功率MOS驱动电路制造技术

本申请公开了一种功率MOS驱动电路，包括：第二NMOS晶体管NM2、第三NMOS晶体管NM3以及设置于第二NMOS晶体管NM2和第三NMOS晶体管NM3之间的钳位电路3，其中第二NMOS晶体管NM2的源极和第三NMOS晶体管NM3的漏极相连，用于产生输出控制方波；以及钳位电路3用于限制输出控制方波的高电平。制方波的高电平。制方波的高电平。

【技术实现步骤摘要】
功率MOS驱动电路


[0001]本申请涉及功率MOS驱动电路
，特别是涉及一种功率MOS驱动电路。

技术介绍

[0002]功率MOS作为电子开关器件，其具有开关速度快、导通损耗低以及制作成本低廉等特点，广泛应用于电池充电器、电源适配器等诸多电源领域。几乎所有的电源产品都离不开电子开关，而功率MOS作为当前应用最广泛的电子开关，如何在使用中匹配功率MOS的器件特性就成为了一个重要的研究方向，而这其中如何保证功率MOS的可靠性就显得极为重要。
[0003]当前的绝大部分功率MOS开关的栅极和源极的击穿电压都不会超过30V。功率MOS开关的器件特性是当栅源极电压越高，其导通电阻越小，作为开关的损耗就会越小，系统效率就会越高；反之，当栅源极电压越低，其导通电阻越大，作为开关的损耗就会越大，系统效率就会越低。在实际应用中，需要选择合适的驱动电压(一般控制在10V～20V)，既保证了导通损耗过小，又不会导致功率MOS的栅源电压过高而击穿损坏。
[0004]传统功率MOS开关的驱动电路采用图2所示的结构，此结构用齐纳二极管解决了电源VCC过高时输出方波高电平的问题。但是，当VCC过低时，由于NMOS晶体管NM2导通阈值VTH的影响，输出方波高电平会比VCC低一个NM2晶体管的阈值Vth，即为VCC-Vth。
[0005]针对此问题，参考图3所示，传统功率MOS开关的驱动电路进行优化，在第二NMOS晶体管NM2晶体管上并联一个PMOS晶体管PM2。当电源VCC过低时，打开第二NMOS晶体管NM2的同时打开PM2，将输出方波高电平钳位在VCC。这个方案解决了VCC过低时的驱动电压问题，不过PMOS晶体管的电流能力大约是NMOS晶体管的1/3，所以在提供相同驱动能力的前提下，PMOS需要占据更多的面积，成本更高。
[0006]针对上述的现有技术中存在的现有的解决功率MOS驱动电路中电源VCC的电压过低时无法启动功率MOS开关的方案中，存在功率MOS驱动电路的成本变高以及功耗大的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0007]本公开提供了一种功率MOS驱动电路，以解决现有技术中存在的现有的解决功率MOS驱动电路中电源VCC的电压过低时无法启动功率MOS开关的方案中，存在功率MOS驱动电路的成本变高以及功耗大的技术问题。
[0008]根据本申请的一个方面，提供了一种功率MOS驱动电路，包括：第二NMOS晶体管、第三NMOS晶体管以及设置于第二NMOS晶体管和第三NMOS晶体管之间的钳位电路，其中第二NMOS晶体管的源极和第三NMOS晶体管的漏极相连，用于产生输出控制方波；以及钳位电路用于限制输出控制方波的高电平。
[0009]从而通过本申请实施例提供的一种功率MOS驱动电路，通过第二NMOS晶体管源极和第三NMOS晶体管的漏极连接，输出用于启动开关的输出控制方波。其中第二NMOS晶体管用于输出控制方波的高电平，第三NMOS晶体管用于输出控制方波的低电平。并且本专利技术还
在第二NMOS晶体管和第三NMOS晶体管的连接处设置有钳位电路，其中钳位电路用于控制输出控制方波的高电平。达到了防止输出控制方波的高电平过高导致功率MOS开关的栅极击穿的技术效果。并且本专利技术通过简单的电路结构，实现了对于功率MOS栅极驱动的高低压钳位设置，高压防止功率MOS开关的栅极击穿，低压防止驱动过低导致的功率MOS开关导通损耗过大，从而达到了既节省了电路的面积和成本，又提供了足够的驱动能力的技术效果。进而解决了现有技术中存在的现有的解决功率MOS驱动电路中电源VCC的电压过低时无法启动功率MOS开关的方案中，存在功率MOS驱动电路的成本变高以及功耗大的技术问题。
[0010]根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0011]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0012]图1是根据本申请实施例所述的功率MOS驱动电路的示意图；
[0013]图2是
技术介绍
中所述的传统功率MOS开关的驱动电路的示意图；以及
[0014]图3是
技术介绍
中所述的传统功率MOS开关的驱动电路的优化示意图。
具体实施方式
[0015]需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
[0016]为了使本
的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。
[0017]需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0018]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0019]图1是根据本申请实施例所述的功率MOS驱动电路的示意图。参考图1所示，功率MOS驱动电路包括：第二NMOS晶体管NM2、第三NMOS晶体管NM3以及设置于第二NMOS晶体管NM2和第三NMOS晶体管NM3之间的钳位电路3，其中第二NMOS晶体管NM2的源极和第三NMOS晶
体管NM3的漏极相连，用于产生输出控制方波；以及钳位电路3用于限制输出控制方波的高电平。
[0020]正如
技术介绍
中所述的，传统功率MOS开关的驱动电路采用图2所示的结构，此结构用齐纳二极管解决了电源VCC过高时输出方波高电平的问题。但是，当VCC过低时，由于NMOS晶体管NM2导通阈值VTH的影响，输出方波高电平会比VCC低一个NM2晶体管的阈值Vth，即为VCC-Vth。针对此问题，参考图3所示，传统功率MOS开关的驱动电路进行优化，在第二NMOS晶体管NM2晶体管上并联一个PMOS晶体管PM2。当电源VCC过低时，打开第二NMOS晶体管NM2的同时打开PM2，将输出方波高电平钳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率MOS驱动电路，其特征在于，包括：第二NMOS晶体管(NM2)、第三NMOS晶体管(NM3)以及设置于所述第二NMOS晶体管(NM2)和所述第三NMOS晶体管(NM3)之间的钳位电路(3)，其中所述第二NMOS晶体管(NM2)的源极和第三NMOS晶体管(NM3)的漏极相连，用于产生输出控制方波；以及所述钳位电路(3)用于限制所述输出控制方波的高电平。2.根据权利要求1所述的功率MOS驱动电路，其特征在于，还包括：电平转换电路(2)，其中所述第二NMOS晶体管(NM2)和所述第三NMOS晶体管(NM3)设置于所述电平转换电路(2)中，并且所述电平转换电路(2)用于将接收的输入控制方波转换成可以驱动功率MOS开关的输出控制方波。3.根据权利要求2所述的功率MOS驱动电路，其特征在于，还包括：供电电路(1)，所述供电电路(1)与所述电平转换电路(2)连接，用于为所述电平转换电路(2)提供输入电压。4.根据权利要求3所述的功率MOS驱动电路，其特征在于，还包括：为所述功率MOS驱动电路提供电压的电源(VCC)，并且所述供电电路(1)包括：限流电路(I
DC
)、第一齐纳二极管(ZD1)、第一电容(C1)、第一NPN晶体管(NPN1)以及第二NPN晶体管(NPN2)，其中所述限流电路(I
DC
)的正端与所述电源(VCC)连接，并且所述限流电路(I
DC
)的负端与所述第一齐纳二极管(ZD1)的阴极连接；所述第一齐纳二极管(ZD1)的阴极与所述第一NPN晶体管(NPN1)的基极以及所述第二NPN晶体管(NPN2)的基极连接，并且所述第一齐纳二极管(ZD1)的阳极与地连接；所述第一电容(C1)与所述第一齐纳二极管(ZD1)并联连接；所述第一NPN晶体管(NPN1)的基极与所述第一齐纳二极管(ZD1)的阴极连接，所述第一NPN晶体管(NPN1)的集电极与所述电源(VCC)连接，并且所述第一NPN晶体管(NPN1)的发射极与所述电平转换电路(2)连接；以及所述第二NPN晶体管(NPN2)的基极与所述第一齐纳二极管(ZD1)的阴极连接，所述第二NPN晶体管(NPN2)的集电极与所述电源(VCC)连接，以及所述第二NPN晶体管(NPN2)的发射极与所述电平转换电路(2)连接。5.根据权利要求4所述的功率MOS驱动电路，其特征在于，所述电平转换电路(2)包括：电平转换器(21)，其中所述电平转换器(21)用于接收输入控制方波和所述第一NPN晶体管(N...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷晗，夏云凯，
申请(专利权)人：西安鼎芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：