專(zhuān)利名稱：一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，屬于開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
目前，大多數(shù)開(kāi)關(guān)電源電路都會(huì)用到功率器件，而功率MOS管以其開(kāi)關(guān)速度快、驅(qū)動(dòng)功率小和功耗低等優(yōu)點(diǎn)在中小功率的電源產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。在采用橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電路中常會(huì)出現(xiàn)兩種情況，第一，同一橋臂上的兩個(gè)功率器件在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)會(huì)產(chǎn)生振蕩，此時(shí)功率器件的損耗較大。當(dāng)振蕩幅值較高時(shí)，將使原本應(yīng)該關(guān)斷的功率 MOS管導(dǎo)通，從而造成同一橋臂上的兩個(gè)功率MOS管直通而形成短路。針對(duì)以上問(wèn)題，目前常用的解決方法有以下幾種(a)在MOS管關(guān)斷時(shí)給柵極施加反壓，從而快速關(guān)斷MOS管來(lái)削弱振蕩對(duì)其的影響，但其反壓電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，同時(shí)也增加了成本。(b)盡量減小電路的分布電感，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)由阻尼振蕩變?yōu)橹笖?shù)衰減，在一定程度上降低振蕩幅值。常用的方法有設(shè)計(jì)電路時(shí)盡量使驅(qū)動(dòng)芯片靠近MOS管，并減小閉合回路所圍的面積。但以上方法改善效果不是很明顯，受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和人為因素比較多。第二，由于控制信號(hào)提供給MOS管的驅(qū)動(dòng)電流上升很快(上升沿)，會(huì)引起較高的開(kāi)通浪涌，導(dǎo)致MOS管沖擊損壞，在一定程度上會(huì)影響整個(gè)開(kāi)關(guān)電源EMC特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提出了一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，它具有電路簡(jiǎn)單可靠、容易實(shí)現(xiàn)，可同時(shí)解決以上兩大問(wèn)題等特點(diǎn)。一方面可以最大程度抑制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振蕩，防止同一橋臂的兩個(gè)功率MOS管直通；另一方面可以有效控制MOS 管的驅(qū)動(dòng)電流上升速度，減小開(kāi)通過(guò)程中的開(kāi)通浪涌，減少對(duì)MOS管沖擊損壞和改善整個(gè)開(kāi)關(guān)電源EMC特性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其是一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于包括緩沖電路、限幅電路及快速放電電路，其中緩沖電路接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM并進(jìn)行處理后將該信號(hào)輸出給限幅電路，限幅電路將接收到的信號(hào)處理后分別輸出給MOS管的柵極及快速放電電路，快速放電電路還接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM。所述限幅電路、包括穩(wěn)壓二極管、，穩(wěn)壓二極管、的陽(yáng)極接地，陰極接所述MOS管、 的柵極。所述緩沖電路包括柵極驅(qū)動(dòng)電阻和第二電容；所述快速放電電路包括二極管、限流電阻、快恢復(fù)二極管、電阻、第一電容、三極管；其中柵極驅(qū)動(dòng)電阻的兩端分別連接到二極管的陰極和MOS管的柵極；柵極驅(qū)動(dòng)電阻兩端并聯(lián)一個(gè)由快恢復(fù)二極管和限流電阻組成的串聯(lián)支路，快恢復(fù)二極管的陽(yáng)極和限流電阻相連，快恢復(fù)二極管的陰極與二極管的陰極以及柵極驅(qū)
動(dòng)電阻相連；電阻與第一電容組成的并聯(lián)支路，一端接驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM及與二極管的陽(yáng)極相連，另一端與三極管的基極相連，三極管的發(fā)射極與柵極驅(qū)動(dòng)電阻和快恢復(fù)二極管的陰極相連，三極管的集電極接地；穩(wěn)壓二極管的陰極與MOS管的柵極相連，陽(yáng)極與地相連； 第二電容并聯(lián)在MOS管的柵極和地之間；MOS管的源極與地相連，漏極接輸入電壓+HVDC。所述的三極管為PNP型三極管。所述MOS管為N型MOS管，其源極與地相連，漏極連接有輸入電壓+HVDC。所述第二電容為單個(gè)電容，也可以為兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)電容。本發(fā)明采用的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果如下
第一，通過(guò)在驅(qū)動(dòng)芯片與MOS管柵極間增加由電阻R3、電容C2組成的緩沖電路，即串接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)電阻，在MOS管柵源極間并聯(lián)電容，適當(dāng)延長(zhǎng)柵極電容的充電時(shí)間，降低電壓變化率。通過(guò)適當(dāng)增大MOS管的開(kāi)通時(shí)間，在很大程度上減小驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振蕩幅值，防止同一橋臂的兩個(gè)功率MOS管直通；另外也可以有效控制MOS管的驅(qū)動(dòng)電流上升速度，減小開(kāi)通過(guò)程中的開(kāi)通浪涌，減少對(duì)MOS管沖擊損壞和改善整個(gè)開(kāi)關(guān)電源EMC特性。第二，為了避免采用措施一對(duì)MOS管關(guān)斷時(shí)間的影響，本發(fā)明加入了由電阻R1、電容Cl、限流電阻R2、快恢復(fù)二極管D2、三極管Q1、組成的加速M(fèi)OS管關(guān)斷的快速放電電路， 其中電阻Rl、電容Cl組成的并聯(lián)支路可以使三極管Ql在MOS管需要關(guān)斷時(shí)快速導(dǎo)通，迅速泄放振蕩電壓，減小關(guān)斷損耗。第三，通過(guò)增加限幅電路，即穩(wěn)壓二極管D3，進(jìn)一步限制柵源極的過(guò)電壓，有效防止驅(qū)動(dòng)信號(hào)的異常振蕩，保護(hù)MOS管及電路的正常工作。


圖1為本發(fā)明的電路方框圖2是圖1的具體實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。如圖1所示，其是一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，本發(fā)明的特點(diǎn)是包括緩沖電路11、限幅電路13及快速放電電路12，其中緩沖電路11接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM并進(jìn)行處理后將該信號(hào)輸出給限幅電路13，限幅電路13將接收到的信號(hào)處理后分別輸出給MOS管 Q2的柵極及快速放電電路12，快速放電電路12還接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM。在本實(shí)施例中，所述限幅電路13包括穩(wěn)壓二極管D3，穩(wěn)壓二極管D3的陽(yáng)極接地， 陰極接所述MOS管Q2的柵極。所述緩沖電路11包括柵極驅(qū)動(dòng)電阻R3和第二電容C2 ；所述快速放電電路12包括二極管D1、限流電阻R2、快恢復(fù)二極管D2、電阻R1、第一電容Cl、三極管Q1，三極管Ql為 PNP型三極管，第二電容(C2)為單個(gè)電容，也可以為兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)電容；其中柵極驅(qū)動(dòng)電阻R3的兩端分別連接到二極管Dl的陰極和MOS管Q2的柵極；柵極驅(qū)動(dòng)電阻R3兩端并聯(lián)一個(gè)由快恢復(fù)二極管D2和限流電阻R2組成的串聯(lián)支路，快恢復(fù)二極管D2的陽(yáng)極和限流電阻相連，快恢復(fù)二極管D2的陰極與二極管Dl的陰極以及柵極驅(qū)動(dòng)電阻R3相連；電阻Rl與第一電容Cl組成的并聯(lián)支路，一端接驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM及與二極管Dl的陽(yáng)極相連，另一端與三極管Ql的基極相連，三極管Ql的發(fā)射極與柵極驅(qū)動(dòng)電阻R3和快恢復(fù)二極管D2的陰極相連，三極管Ql的集電極接地；穩(wěn)壓二極管D3的陰極與MOS管Q2的柵極相連，陽(yáng)極與地相連；第二電容C2并聯(lián)在 MOS管Q2的柵極和地之間；MOS管Q2為N型MOS管，其源極與地相連，漏極連接有輸入電壓 +HVDC0本實(shí)施例的工作原理
如圖ι所示，柵極驅(qū)動(dòng)電阻R3、M0S管Q2柵源極間并聯(lián)第二電容C2組成RC緩沖電路， 通過(guò)適當(dāng)增大MOS管Q2的開(kāi)通時(shí)間，即適當(dāng)延長(zhǎng)柵極電容的充電時(shí)間，降低了電壓變化率， 很大程度上減小驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振蕩幅值；同時(shí)，MOS管Q2開(kāi)通時(shí)間的適當(dāng)增大，有效控制MOS 管Q2的驅(qū)動(dòng)電流上升速度，減小開(kāi)通過(guò)程中的開(kāi)通浪涌，減少對(duì)MOS管Q2沖擊損壞，也改善整個(gè)開(kāi)關(guān)電源EMC特性。另外，由于MOS管Q2 —般工作在幾十kHz的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，為了減小因驅(qū)動(dòng)電阻引起的電路損耗，柵極驅(qū)動(dòng)電阻R2阻值為幾十Ω ；為了減小并聯(lián)第二電容C2 對(duì)MOS管Q2關(guān)斷時(shí)間的影響，第二電容C2 —般取0. OlUF左右。如圖1所示，電阻R1、第一電容Cl、限流電阻R2、快恢復(fù)二極管D2、
三極管Q1、組成的加速M(fèi)OS管Q2關(guān)斷的放電電路。其中電阻R1、第一電容Cl組成的并聯(lián)支路使三極管Ql在MOS管Q2需要關(guān)斷時(shí)快速導(dǎo)通，在MOS管Q2需要導(dǎo)通時(shí)快速截止。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM由低電平跳變到高電平的過(guò)程中，第一電容Cl相當(dāng)于交流短路，高電平通過(guò)第一電容Cl迅速作用到三極管Ql的基極，由于三極管Ql基極電壓高于發(fā)射極電壓， 三極管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，使MOS管Q2迅速開(kāi)通，對(duì)電路工作不造成任何影響。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào) PWM由高電平轉(zhuǎn)為低電平時(shí)(下降沿)，由于MOS管Q2的柵極電容中存在電荷，使二極管Dl 反向截止；又由于第一電容Cl相當(dāng)于交流短路，此時(shí)三極管Ql的E極電位高于B極，三極管Ql迅速導(dǎo)通。當(dāng)MOS管Q2柵源極未產(chǎn)生振蕩時(shí)，MOS管Q2柵極電容中的電荷通過(guò)限流電阻R2、快恢復(fù)二極管D2、三極管Ql組成的放電電路快速對(duì)地泄放，從而實(shí)現(xiàn)MOS管Q2快速關(guān)斷，降低開(kāi)關(guān)損耗；當(dāng)MOS管Q2柵源極有振蕩時(shí)，本放電電路又可以將振蕩電壓經(jīng)限流電阻R2、反并聯(lián)快恢復(fù)二極管D2、三極管Ql迅速泄放，避免了 MOS管誤導(dǎo)通。如圖1所示，穩(wěn)壓二極管D3并聯(lián)在MOS管柵源兩端，形成限幅電路，進(jìn)一步限制柵源極的過(guò)電壓，有效防止驅(qū)動(dòng)信號(hào)的異常振蕩，保護(hù)MOS管及電路的正常工作。
權(quán)利要求
1.一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于包括緩沖電路(11)、限幅電路 (13)及快速放電電路(12)，其中緩沖電路(11)接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM并進(jìn)行處理后將該信號(hào)輸出給限幅電路(13)，限幅電路(13)將接收到的信號(hào)處理后分別輸出給MOS管(Q2)的柵極及快速放電電路(12 )，快速放電電路(12 )還接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述限幅電路(13)包括穩(wěn)壓二極管(D3)，穩(wěn)壓二極管(D3)的陽(yáng)極接地，陰極接所述MOS管(Q2)的柵極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述緩沖電路(11)[謝飛1]包括柵極驅(qū)動(dòng)電阻(R3)和第二電容(C2);所述[謝飛2] (12)包括二極管(D1)、限流電阻(R2)、快恢復(fù)二極管(D2)、電阻(R1)、第一電容(Cl)、三極管(Ql)； 其中柵極驅(qū)動(dòng)電阻(R3)的兩端分別連接到二極管(Dl)的陰極和MOS管(Q2)的柵極；柵極驅(qū)動(dòng)電阻(R3)兩端并聯(lián)一個(gè)由快恢復(fù)二極管(D2)和限流電阻(R2)組成的串聯(lián)支路，快恢復(fù)二極管(D2)的陽(yáng)極和限流電阻相連，快恢復(fù)二極管(D2)的陰極與二極管(Dl)的陰極以及柵極驅(qū)動(dòng)電阻(R3)相連；電阻(Rl)與第一電容(Cl)組成的并聯(lián)支路，一端接驅(qū)動(dòng)信號(hào) PWM及與二極管(Dl)的陽(yáng)極相連，另一端與三極管(Ql)的基極相連，三極管(Ql)的發(fā)射極與柵極驅(qū)動(dòng)電阻(R3)和快恢復(fù)二極管(D2)的陰極相連，三極管(Ql)的集電極接地；穩(wěn)壓二極管(D3)的陰極與MOS管(Q2)的柵極相連，陽(yáng)極與地相連；第二電容(C2)并聯(lián)在MOS管 (Q2)的柵極和地之間；MOS管(Q2)的源極與地相連，漏極接輸入電壓+HVDC。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述的三極管(Ql)為PNP型三極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述MOS 管(Q2)為N型MOS管，其源極與地相連，漏極連接有輸入電壓+HVDC。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述第二電容(C2)為單個(gè)電容，也可以為兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)電容。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)振蕩的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于包括緩沖電路、限幅電路及快速放電電路，其中緩沖電路接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM并進(jìn)行處理后將該信號(hào)輸出給限幅電路，限幅電路將接收到的信號(hào)處理后分別輸出給MOS管的柵極及快速放電電路，快速放電電路還接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)PWM。其具有降低MOS管電壓變化率，減小開(kāi)通過(guò)程中的開(kāi)通浪涌，減少對(duì)MOS管沖擊損壞和改善整個(gè)開(kāi)關(guān)電源EMC特性，減小關(guān)斷損耗，有效防止驅(qū)動(dòng)信號(hào)的異常振蕩，保護(hù)MOS管及電路的正常工作等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M1/32GK102231594SQ20111019351
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者周秀君, 昂勤樹(shù), 桂芳, 謝飛, 鄧榆林 申請(qǐng)人:順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院