)第一壓敏電阻、第二壓敏電阻流向開關(guān)管的負(fù)向輸入電壓，形 成通路。而在開光管的電壓恢復(fù)正常時(shí)，第一壓敏電阻和第二壓敏電阻重新呈現(xiàn)高阻抗， 開關(guān)管的正向輸入電壓重新經(jīng)開關(guān)管流向開關(guān)管的負(fù)向輸入電壓，也就自動(dòng)地開啟了開關(guān) 管。因此，使用該開關(guān)管的保護(hù)電路，在電壓異常消失后不需要重新開機(jī)啟動(dòng)，進(jìn)而保證了正常工作時(shí)的狀態(tài)穩(wěn)定，延長了使用該開關(guān)管的電路的其它元件的壽命。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)開關(guān)管保護(hù)電路的原理圖；圖2是本發(fā)明開關(guān)管保護(hù)電路的原理框圖；圖3是與圖2對(duì)應(yīng)的開關(guān)管保護(hù)電路的電路原理具體實(shí)施例方式如圖2所示，在本發(fā)明的開關(guān)管保護(hù)電路的原理圖中，該保護(hù)電路包括所需要保 護(hù)的開關(guān)管100、過壓保護(hù)模塊200、限流保護(hù)模塊300和吸收模塊400，過壓保護(hù)模塊200、 限流保護(hù)模塊300和吸收模塊400分別與開關(guān)管100連接，其中，開光管100可以為三極管、 場效應(yīng)管；過壓保護(hù)模塊200用于在開關(guān)管的電壓超過其耐壓值時(shí)，斷開開光管，而在開關(guān) 管的電壓恢復(fù)正常時(shí)，自動(dòng)開啟開關(guān)管；限流保護(hù)模塊300用于在所述開關(guān)管的漏極電流 超過限定值時(shí)自動(dòng)減小其漏極電流；吸收模塊40用于在所述開關(guān)管關(guān)斷時(shí)吸收所述開關(guān) 管漏電流的能量，在所述開關(guān)管開通時(shí)釋放所述漏電流的能量。圖3是與圖2對(duì)應(yīng)的電路圖，開關(guān)管100選用N溝道耗盡型場效應(yīng)管(以下簡稱 場效應(yīng)管)VTl，過壓保護(hù)模塊200包括壓敏電阻VR1、壓敏電阻VR2和分壓電阻Rl ；限流保 護(hù)模塊300包括功率電阻R2、三極管VT2和二極管Dl ；吸收模塊400包括吸收電阻R3和吸 收電容Cl，其中，壓敏電阻VRl —端連接場效應(yīng)管VTl的漏極，即節(jié)點(diǎn)d，壓敏電阻VRl的另 一端通過分壓電阻Rl連接場效應(yīng)管VTl的柵極，即節(jié)點(diǎn)g，壓敏電阻VRl與分壓電阻Rl的 連接結(jié)點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)a，三極管VT2的基極連接場效應(yīng)管VTl的源極，即節(jié)點(diǎn)s，三極管VT2的集 電極連接節(jié)點(diǎn)g，功率電阻R2 —端連接節(jié)點(diǎn)s，另一端連接三極管VT2的發(fā)射極，即節(jié)點(diǎn)e， 二極管Dl的正極連接節(jié)點(diǎn)s，其負(fù)極連接節(jié)點(diǎn)d，壓敏電阻VR2的一端連接節(jié)點(diǎn)a，壓敏電阻 VR2的另一端連接節(jié)點(diǎn)e，連接節(jié)點(diǎn)d和節(jié)點(diǎn)e之間依次串聯(lián)吸收電阻R3與吸收電容Cl。如圖3所示，根據(jù)場效應(yīng)管VTl的特性選取合適的壓敏電阻VR1、VR2，例如，根據(jù) 場效應(yīng)管VTl的柵源極間的耐壓值、漏源極間的耐壓值選取合適導(dǎo)通電壓的壓敏電阻VR1、 VR2，為更好地保護(hù)場效應(yīng)管VT1，所選的壓敏電阻VR1、VR2的導(dǎo)通電壓應(yīng)分別適當(dāng)?shù)氐陀?場效應(yīng)管VTl的柵源極間的耐壓值、漏源極間的耐壓值。若場效應(yīng)管VTl柵源極間的耐壓 值為500V，則可選取導(dǎo)通電壓為450V的壓敏電阻VR2。當(dāng)場效應(yīng)管VTl的柵源電壓達(dá)到其開啟電壓時(shí)，場效應(yīng)管VTl導(dǎo)通，電路開始工 作，當(dāng)場效應(yīng)管VTl在正常電壓條件下工作時(shí)，場效應(yīng)管VTl的柵源電壓，即節(jié)點(diǎn)gs之間的 電壓，不大于其柵源極間的耐壓值，也就是，節(jié)點(diǎn)ae間的電壓不大于壓敏電阻VR2的導(dǎo)通電 壓；場效應(yīng)管VTl的漏源電壓，即節(jié)點(diǎn)ds間的電壓，不大于場效應(yīng)管VTl的漏源極間的耐壓 值，也就是，節(jié)點(diǎn)da間的電壓不大于壓敏電阻VRl的導(dǎo)通電壓，此時(shí)，壓敏電阻VR1、VR2不 導(dǎo)通，場效應(yīng)管VTl正常工作。當(dāng)由于各種原因?qū)е聢鲂?yīng)管VTl的電壓過高時(shí)，場效應(yīng)管VTl的柵源電壓，即節(jié) 點(diǎn)gs間的電壓大于其柵源極間的耐壓值，也就是，節(jié)點(diǎn)ae間的電壓大于壓敏電阻VR2的導(dǎo) 通電壓；場效應(yīng)管VTl的漏源電壓，即節(jié)點(diǎn)ds間的電壓，大于場效應(yīng)管VTl的漏源極間的耐壓值，也就是，節(jié)點(diǎn)da間的電壓大于壓敏電阻VRl的導(dǎo)通電壓，此時(shí)，壓敏電阻VR1、VR2呈 現(xiàn)很低阻抗，接近于導(dǎo)線，一條回路的電流由節(jié)點(diǎn)a經(jīng)壓敏電阻VR2流向節(jié)點(diǎn)e，另一條回路 的電流由節(jié)點(diǎn)d經(jīng)壓敏電阻VR1、VR2流向節(jié)點(diǎn)e，場效應(yīng)管VTl關(guān)斷，因此對(duì)場效應(yīng)管VTl 起到了保護(hù)作用，但此時(shí)使用該場效應(yīng)管VTl的其它電路(圖中未示出)依然是不受影響 的，例如，在使用該場效應(yīng)管VTl的高頻逆變電路中，開光管VTl的關(guān)斷并不影響場效應(yīng)管 VTl前面的整流電路的工作。當(dāng)場效應(yīng)管VTl的電壓由過高逐漸恢復(fù)到正常時(shí)，壓敏電阻VR1、VR2呈現(xiàn)初始的 高阻抗，在節(jié)點(diǎn)ae間輸入的電壓使得場效應(yīng)管VTl的柵源電壓大于其開啟電壓時(shí)，場效應(yīng) 管VTl自動(dòng)導(dǎo)通，使用該場效應(yīng)管的整個(gè)電路重新開始工作，因此，并不需要重新開啟其它 開關(guān)元件，整個(gè)電路便能實(shí)現(xiàn)過壓時(shí)關(guān)斷場效應(yīng)管，電壓正常時(shí)自動(dòng)開啟場效應(yīng)管?？蛇x擇合適的功率電阻使得當(dāng)場效應(yīng)管VTl的漏極電流Id剛好達(dá)到限制電流 Id (max)時(shí)三極管VT2導(dǎo)通，例如，選取功率電阻R2的最小阻值R = 0. 7V/Id (max)，根據(jù)R2 消耗功率的大小適當(dāng)選擇功率等級(jí)，其中，0. 7V是三極管VT2的開啟電壓，因此功率電阻R2 的阻值很小。當(dāng)場效應(yīng)管VTl的漏極電流Id達(dá)到限制電流Id(max)時(shí)，三極管VT2導(dǎo)通， 將節(jié)點(diǎn)ge間的電壓拉低，由于功率電阻R2的阻值很小，因此節(jié)點(diǎn)gs間的電壓，也即場效應(yīng) 管VTl的柵源電壓被拉低，場效應(yīng)管VTl的導(dǎo)電溝道變窄，其漏極電流Id變小，因此在場效 應(yīng)管VTl的漏極電流Id過大時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)減小漏極電流，降低了場效應(yīng)管VTl的功耗，延長 管子的壽命，也從另一面保護(hù)了場效應(yīng)管。在場效應(yīng)管VTl在關(guān)斷時(shí)，其漏源極間依然會(huì)流過很微小的漏電流，此時(shí)，吸收電 阻R3、吸收電容Cl組成的吸收模塊就可對(duì)該漏電流分流，通過R3吸收電容Cl開始充電； 當(dāng)場效應(yīng)管VTl重新開通時(shí)，吸收電容Cl通過吸收電阻R3放電，適當(dāng)選擇R3和Cl參數(shù)組 合會(huì)使得Cl電荷迅速釋放，為下個(gè)循環(huán)時(shí)漏電流的吸收提供足夠的空間，因此，可以提高 場效應(yīng)管的開通速度，對(duì)抑制了尖峰干擾脈沖，保護(hù)了場效應(yīng)管。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。上述實(shí)施例中的場效應(yīng)管可為三極管或其它 類型的場效應(yīng)管。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種開關(guān)管保護(hù)電路，用于保護(hù)開關(guān)管VT1，其特征在于，所述保護(hù)電路包括壓敏 電阻VRl、壓敏電阻VR2、分壓電阻Rl、功率電阻R2、三極管VT2、二極管D1、吸收電阻R3和 吸收電容Cl，其中，壓敏電阻VRl的一端連接開關(guān)管VTl的漏極，壓敏電阻VRl的另一端通 過分壓電阻Rl連接開關(guān)管VTl的柵極，壓敏電阻VRl與分壓電阻Rl的連接結(jié)點(diǎn)連接壓敏 電阻VR2的一端，壓敏電阻VR2的另一端連接三極管VT2的發(fā)射極，三極管VT2的基極連接 開關(guān)管VTl的源極，三極管VT2的集電極連接開關(guān)管VTl的柵極，功率電阻R2串聯(lián)在三極 管VT2的發(fā)射極和基極之間；二極管Dl的正極連接開關(guān)管VTl的源極，二極管Dl的負(fù)極連 接開關(guān)管VTl的漏極；在開關(guān)管VTl的漏極和三極管VT2的發(fā)射極之間依次串聯(lián)吸收電阻 R3與吸收電容Cl。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開關(guān)管保護(hù)電路，用于保護(hù)開關(guān)管，壓敏電阻VR1的一端連接開關(guān)管的漏極，壓敏電阻VR1的另一端通過分壓電阻連接開關(guān)管的柵極，壓敏電阻VR1與分壓電阻的連接結(jié)點(diǎn)連接壓敏電阻VR2的一端，壓敏電阻VR2的另一端連接三極管的發(fā)射極，三極管的基極連接開關(guān)管的源極，三極管的集電極連接開關(guān)管的柵極，功率電阻串聯(lián)在三極管的發(fā)射極和基極之間；二極管的正極連接開關(guān)管的源極，二極管的負(fù)極連接開關(guān)管的漏極；在開關(guān)管的漏極和三極管的發(fā)射極之間依次串聯(lián)吸收電阻與吸收電容。實(shí)施本發(fā)明的開關(guān)管保護(hù)電路，在電壓異常消失后不需要重新開機(jī)啟動(dòng)即可恢復(fù)正常工作。
文檔編號(hào)H02H9/04GK102055181SQ200910109980
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者周明杰, 姚泉 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司