一种用于驱动容性负载的桥式驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于驱动容性负载的桥式驱动电路，包括电桥连接的第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管，在第一功率管与第二功率管的漏极之间连接负载，其还包括一第一保护管，并接与所述的第三功率管的漏源极之间，用于减小负载反接瞬间的峰值电流；一第二保护管，并接于第四功率管的漏源极之间，用于减小负载反接瞬间的峰值电流。本实用新型专利技术通过设置保护管，有效减小负载反接瞬间峰值电流，有效避免功率管烧坏；通过设置防串通电路，避免极性转换时串通电流过大而烧坏功率管。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种用于驱动容性负载的桥式驱动电路。
技术介绍
桥式驱动电路广泛用于驱动容性负载，要求满足无极性容性负载驱动，例如电池充电无极性要求。无论负载以何种极性接入，通过控制信号改变桥式驱动电路的状态，都可以正常驱动。负载反切是指在桥式驱动电路正常工作时，取下负载，然后以相反的极性接入。传统的桥式驱动电路在负载反切时，会产生一个很大的瞬间电流，很容易烧坏驱动元件。图I为一种传统的桥式驱动电路简化图。MP1、MP2、MN1、MN2为桥式驱动功率MOS管，其中MP1、MP2为P型功率管，MN1、MN2为N型功率管。CTRL1、CTRL2、CTRL3、CTRL4为驱动管栅控制信号，POS和NEG为负载连接端·口，负载接在POS和NEG之间，且负载正端接POS、负端接NEG为正接，反之为反接。VDD为控制电源端，GND为接地端，负载正接时，CTRLl和CTRL2为低电平“0”、CTRL3和CTRL4为高电平“ 1”，因此MPI和丽2导通、MP2和丽I关断，驱动电流流向为从VDD流经MPI、LOAD、MN2到GND0负载反接时，CTRLl和CTRL2为“1”、CTRL3和CTRL4为“0”，因此MPl和MN2关断、MP2和丽I导通，驱动电流流向为从VDD流经MP2、LOAD、丽I到GND。通常驱动电流要很大，例如对电池充电，因此功率管的宽长比很大、导通阻抗很小。负载反切过程及各阶段等效电路如图2所示。反切时，桥式驱动电路要从“正接”状态切换到“反接”状态，控制信号CTRLl和CTRL2由“0”变“1”，CTRL3和CTRL4由“I”变“O”。但由于功率管尺寸很大，寄生栅电容也很大，控制信号不能迅速翻转，状态转换需要一定时间，因此反切过程存在图2中“反接瞬间”这一状态。反切过程各信号波形如图3所示，Vpos和Vnk为连接端口 POS和NEG的电压、Idkivek为流过功率管的电流。开始时，负载正接，等效电路如图2中“正接”所示。Rpi和Rn2分别为MPl和MN2的导通阻抗，BDni和BDp2分别为MP2和丽I的体二极管，此时，BDni和BDp2反偏，流过功率管的电流为，Vum为负载两端电压。tl时刻，将负载移开，等效电路如图2中“去掉负载”所示，此时POS端电压被拉高到VDD，NEG端电压为GND，流过功率管的电流Idkivek为O。t2时刻，负载反接，等效电路如图2中“反接瞬间”，在t3时刻之前功率管控制信号CTRL1-4还未翻转，POS电压开始下降，NEG电压开始上升，当NEG上升到一定程度时，BDni正偏、BDp2反偏，此时POS端电压为_VBE、NEG端电压为V__VBE，流过丽2的电流Idkivek为^1_1L，由于MN2尺寸很大，导通阻抗只有几个欧姆，这样如果VuM = 3. 8V、Vdd = 6V时，流过MN2的电流将达到I. 5A左右，如图3中Ipi，这是一个很大的电流，很容易烧坏功率管。t 3时刻，功率管控制信号CTRL1-4开始翻转，在翻转过程中，同侧的功率管，MPl和丽I之间、MP2和丽2之间会有一个较大的串通电流，如图3中Ip2，这个电流也有可能烧坏功率管。t4时亥IJ，功率管控制信号CTRL1-4翻转完成，MPl和丽2关断、MP2和丽I导通，等效电路如图2中“反接”所示，流过MPI和丽2的电流变为0。
技术实现思路
本技术为了克服现有技术的不足，提供一种用于驱动容性负载的桥式驱动电路，采用该驱动电路可以有效避免功率管烧坏。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案一种用于驱动容性负载的桥式驱动电路，包括电桥连接的第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管，在第一功率管与第二功率管的漏极之间连接负载，其还包括一第一保护管，并接与所述的第三功率管的漏源极之间，用于减小负载反接瞬间的峰值电流；一第二保护管，并接于第四功率管的漏源极之间，用于减小负载反接瞬间的峰值电流。进一步的，还包括一第一防串通电路，其第一输出端与第一功率管的栅极连接，第二输出端通过一与逻辑运算单元与第三功率管的栅极连接；一第二防串通电路，其第一输出端与第二功率管的栅极连接，第二输出端通过一与逻辑运算单元与第四功率管的栅极连接；所述的第一防串通电路、第二防串通电路用于避免极性转换时串通电流过大。进一步的，所述第一功率管、第二功率管为P型MOS管；第三功率管、第四功率管为N型MOS管。进一步的，所述第一保护管、第二保护管为N型MOS管。本技术的具有以下优点本技术通过设置保护管，有效减小负载反接瞬间峰值电流，有效避免功率管烧坏；通过设置防串通电路，避免极性转换时串通电流过大而烧坏功率管。附图说明图I是传统桥式驱动电路图。图2是传统桥式驱动电路负载反切过程的等效电路图。图3是传统桥式驱动电路负载反切过程各种信号波形图。图4为本技术一种实施例的电路框图。图5为本技术防串通电路波形图。图6为本技术反切过程各信号波形图。具体实施方式为了使本
的人员更好的理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。如图4-6所示，一种用于驱动容性负载的桥式驱动电路，包括电桥连接的第一功率管MP1、第二功率管MP2、第三功率管丽I、第四功率管丽2，第一功率管MP1、第二功率管MP2均为P型驱动功率MOS管，第三功率管丽I、第四功率管丽2为N型驱动功率MOS管，在第一功率管MPl与第二功率管MP2的漏极之间连接负载，CTRLl、CTRL2、CTRL3、CTRL4为各驱动管栅控制信号，POS和NEG为负载连接端口，负载接在POS和NEG之间，且负载正端接P0S、负端接NEG为正接，反之为反接；其还包括第一保护管丽3，其并接与第三功率管丽I的漏源极之间；第二保护管MN4，并接于第四功率管丽2的漏源极之间。在丽3、MN4均为N型MOS管，MN3的栅极与第一负载检测模块连接，第一负载检测模块通过一非逻辑运算单元21与使能端EN连接；MN4的栅极与第二负载检测模块连接，第二负载检测模块与使能端EN连接。本电路还包括一第一防串通电路，其第一输出端与第一功率管MPl的栅极连接，第二输出端通过一与逻辑运算单元11与第三功率管MNl的栅极连接；一第二防串通电路，其第一输出端与第二功率管MP2的栅极连接，第二输出端通过一与逻辑运算单元22与第四功率管丽2的栅极连接。原理本技术增加了保护管丽3和MN4，由于它们的宽长比小，导通阻抗大，栅由各自的负载检测电路控制。其中，Vpos和Vnk为连接端口 POS和NEG的电压，Ideivee为流过功率管的电流，'_为负载两端电压。以正接到反接为例，正接时，使能端EN信号使第一负载检测模块不工作，输出始终为“0”，丽3始终关断；第二负载检测模块输出为“0”，MN4关断；tl时刻，去掉负载时，第二负载检测模块输出V_2为“1”，MN4迅速导通，同时关断丽2 ；在t2时刻负载反接时，由于MN4的尺寸很小，导通阻抗很大，因此峰值电流Ipi很小，避免烧坏功率管。当极性检测完成后，第二负载检测模块输出变为“0”，结束保护状态，桥式驱动电路进入正常工作状态。为了减小串通峰值电流Ip2，增加了第一、第二防串通电路，避免极性转换时串通电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动容性负载的桥式驱动电路，包括电桥连接的第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管，在第一功率管与第二功率管的漏极之间连接负载，其特征在于：其还包括一第一保护管，并接与所述的第三功率管的漏源极之间，用于减小负载反接瞬间的峰值电流；一第二保护管，并接于第四功率管的漏源极之间，用于减小负载反接瞬间的峰值电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田剑彪，王庆斌，邓春兴，胡俊材，
申请(专利权)人：绍兴光大芯业微电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：