一种场效应晶体管的驱动电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种场效应晶体管的驱动电路，包括：NPN型三极管，其集电极通过第一限流电阻与外部电源连接；PNP型三极管，其基极与所述NPN型三极管的基极连接后，形成所述驱动电路的输入端，该输入端接收外部数字控制信号；所述NPN型三极管的发射极与所述PNP型三极管的发射极连接后，接入驱动所述场效应晶体管的门极的线路，而所述PNP型三极管的集电极接入驱动所述场效应晶体管的源极的线路。这种驱动电路增强电流驱动能力，保证MOSFET&IGBT的开关速度，电路在工作时对密勒效应与噪声的抑制能力更强，最大程度的防止MOSFET&IGBT的误动作，以减小功率器件的损坏，提高对系统与设备的防护。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种驱动电路，特别涉及一种金氧半场效晶体管和绝缘栅双极型晶体管(M0SFET&IGBT)优化驱动电路。
技术介绍
随着开关电源以及电机控制技术的发展，M0SFET&IGBT的全桥以及半桥驱动电路也随之发展，市场出现了各式各样的M0SFET&IGBT驱动电路，驱动电路的作用是实现MOSFET和IGBT的通断操作。但是这些驱动电路存在驱动能力不足、密勒效应和噪声抑制能力差、易使M0SFET&IGBT产生误导通等现象。图2中示出了一种现有的驱动电路，其中包括NPN型三极管Ql和PNP型三极管Q2组成的图腾柱电路。这个图腾柱电路用于控制门极驱动电路的导通与断开。自举电源VBl连接至NPN型三极管Ql的集电极，作为驱动电路的电压来源。图2中最右端上方的G表示该线路连接至场效应晶体管的门极(栅极)，而下方的S表示该线路连接至场效应晶体管的源极。若门极和源极之间的电压超过一定的值，场效应晶体管就导通，若门极和源极之间的电压小于一定的值，则场效应晶体管就断开。利用场效应晶体管这种导通和断开的特性，可将场效应晶体管用于开关电源或者马达的驱动。为此，需要向门极施加较大的驱动电压。图2中的自举电源VBl即为这种驱动电压的来源。图2的驱动电路中还包括噪声抑制电阻R3，中和电容Cl，第二限流电阻R1、门极驱动匹配电阻Rg以及一个二极管，和与二极管并联的第一限流电阻R2。图2中所示的第一限流电阻R2设计在三极管的发射极，导致驱动电路存在以下两种设计缺陷第一，驱动电路的电流驱动能力会下降以及要求门极驱动电压升高，影响M0SFET&IGBT的开关速度；第二，电路在工作时容易受到密勒效应的影响，可能会导致三极管误动作致使所驱动的M0SFET&IGBT误动作。具体而言，第一限流电阻R2设置在两个三极管的发射极与门极驱动电压输出端之间，会导致在第一限流电阻R2的两端形成压力差，也就是造成驱动电压的下降。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高效可靠的M0SFET&IGBT驱动电路，增强电流驱动能力。为了克服现有存在的困难，达到上述目的，本技术提供了一种场效应晶体管的驱动电路，包括NPN型三极管，其集电极通过第一限流电阻与外部电源连接；PNP型三极管，其基极与所述NPN型三极管的基极连接后，形成所述驱动电路的输入端，该输入端接收外部数字控制信号；所述NPN型三极管的发射极与所述PNP型三极管的发射极连接后，接入驱动所述场效应晶体管的门极的线路，而所述PNP型三极管的集电极接入驱动所述场效应晶体管的源极的线路。优选的是，所述的场效应晶体管的驱动电路中，还包括第二限流电阻，其串联在所述驱动电路的输入端上。优选的是，所述的场效应晶体管的驱动电路中，还包括中和电容，其并联在所述PNP三极管的发射极和集电极之间。优选的是，所述的场效应晶体管的驱动电路中，还包括噪声抑制电阻，其并联在所述PNP三极管的发射极和集电极之间。优选的是，所述的场效应晶体管的驱动电路中，所述噪声抑制电阻设置在比所述中和电容更加靠近场效应晶体管的一侧。优选的是，所述的场效应晶体管的驱动电路中，还包括门极驱动匹配电阻，其串联 在驱动所述场效应晶体管的门极的线路上。优选的是，所述的场效应晶体管的驱动电路中，还包括零值电阻，其串联在所述PNP三极管的集电极与所述中和电容之间。优选的是，所述的场效应晶体管的驱动电路中，所述外部电源为自举电源和/或所述外部数字控制信号为脉冲宽度调制控制信号。优选的是，所述的场效应晶体管的驱动电路中，所述场效应晶体管为金氧半场效晶体管或绝缘栅双极型晶体管。优选的是，所述的场效应晶体管的驱动电路中，第二限流电阻的阻值范围为47-100欧姆和/或噪声抑制电阻的阻值范围为4. 7K-100K欧姆。本技术的有益效果是采用的NPN与PNP三极管的组合驱动电路拓扑最大限度地提高了 M0SFET&IGBT驱动电路的驱动电流和减小了噪声与密勒效应对M0SFET&IGBT的影响，最大程度的防止M0SFET&IGBT的误动作，以减小功率器件的损坏，提高对系统与设备的防护。本技术所述的驱动电路元件数量少，体积小，成本低，适合各类高集成度的M0SFET&IGBT的驱动电路。附图说明图I为本技术所述的场效应晶体管驱动电路原理图；图2为传统的场效应晶体管驱动电路原理图。具体实施方式下面根据图I对本技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。请参见图1，本技术的场效应晶体管的驱动电路，这是一种全桥驱动电路，其中包括NPN型三极管Q1，其集电极3通过第一限流电阻R2与外部电源VBl连接；PNP型三极管Q2，其基极2与所述NPN型三极管Ql的基极2连接后，形成所述驱动电路的输入端，该输入端接收外部数字控制信号PWM ；所述NPN型三极管Ql的发射极I与所述PNP型三极管Q2的发射极I连接后，接入驱动所述场效应晶体管的门极G的线路，而所述PNP型三极管Q2的集电极3接入驱动所述场效应晶体管的源极S的线路。所述的场效应晶体管的驱动电路中，还包括第二限流电阻R1，其串联在所述驱动电路的输入端PWM Control (PWM控制)上。所述的场效应晶体管的驱动电路中，还包括中和电容Cl，其并联在所述PNP三极管Q2的发射极I和集电极3之间。所述的场效应晶体管的驱动电路中，还包括噪声抑制电阻R3，其并联在所述PNP三极管Q2的发射极I和集电极3之间。所述的场效应晶体管的驱动电路中，所述噪声抑制电阻R3设置在比所述中和电容Cl更加靠近场效应晶体管的一侧。所述的场效应晶体管的驱动电路中，还包括门极驱动匹配电阻Rg，其串联在驱动 所述场效应晶体管的门极G的线路上。所述的场效应晶体管的驱动电路中，还包括零值电阻R4，其串联在所述PNP三极管Q2的集电极3与所述中和电容Cl之间。所述的场效应晶体管的驱动电路中，所述外部电源VBl为自举电源和/或所述外部数字控制信号为脉冲宽度调制控制信号PWM Control。所述的场效应晶体管的驱动电路中，所述场效应晶体管为金氧半场效晶体管MOSFET或绝缘栅双极型晶体管IGBT。所述的场效应晶体管的驱动电路中，第二限流电阻Rl的阻值范围为47-100欧姆和/或噪声抑制电阻的阻值范围为4. 7K-100K欧姆。本技术的场效应晶体管驱动电路包含一个电源输入端，即上述外部电源VB1。本技术的驱动电路的外部电源VBl可保证即使所述输入端PWM接收的外部数字信号微弱，也能驱动需要高驱动电压的场效应晶体管。所述NPN型三极管Ql和PNP型三极管Q2组成一图腾柱电路，用以控制自举电源VBl与门极G线路之间的导通与断开。调整第二限流电阻Rl的阻值，可调整通过所述输入端PWM输入的数字信号，该数字信号通常近似为方波。通过调节第二限流电阻Rl的阻值，能够在图腾柱电路中形成饱和电流，以实现NPN型三极管Ql和PNP型三极管Q2的完全导通。第一限流电阻R2对驱动所述场效应晶体管的门极G的线路起到限流作用。通过改变第一限流电阻R2的阻值，可以设置驱动电流以将场效应晶体管的开关速度调节到需要的值。并且第一限流电阻R2不会导致发射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种场效应晶体管的驱动电路，其特征在于，包括：NPN型三极管，其集电极通过第一限流电阻与外部电源连接；PNP型三极管，其基极与所述NPN型三极管的基极连接后，形成所述驱动电路的输入端，该输入端接收外部数字控制信号；所述NPN型三极管的发射极与所述PNP型三极管的发射极连接后，接入驱动所述场效应晶体管的门极的线路，而所述PNP型三极管的集电极接入驱动所述场效应晶体管的源极的线路。

【技术特征摘要】
1.一种场效应晶体管的驱动电路，其特征在于，包括 NPN型三极管，其集电极通过第一限流电阻与外部电源连接； PNP型三极管，其基极与所述NPN型三极管的基极连接后，形成所述驱动电路的输入端，该输入端接收外部数字控制信号； 所述NPN型三极管的发射极与所述PNP型三极管的发射极连接后，接入驱动所述场效应晶体管的门极的线路，而所述PNP型三极管的集电极接入驱动所述场效应晶体管的源极的线路。2.如权利要求I所述的场效应晶体管的驱动电路，其特征在于，还包括第二限流电阻，其串联在所述驱动电路的输入端上。3.如权利要求2所述的场效应晶体管的驱动电路，其特征在于，还包括中和电容，其并联在所述PNP三极管的发射极和集电极之间。4.如权利要求3所述的场效应晶体管的驱动电路，其特征在于，还包括噪声抑制电阻，其并联在所述PNP三极管的发射极和集电极之间。5.如权利要求4所述的场效应晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张未，李霞，方波，
申请(专利权)人：苏州舜唐新能源电控设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：