高速半橋mosfet短路保護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電子鎮(zhèn)流器領(lǐng)域，特別涉及一種高速半橋MOSFET短路保護(hù)電路，電源模塊為半橋驅(qū)動(dòng)模塊供電，半橋驅(qū)動(dòng)模塊輸出驅(qū)動(dòng)信號至半橋逆變電路控制其啟動(dòng)/停止，半橋逆變電路輸出高頻交流電壓至負(fù)載，半橋逆變電路中MOSFET管Q2的源極S通過檢測電阻RS接地，電流檢測保護(hù)模塊檢測電阻RS上流經(jīng)的電流并處理后輸出控制信號至半橋驅(qū)動(dòng)模塊。一旦半橋逆變電路發(fā)生短路，檢測電阻RS上產(chǎn)生的較高電壓會(huì)即刻被電流檢測保護(hù)模塊捕捉到，并與參考電壓做對比，大于這個(gè)電壓時(shí)就輸出控制信號給半橋驅(qū)動(dòng)模塊來關(guān)斷半橋逆變電路。并且半橋逆變電路持續(xù)關(guān)閉直到故障消除。
【專利說明】高速半橋MOSFET短路保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子鎮(zhèn)流器領(lǐng)域，特別涉及一種高速半橋MOSFET短路保護(hù)電路?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]高壓氣體放電燈的“伏-安”性能呈負(fù)阻特性，因此在燈的工作電路中需連接限流器件，即通常所說的鎮(zhèn)流器。鎮(zhèn)流器又有電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器之分，由于電感式鎮(zhèn)流器工作在工頻市電頻率，體積大、笨重，還需消耗大量銅和硅鋼等金屬材料，散熱困難、工作效率低、燈發(fā)光有頻閃等較多缺點(diǎn)，其逐漸被電子鎮(zhèn)流器所替代。
[0003]電子鎮(zhèn)流器在啟動(dòng)時(shí)，半橋驅(qū)動(dòng)模塊輸出驅(qū)動(dòng)信號給半橋逆變電路，半橋逆變電路輸出高頻交流電壓加到給負(fù)載上。半橋逆變電路通過兩個(gè)MOSFET管的交替導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)高頻交流電壓的輸出，但是該電路存在一定不足:在工作時(shí)，MOSFET管的導(dǎo)通、截止轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，因此不能完全保證其中一個(gè)MOSFET管導(dǎo)通時(shí)另一個(gè)MOSFET管截止，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)MOSFET管Ql、Q2都處在導(dǎo)通的狀態(tài)，這樣就會(huì)導(dǎo)致半橋逆變電路短路。另外，如果負(fù)載發(fā)生短路，當(dāng)MOSFET管Ql導(dǎo)通、Q2截止時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致半橋逆變電路的短路。半橋逆變電路短路可能會(huì)導(dǎo)致電子鎮(zhèn)流器無法正常工作甚至損壞，因此，必須設(shè)計(jì)短路保護(hù)功能以提高電子鎮(zhèn)流器的可靠性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種高速半橋MOSFET短路保護(hù)電路，能夠有效的對半橋逆變電路起到短路保護(hù)作用，提高電子鎮(zhèn)流器工作的可靠性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種高速半橋MOSFET短路保護(hù)電路，電源模塊為半橋驅(qū)動(dòng)模塊供電，半橋驅(qū)動(dòng)模塊輸出驅(qū)動(dòng)信號至半橋逆變電路控制其啟動(dòng)/停止，半橋逆變電路輸出高頻交流電壓至負(fù)載，半橋逆變電路中MOSFET管Q2的源極S通過檢測電阻Rs接地，電流檢測保護(hù)模塊檢測電阻Rs上流經(jīng)的電流并處理后輸出控制信號至半橋驅(qū)動(dòng)模塊。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型存在以下技術(shù)效果:一旦半橋逆變電路發(fā)生短路，檢測電阻Rs上產(chǎn)生的較高電壓會(huì)即刻被電流檢測保護(hù)模塊捕捉到，并與參考電壓做對比，大于這個(gè)電壓時(shí)就輸出控制信號給半橋驅(qū)動(dòng)模塊來關(guān)斷半橋逆變電路。并且，當(dāng)半橋逆變電路關(guān)閉后，三極管Tl的發(fā)射極依然為高電平，保證半橋逆變電路依然關(guān)閉直到故障消除。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0008]圖2是半橋逆變電路中MOSFET管與檢測電阻Rs連接示意圖；
[0009]圖3是電流檢測保護(hù)模塊的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】[0010]下面結(jié)合圖1至圖3，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)敘述:
[0011]參閱圖1、圖2，一種高速半橋MOSFET短路保護(hù)電路，電源模塊11為半橋驅(qū)動(dòng)模塊12供電，半橋驅(qū)動(dòng)模塊12輸出驅(qū)動(dòng)信號至半橋逆變電路13控制其啟動(dòng)/停止，半橋逆變電路13輸出高頻交流電壓至負(fù)載20，半橋逆變電路13中MOSFET管Q2的源極S通過檢測電阻Rs接地，電流檢測保護(hù)模塊14檢測電阻Rs上流經(jīng)的電流并處理后輸出控制信號至半橋驅(qū)動(dòng)模塊12。當(dāng)半橋逆變電路13被短路時(shí)，MOSFET管Q1、Q2相當(dāng)于都被導(dǎo)通，其導(dǎo)通電阻很小，這樣，流經(jīng)檢測電阻Rs上的電流就很大，通過對RS上電流的檢測即可判定是否有短路發(fā)生，然后及時(shí)的關(guān)閉半橋驅(qū)動(dòng)模塊12即可對整個(gè)電路進(jìn)行保護(hù)。
[0012]參閱圖3，電路的設(shè)計(jì)方式多樣，這里提供一種參考，所述電流檢測保護(hù)模塊14包括電壓比較器IC6A、電壓比較器IC6B以及三極管Tl ;所述的MOSFET管Q2與檢測電阻Rs間引出一條支路并通過電阻Rl連接到電壓比較器IC6B的同相輸入端5，電容Cl的一端接地，另一端連接到電壓比較器IC6B的同相輸入端5 ;參考電壓VREF通過電阻R2、R3接地，電阻R2、R3間引出一條支路連接電壓比較器IC6B的反向輸入端6 ;所述三極管Tl的集電極C接電源VCC，發(fā)射極E連接電壓比較器IC6B的同相輸入端5，基極B通過電阻R4連接電壓比較器IC6B的輸出端7 ;所述電壓比較器IC6B的輸出端7與電壓比較器IC6A的同相輸入端3相連，電壓比較器IC6A的反向輸入端2與其輸出端I相連，電壓比較器IC6A的輸出端I作為電流檢測保護(hù)模塊14的控制信號輸出端與半橋驅(qū)動(dòng)模塊12相連。
[0013]電壓比較器IC6A和IC6B采用高速電壓比較器，這樣響應(yīng)速度就快，保護(hù)的就更為及時(shí)；電阻Rl和電容Cl組成的濾波電路應(yīng)當(dāng)選擇時(shí)間常數(shù)小的組合。下面結(jié)合詳細(xì)的電路來細(xì)述該工作原理:
[0014]電子鎮(zhèn)流器上電后，電源模塊11得電，半橋驅(qū)動(dòng)模塊12開始工作，并輸出驅(qū)動(dòng)信號至半橋逆變電路13，半橋逆變電路13開始工作輸出高頻交流電壓給負(fù)載20。若負(fù)載20正常工作且半橋逆變電路13的兩個(gè)MOSFET管Ql、Q2沒有出現(xiàn)同時(shí)導(dǎo)通的情況時(shí)，電流檢測保護(hù)模塊14輸出低電平信號給半橋驅(qū)動(dòng)模塊12，電子鎮(zhèn)流器正常工作。若半橋逆變電路13發(fā)生短路，比如第一種情況:負(fù)載20的兩個(gè)輸入端被短路時(shí)，半橋逆變電路13的電流由DC source依次流經(jīng)MOSFET管Q1、檢測電阻Rs后接地，或者第二種情況=MOSFET管Ql、Q2同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，半橋逆變電路13的電流由DC source依次流經(jīng)MOSFET管Q1、Q2、檢測電阻Rs后接地。不論哪種情況，由于MOSFET管Q1、Q2的導(dǎo)通電阻很小，檢測電阻Rs的阻值也選的比較小，此時(shí)流過檢測電阻Rs的電流就很大，高達(dá)幾十甚至上百安培，在檢測電阻Rs上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比較高的電壓。該高壓通過電阻Rl后加在電壓比較器IC6B的同相輸入端5上。由電阻R2、R3以及參考電壓VREF組成的分壓網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一個(gè)用于比較的電壓值接電壓比較器IC6B的反向輸入端6。如果電壓比較器IC6B的5腳電壓高于6腳電壓,其7腳會(huì)輸出一個(gè)高電平，該高電平加到電壓比較器IC6A的同相輸入端3上，電壓比較器IC6A的輸出端I輸出高電平至半橋驅(qū)動(dòng)模塊12并關(guān)閉半橋驅(qū)動(dòng)模塊12，半橋驅(qū)動(dòng)模塊12就停止輸出驅(qū)動(dòng)信號給半橋逆變電路13，電子鎮(zhèn)流器停止工作。
[0015]同時(shí)，電壓比較器IC6B的輸出端7還將高電平信號通過電阻R4加到三極管Tl的基極B上，三極管Tl飽和導(dǎo)通并將發(fā)射極E置為高電平，從而將電壓比較器IC6B的5腳置為高電平。這樣，即使半橋逆變電路13被關(guān)閉后，檢測電阻Rs上的電流消失，電壓比較器IC6B的5腳仍然為高電平，半橋驅(qū)動(dòng)模塊12 —直被關(guān)閉，直到故障消除后將電壓比較器 IC6B的5腳上的高電平重置為低電平才能使得電子鎮(zhèn)流器再次正常工作。
【權(quán)利要求】
1.一種高速半橋MOSFET短路保護(hù)電路，電源模塊(11)為半橋驅(qū)動(dòng)模塊(12)供電，半橋驅(qū)動(dòng)模塊(12 )輸出驅(qū)動(dòng)信號至半橋逆變電路(13 )控制其啟動(dòng)/停止，半橋逆變電路(13 )輸出高頻交流電壓至負(fù)載(20)，其特征在于:半橋逆變電路(13)中MOSFET管Q2的源極S通過檢測電阻Rs接地，電流檢測保護(hù)模塊(14)檢測電阻Rs上流經(jīng)的電流并處理后輸出控制信號至半橋驅(qū)動(dòng)模塊(12)。
2.如權(quán)利要求1所述的高速半橋MOSFET短路保護(hù)電路，其特征在于:所述電流檢測保護(hù)模塊(14)包括電壓比較器IC6A、電壓比較器IC6B以及三極管Tl ； 所述的MOSFET管Q2與檢測電阻Rs間引出一條支路并通過電阻Rl連接到電壓比較器IC6B的同相輸入端(5)，電容Cl的一端接地，另一端連接到電壓比較器IC6B的同相輸入端(5)； 參考電壓VREF通過電阻R2、R3接地，電阻R2、R3間引出一條支路連接電壓比較器IC6B的反向輸入端(6)； 所述三極管Tl的集電極C接電源VCC，發(fā)射極E連接電壓比較器IC6B的同相輸入端(5)，基極B通過電阻R4連接電壓比較器IC6B的輸出端(7)； 所述電壓比較器IC6B的輸出端(7)與電壓比較器IC6A的同相輸入端(3)相連，電壓比較器IC6A的反向輸入端⑵與其輸出端⑴相連，電壓比較器IC6A的輸出端⑴作為電流檢測保護(hù)模塊(14)的控制信號輸出端與半橋驅(qū)動(dòng)模塊(12)相連。
【文檔編號】H02H7/122GK203387165SQ201320474841
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】權(quán)循華, 杜慶朋, 謝洋, 陳輝 申請人:合肥大明節(jié)能科技有限公司