一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路，其特征在于包括缓冲电路、限幅电路及快速放电电路，其中缓冲电路接收驱动信号PWM并进行处理后将该信号输出给限幅电路，限幅电路将接收到的信号处理后分别输出给MOS管的栅极及快速放电电路，快速放电电路还接收驱动信号PWM。其具有降低MOS管电压变化率，减小开通过程中的开通浪涌，减少对MOS管冲击损坏和改善整个开关电源EMC特性，减小关断损耗，有效防止驱动信号的异常振荡，保护MOS管及电路的正常工作等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路，属于开关电源驱动
，特别是一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路。
技术介绍
目前，大多数开关电源电路都会用到功率器件，而功率MOS管以其开关速度快、驱动功率小和功耗低等优点在中小功率的电源产品中得到了广泛的应用。在采用桥式拓扑结构的电路中常会出现两种情况，第一，同一桥臂上的两个功率器件在转换过程中，栅极驱动信号会产生振荡，此时功率器件的损耗较大。当振荡幅值较高时，将使原本应该关断的功率 MOS管导通，从而造成同一桥臂上的两个功率MOS管直通而形成短路。针对以上问题，目前常用的解决方法有以下几种(a)在MOS管关断时给栅极施加反压，从而快速关断MOS管来削弱振荡对其的影响，但其反压电路实现复杂，同时也增加了成本。(b)尽量减小电路的分布电感，使驱动信号由阻尼振荡变为指数衰减，在一定程度上降低振荡幅值。常用的方法有设计电路时尽量使驱动芯片靠近MOS管，并减小闭合回路所围的面积。但以上方法改善效果不是很明显，受产品结构和人为因素比较多。第二，由于控制信号提供给MOS管的驱动电流上升很快(上升沿)，会引起较高的开通浪涌，导致MOS管冲击损坏，在一定程度上会影响整个开关电源EMC特性。
技术实现思路
本专利技术针对目前技术存在的上述问题，提出了一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路，它具有电路简单可靠、容易实现，可同时解决以上两大问题等特点。一方面可以最大程度抑制驱动信号的振荡，防止同一桥臂的两个功率MOS管直通；另一方面可以有效控制MOS 管的驱动电流上升速度，减小开通过程中的开通浪涌，减少对MOS管冲击损坏和改善整个开关电源EMC特性。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案来实现的，其是一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路，其特征在于包括缓冲电路、限幅电路及快速放电电路，其中缓冲电路接收驱动信号PWM并进行处理后将该信号输出给限幅电路，限幅电路将接收到的信号处理后分别输出给MOS管的栅极及快速放电电路，快速放电电路还接收驱动信号PWM。所述限幅电路、包括稳压二极管、，稳压二极管、的阳极接地，阴极接所述MOS管、 的栅极。所述缓冲电路包括栅极驱动电阻和第二电容；所述快速放电电路包括二极管、限流电阻、快恢复二极管、电阻、第一电容、三极管；其中栅极驱动电阻的两端分别连接到二极管的阴极和MOS管的栅极；栅极驱动电阻两端并联一个由快恢复二极管和限流电阻组成的串联支路，快恢复二极管的阳极和限流电阻相连，快恢复二极管的阴极与二极管的阴极以及栅极驱动电阻相连；电阻与第一电容组成的并联支路，一端接驱动信号PWM及与二极管的阳极相连，另一端与三极管的基极相连，三极管的发射极与栅极驱动电阻和快恢复二极管的阴极相连，三极管的集电极接地；稳压二极管的阴极与MOS管的栅极相连，阳极与地相连； 第二电容并联在MOS管的栅极和地之间；MOS管的源极与地相连，漏极接输入电压+HVDC。所述的三极管为PNP型三极管。所述MOS管为N型MOS管，其源极与地相连，漏极连接有输入电压+HVDC。所述第二电容为单个电容，也可以为两个或多个并联电容。本专利技术采用的技术方案与现有技术相比的有益效果如下第一，通过在驱动芯片与MOS管栅极间增加由电阻R3、电容C2组成的缓冲电路，即串接栅极驱动电阻，在MOS管栅源极间并联电容，适当延长栅极电容的充电时间，降低电压变化率。通过适当增大MOS管的开通时间，在很大程度上减小驱动信号的振荡幅值，防止同一桥臂的两个功率MOS管直通；另外也可以有效控制MOS管的驱动电流上升速度，减小开通过程中的开通浪涌，减少对MOS管冲击损坏和改善整个开关电源EMC特性。第二，为了避免采用措施一对MOS管关断时间的影响，本专利技术加入了由电阻R1、电容Cl、限流电阻R2、快恢复二极管D2、三极管Q1、组成的加速MOS管关断的快速放电电路， 其中电阻Rl、电容Cl组成的并联支路可以使三极管Ql在MOS管需要关断时快速导通，迅速泄放振荡电压，减小关断损耗。第三，通过增加限幅电路，即稳压二极管D3，进一步限制栅源极的过电压，有效防止驱动信号的异常振荡，保护MOS管及电路的正常工作。附图说明图1为本专利技术的电路方框图2是图1的具体实施例的电路原理图。具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详述。如图1所示，其是一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路，本专利技术的特点是包括缓冲电路11、限幅电路13及快速放电电路12，其中缓冲电路11接收驱动信号PWM并进行处理后将该信号输出给限幅电路13，限幅电路13将接收到的信号处理后分别输出给MOS管 Q2的栅极及快速放电电路12，快速放电电路12还接收驱动信号PWM。在本实施例中，所述限幅电路13包括稳压二极管D3，稳压二极管D3的阳极接地， 阴极接所述MOS管Q2的栅极。所述缓冲电路11包括栅极驱动电阻R3和第二电容C2 ；所述快速放电电路12包括二极管D1、限流电阻R2、快恢复二极管D2、电阻R1、第一电容Cl、三极管Q1，三极管Ql为 PNP型三极管，第二电容(C2)为单个电容，也可以为两个或多个并联电容；其中栅极驱动电阻R3的两端分别连接到二极管Dl的阴极和MOS管Q2的栅极；栅极驱动电阻R3两端并联一个由快恢复二极管D2和限流电阻R2组成的串联支路，快恢复二极管D2的阳极和限流电阻相连，快恢复二极管D2的阴极与二极管Dl的阴极以及栅极驱动电阻R3相连；电阻Rl与第一电容Cl组成的并联支路，一端接驱动信号PWM及与二极管Dl的阳极相连，另一端与三极管Ql的基极相连，三极管Ql的发射极与栅极驱动电阻R3和快恢复二极管D2的阴极相连，三极管Ql的集电极接地；稳压二极管D3的阴极与MOS管Q2的栅极相连，阳极与地相连；第二电容C2并联在 MOS管Q2的栅极和地之间；MOS管Q2为N型MOS管，其源极与地相连，漏极连接有输入电压 +HVDC0本实施例的工作原理如图ι所示，栅极驱动电阻R3、M0S管Q2栅源极间并联第二电容C2组成RC缓冲电路， 通过适当增大MOS管Q2的开通时间，即适当延长栅极电容的充电时间，降低了电压变化率， 很大程度上减小驱动信号的振荡幅值；同时，MOS管Q2开通时间的适当增大，有效控制MOS 管Q2的驱动电流上升速度，减小开通过程中的开通浪涌，减少对MOS管Q2冲击损坏，也改善整个开关电源EMC特性。另外，由于MOS管Q2 —般工作在几十kHz的开关状态，为了减小因驱动电阻引起的电路损耗，栅极驱动电阻R2阻值为几十Ω ；为了减小并联第二电容C2 对MOS管Q2关断时间的影响，第二电容C2 —般取0. OlUF左右。如图1所示，电阻R1、第一电容Cl、限流电阻R2、快恢复二极管D2、三极管Q1、组成的加速MOS管Q2关断的放电电路。其中电阻R1、第一电容Cl组成的并联支路使三极管Ql在MOS管Q2需要关断时快速导通，在MOS管Q2需要导通时快速截止。当驱动信号PWM由低电平跳变到高电平的过程中，第一电容Cl相当于交流短路，高电平通过第一电容Cl迅速作用到三极管Ql的基极，由于三极管Ql基极电压高于发射极电压， 三极管Ql处于截止状态，使MOS管Q2迅速开通，对电路工作不造成任何影响。当驱动信号 PWM由高电平转为低电平时(下降沿)，由于MOS管Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种防栅极驱动信号振荡的驱动电路，其特征在于包括缓冲电路（１１）、限幅电路（１３）及快速放电电路（１２），其中缓冲电路（１１）接收驱动信号ＰＷＭ并进行处理后将该信号输出给限幅电路（１３），限幅电路（１３）将接收到的信号处理后分别输出给ＭＯＳ管（Ｑ２）的栅极及快速放电电路（１２），快速放电电路（１２）还接收驱动信号ＰＷＭ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谢飞，桂芳，周秀君，邓榆林，昂勤树，
申请(专利权)人：顺德职业技术学院，
类型：发明
国别省市：44