基于MOSFET实现负压关断的驱动电路及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于MOSFET实现负压关断的驱动电路，包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、MOSFET管、稳压管、二极管和双向稳压管；本发明专利技术具有较好的动态性能，具有一定的保护能力且能够实现负压关断，减小关断时间和关断损耗且保证开关管的安全工作。证开关管的安全工作。证开关管的安全工作。

【技术实现步骤摘要】
基于MOSFET实现负压关断的驱动电路及控制方法


[0001]本专利技术涉及开关管驱动电路领域，具体涉及一种基于MOSFET实现负压关断的驱动电路及控制方法。

技术介绍

[0002]随着电力电子的发展，各种全控型开关器件应用已经十分普遍了，电力晶体管(GTR)与绝缘门极双极型晶体管(IGBT)常用于大功率场合，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)常用于中小功率场合。电力MOSFET是压控型器件，只需要很小的驱动电流，它的开关速度非常高，十分适合在高频率环境下工作。驱动电路是功率变换器中重要一部分，它用来驱动开关器件。变换器的输出取决于驱动电路的工作状态，因此驱动电路是实现变换器期望输出的关键因素。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于MOSFET实现负压关断的驱动电路及控制方法，保证MOSFET开关管的可靠开通和关断，提高了驱动电路的可靠性。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种基于MOSFET实现负压关断的驱动电路，包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、MOSFET管、稳压管、二极管和双向稳压管；所述输入端PWM信号正极接第一电阻的一端和第一电容的一端；所述第一电阻的另一端和第一电容的另一端分别与第一三极管的基极端相连接；所述第一三极管的集电极端与第二电阻的一端端和第二三极管的基极端分别连接；所述第二电阻的另一端与第三电阻的一端、直流电源的阳极端、稳压器的阴极端、第二电容的一端、第四电容的一端、第三三极管的集电极分别连接；所述第一三极管的发射极与第二三极管的发射机、直流电源的阴极端、第四电阻的一端、第五电阻的一端、第三电容的一端、第五电容的一端、第四三极管的集电极分别连接；所述第三电阻的另一端与第二三极管的集电极端、第七电阻的一端连接；所述第七电阻的另一端与第三三极管的基极端、第四三极管的基极端连接；第三三极管的发射极与第四三极管的发射极、二极管的阴极、第六电阻的一端分别连接；所述二极管的阳极与第六电阻的另一端、双向稳压管的阳极端和MOSFET管的栅极端分别连接；所述双向稳压管的阴极极端和MOSFET管的漏级端连接；所述二极管的阳极、第二电容的另一端、第四电容的另一端、第四电阻的另一端、第五电阻的另一端、第三电容的另一端、第五电容的另一端均接地。
[0006]进一步的，所述第一电容为滤波电容，第一电阻为滤波电阻；所述电路利用滤波电容和滤波电阻对对微处理器输入PWM信号中的高频噪音信号进行滤波。
[0007]进一步的，所述第一三极管、第二三极管和第三三极管为NPN三极管；所述第四三极管为PNP三极管。
[0008]进一步的，所述第一三极管、第二三极管采用两级调节的方式对输入PWM信号进行
放大，并且使得驱动信号与PWM输出信号同相。
[0009]进一步的，所述第二电容、第三电容、第四电容和第五电容采用去耦电容。
[0010]一种基于MOSFET实现负压关断的驱动电路的控制方法，包括以下步骤：
[0011]通过第一电容和第一电阻对微处理器输入PWM信号中的高频噪音信号进行滤波；
[0012]第一三极管和第二三极管采用两级调节的方式对输入PWM信号进行放大，并且使得驱动信号与PWM输出信号同相；
[0013]根据第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、稳压管、第四电阻和第五电阻对直流电源进行分压，形成稳定电源为第三三极管提供正压和为第四三极管提供负压；
[0014]电路PWM信号处于高电平时第三三极管基极承受正压，第三三极管集电极承受正压而导通，MOSFET管栅源极承受正向电压导通；当电路PWM信号处于低电平时，第二三极管饱和导通，第二三极管基极直接稳压电源输出负极，第四三极管集电极极承受负压而导通。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0016]1、本专利技术保证MOSFET开关管的可靠开通和关断，提高了驱动电路的可靠性。
[0017]2、本专利技术只采用简单的分立式元件，不需要专业的芯片，结构简单，简单易行，价格低廉且可靠性高，非常适合MOSFET开关电路。
[0018]3、本专利技术利用了电势对地的电压差，使图腾柱的两个二极管开通状态都处于饱和状态，降低了损耗。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的MOSFET实现负压关断的驱动电路；
[0020]图2是本专利技术驱动电路的流程图；
[0021]图3是本专利技术一实施例中MOSFET的开关模型；
[0022]图4是对于附图3实验测试占空比为66.7％的MOSFET管Q5的电压U
gs
和电流I
s
波形图；
[0023]图5是本专利技术在CUK电路中应用实例；
[0024]图6是附图5测试的电压U
R7
与直流电源U1波形图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。
[0026]请参照图1，本专利技术提供一种基于MOSFET实现负压关断的驱动电路，电路由滤波电容C1、稳压电源电容C2、C3、C4、C5，滤波电阻R1、电阻R2、R3、R6、限流电阻R7、稳压电阻R4、R5、直流电源U
d
、NPN三极管Q1、Q2、Q3、PNP三极管Q4、MOSFET管Q5、稳压管D1、二极管D2和双向稳压管D3构成；所述输入端PWM信号正极接电阻R1的阳极端和电容C1的阳极端。电阻R1的阴极端和电容C1的阴极端接在NPN三极管Q1的基极端，NPN三极管Q1的集电极端接电阻R2的阳极端和NPN三极管Q2的基极端，电阻R2的阴极端接电阻R3的阴极端和直流电源U
d
的阳极端，NPN三极管Q1、Q2的发射极端接直流电源U
d
的阴极端，NPN三极管Q2的集电极端接电阻R3的阳极端，电阻R3的阴极端接NPN三极管Q3和PNP三极管Q4的基极端，NPN三极管Q3的集电极端接去耦电容C2、C4、稳压管D1和直流电源U
d
阳极，PNP三极管Q4的集电极端接去耦电容C3、C5、稳压电阻R4、R5和直流电源U
d
阴极，稳压管D1与去耦电容C2、C4并联其阴极接稳压电阻R4、R5、去耦电源电
容C3、C5的阳极并且接地，NPN三极管Q3和PNP三极管Q4的发射极接电阻R6和二极管D2的阳极端，电阻R6和二极管D2的阴极端接在保护电阻R7、双向稳压管D3的阳极端和MOSFET管Q5的栅极端，MOSFET管Q5的漏极端双向稳压管D3的阴极端。
[0027]在本实施例中，优选的，电路利用滤波电容C1和滤波电阻R1对微处理器输入PWM信号中的高频噪音信号进行滤波，一般滤波电阻取330Ω，滤波电容C1取0.1μF，两个NPN三极管Q1和Q2两级调节的方式对输入PWM信号进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MOSFET实现负压关断的驱动电路，其特征在于，包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、MOSFET管、稳压管、二极管和双向稳压管；所述输入端PWM信号正极接第一电阻的一端和第一电容的一端；所述第一电阻的另一端和第一电容的另一端分别与第一三极管的基极端相连接；所述第一三极管的集电极端与第二电阻的一端端和第二三极管的基极端分别连接；所述第二电阻的另一端与第三电阻的一端、直流电源的阳极端、稳压器的阴极端、第二电容的一端、第四电容的一端、第三三极管的集电极分别连接；所述第一三极管的发射极与第二三极管的发射机、直流电源的阴极端、第四电阻的一端、第五电阻的一端、第三电容的一端、第五电容的一端、第四三极管的集电极分别连接；所述第三电阻的另一端与第二三极管的集电极端、第七电阻的一端连接；所述第七电阻的另一端与第三三极管的基极端、第四三极管的基极端连接；第三三极管的发射极与第四三极管的发射极、二极管的阴极、第六电阻的一端分别连接；所述二极管的阳极与第六电阻的另一端、双向稳压管的阳极端和MOSFET管的栅极端分别连接；所述双向稳压管的阴极极端和MOSFET管的漏级端连接；所述二极管的阳极、第二电容的另一端、第四电容的另一端、第四电阻的另一端、第五电阻的另一端、第三电容的另一端、第五电容的另一端均接地。2.根据权利要求1所述的一种基于MOSFET实现负压关断的驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：金涛，肖晓森，张钟艺，李泽文，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：