P-mosfet驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及驅(qū)動(dòng)電路領(lǐng)域，尤其涉及P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管分為兩種類型，結(jié)型和絕緣柵型。一般絕緣柵型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET)，簡(jiǎn)稱為電力 MOSFET (Power MOSFET), P-M0SFET 是用柵極電壓來(lái)控制漏極電流，它具有驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)功率小，開(kāi)關(guān)速度快，工作頻率高的顯著特點(diǎn)。但是，其電流容量小，耐壓低，只用于小功率的電力電子裝置?，F(xiàn)有的MOSFET驅(qū)動(dòng)電路并未設(shè)置保護(hù)電路部分。因此，當(dāng)輸入直流電壓大于P-MOSFET的Vgs (柵極電壓)的最大耐壓值(如30V)時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致P-MSOFET的損壞。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，旨在解決現(xiàn)有P-MSOFET驅(qū)動(dòng)電路未設(shè)置保護(hù)電路，輸入電壓過(guò)大時(shí)容易造成P-MSOFET損壞的冋題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]一種P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，其包括:用于提供給P MOS管提供驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)模塊和用于保護(hù)P MOS管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊與P MOS管的源極和柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊與所述驅(qū)動(dòng)模塊連接。
[0007]所述的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，還包括用于產(chǎn)生PWM控制信號(hào)的PWM單元。
[0008]所述的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路中，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊具體包括至少一二極管。
[0009]所述的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路中，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管的正極連接驅(qū)動(dòng)模塊，第一二極管的負(fù)極連接第第二二極管的正極，第二二極管的負(fù)極連接驅(qū)動(dòng)模塊。
[0010]所述的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路中，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括:第一三極管，第二三極管，第三三極管，第一電阻，第二電阻，第三電阻和第四電阻，第一三極管的基極通過(guò)第三電阻與PWM單元的信號(hào)輸出端連接、也通過(guò)第四電阻接地，第一三極管的集電極連接第二三極管的基極和第三三級(jí)管的基極、還通過(guò)第一電阻與直流電源輸出端和P MOS管的源極連接，第一三級(jí)管的發(fā)射極和第二三級(jí)管的集電極均接地，第二三極管的發(fā)射極連接第二二極管的負(fù)極，第三三級(jí)管的集電極連接直流電源輸出端和P MOS管的源極連接，第三三極管的發(fā)射極連接第一二極管的正極、還通過(guò)第二電阻連接P MOS管的柵極。
[0011]所述的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路中，所述第一三極管和第三三極管為NPN型三極管，第二三極管為PNP型三極管。
[0012]有益效果:本實(shí)用新型提供的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)額外設(shè)置的驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊，降低了柵極端的驅(qū)動(dòng)電壓，有效在直流輸入電壓大于MOS管額定電壓時(shí)保護(hù)MOS管，防止其被擊穿，降低驅(qū)動(dòng)電路的成本，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型提供了 P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]如圖1所示，為本實(shí)用新型提供的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的具體實(shí)施例，所述驅(qū)動(dòng)電路包括驅(qū)動(dòng)模塊100和驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊200，所述驅(qū)動(dòng)模塊與P MOS管10的源極和柵極連接用于給P MOS管10提供驅(qū)動(dòng)電壓，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊與所述驅(qū)動(dòng)模塊連接。
[0017]所述驅(qū)動(dòng)模塊100可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常用的MOS管驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊200在驅(qū)動(dòng)模塊100導(dǎo)通后，分去直流輸出端的一部分電壓，從而降低驅(qū)動(dòng)模塊100導(dǎo)通后加在P MOS管10的柵極。通過(guò)該分壓功能，上述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊200可以在直流輸入電壓大于MOS管額定電壓時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS管的保護(hù)。
[0018]具體的，所述P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路還包括用于產(chǎn)生PWM控制信號(hào)的PWM單元300來(lái)控制驅(qū)動(dòng)模塊100的導(dǎo)通狀態(tài)，最終控制MOS管的導(dǎo)通狀態(tài)。具體工作原理為:所述PWM為高電平“I”時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊100導(dǎo)通，使P-MOS管柵和源極產(chǎn)生電壓差，使P-MOS管打開(kāi)。當(dāng)所述PWM為低電平“O”時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊100不導(dǎo)通，柵源極電壓Vgs為0，P-MOS管關(guān)閉。
[0019]本實(shí)用例中，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊具體包括至少一二極管，二極管的數(shù)量根據(jù)不同直流輸入電壓的高低設(shè)置。具體的，如圖2所示，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊200包括第一二極管Dl和第二二極管D2。所述第一二極管Dl的正極連接驅(qū)動(dòng)模塊100，第一二極管Dl的負(fù)極連接第第二二極管D2的正極，第二二極管D2的負(fù)極連接驅(qū)動(dòng)模塊。
[0020]進(jìn)一步的，所述驅(qū)動(dòng)模塊100可以包括:第一三極管Q1，第二三極管Q2，第三三極管Q3，第一電阻R1，第二電阻R2，第三電阻R3和第四電阻R4。
[0021]第一三極管Ql的基極通過(guò)第三電阻R3與PWM單元的信號(hào)輸出端連接，用于接收PWM的電平信號(hào)、還通過(guò)第四電阻R4接地。第一三極管Ql的集電極連接第二三極管Q2的基極和第三三級(jí)管Q3的基極、也通過(guò)第一電阻Rl與直流電源輸出端和P MOS管10的源極連接。第一三級(jí)管Ql的發(fā)射極和第二三級(jí)管Q2的集電極均接地，第二三極管Q2的發(fā)射極連接第二二極管D2的負(fù)極，第三三級(jí)管Q3的集電極與直流電源輸出端和P-MOS管10的源極S連接。第三三極管Q3的發(fā)射極連接第一二極管Dl的正極、還通過(guò)第二電阻R2連接P-MOS管10的柵極G連接。
[0022]本實(shí)施例中，所述所述第一三極管和第三三極管為NPN型三極管，第二三極管為PNP型三極管。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，三個(gè)三極管也可以用相應(yīng)功能的MOS管代替，或者使用PNP三極管和反相器構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路來(lái)代替本實(shí)施例的NPN三極管，只要能根據(jù)PWM信號(hào)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)P MOS管即可。并且，驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊中的二極管也可以采用其它具有分壓功能的電子器件如電阻代替，只要能降低P MOS管的柵極電壓即可，本實(shí)用新型對(duì)此不作限制。
[0023]為陳述方便，以下以P-MOS管的Vgs額定電壓為30V，直流輸入電壓為32V為例對(duì)上述驅(qū)動(dòng)電路的工作原理進(jìn)行陳述:當(dāng)PWM信號(hào)為高電平‘I’時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊100的第一三極管Ql導(dǎo)通，將第二三極管的集電極電壓拉低使第二三極管Q2。P MOS管的柵源極加載電壓。由于二極管具備單向?qū)ǖ奶匦?，此時(shí)，本實(shí)用新型設(shè)置的第一二極管Dl和第二二極管D2可以分去一部分直流輸入電壓，因此加載在柵源極上的電壓Vgs=32V-(Vdl+Vd2)。
[0024]在直流輸入電壓為32V的情況下，加載在柵源極上的電壓Vgs=32V-(l.2V+1.2V) =29.6V，最終使得P MOS管10的Vgs工作電壓小于其額定電壓30V，防止因直流輸入電壓過(guò)大導(dǎo)致P MOS管被擊穿，有效的保護(hù)了 P MOS管。當(dāng)PWM信號(hào)為高電平‘0’時(shí)，第一三極管Ql不導(dǎo)通，第二三極管Q2也不導(dǎo)通，此時(shí)P MOS管柵源極的電壓為:Vgs=0V，P MOS管處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0025]根據(jù)Vgs 端的電壓計(jì)算公式:Vgs=Voutput_(Vdl+Vd2+....Vdn)，其中 Voutput 為直流輸入電壓，η為二極管數(shù)量?？梢酝ㄟ^(guò)增加或減少的串聯(lián)二極管的數(shù)量，以適應(yīng)不同的直流輸入電壓及P-MOS管的額定電壓的要求。當(dāng)直流輸入電壓遠(yuǎn)大于P-MOS管的額定電壓時(shí)，可以增加串聯(lián)二極管的數(shù)量，當(dāng)直流輸入電壓與P-MOS管的額定電壓較為接近時(shí)，可以相應(yīng)減少串聯(lián)二極管的數(shù)量。上述串聯(lián)二極管的數(shù)量至少應(yīng)當(dāng)保證Vgs小于P-MOS管的額定電壓。
[0026]綜上所述，本實(shí)用新型提供的P-MOS管驅(qū)動(dòng)電路，增加驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊后，有效的保護(hù)MOS管的Vgs不受電壓擊穿，降低驅(qū)動(dòng)電路的成本，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。另外，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊巧妙的運(yùn)用二極管的單向?qū)ㄌ匦?，可以通過(guò)增加或減少串聯(lián)二極管的個(gè)數(shù)，適應(yīng)不同的直流輸入電壓要求，提高了驅(qū)動(dòng)電路和MOS管的使用壽命和可靠性，使電路設(shè)計(jì)變得更加容易。并且所述P-MOS管驅(qū)動(dòng)電路，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，性價(jià)比高，易于生產(chǎn)和進(jìn)行品質(zhì)控制。
[0027]應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括:用于提供給P MOS管提供驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)模塊和用于保護(hù)P MOS管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊與P MOS管的源極和柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊與所述驅(qū)動(dòng)模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，還包括用于產(chǎn)生PWM控制信號(hào)的PWM單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊具體包括至少一二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管的正極連接驅(qū)動(dòng)模塊，第一二極管的負(fù)極連接第第二 二極管的正極，第二 二極管的負(fù)極連接驅(qū)動(dòng)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括:第一三極管，第二三極管，第三三極管，第一電阻，第二電阻，第三電阻和第四電阻，第一三極管的基極通過(guò)第三電阻與PWM單元的信號(hào)輸出端連接、也通過(guò)第四電阻接地，第一三極管的集電極連接第二三極管的基極和第三三級(jí)管的基極、還通過(guò)第一電阻與直流電源輸出端和P MOS管的源極連接，第一三級(jí)管的發(fā)射極和第二三級(jí)管的集電極均接地，第二三極管的發(fā)射極連接第二二極管的負(fù)極，第三三級(jí)管的集電極連接直流電源輸出端和P MOS管的源極連接，第三三極管的發(fā)射極連接第一二極管的正極、還通過(guò)第二電阻連接P MOS管的柵極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述第一三極管和第三三極管為NPN型三極管，第二三極管為PNP型三極管。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種P-MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，包括，用于給P MOS管提供驅(qū)動(dòng)電壓的驅(qū)動(dòng)模塊和用于保護(hù)P MOS管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊與P MOS管的源極和柵極連接，所述驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊與所述驅(qū)動(dòng)模塊連接。通過(guò)額外設(shè)置的驅(qū)動(dòng)保護(hù)模塊，降低了柵極端的電壓，有效在直流輸入電壓大于MOSFET額定電壓時(shí)保護(hù)MOSFET，防止其被擊穿，降低驅(qū)動(dòng)電路的成本，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
【IPC分類】H03K17-567
【公開(kāi)號(hào)】CN204349946
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520003013
【發(fā)明人】劉建飛, 周大紅, 李戰(zhàn)功, 汪兆華, 鞠萬(wàn)金
【申請(qǐng)人】深圳市京泉華科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年1月5日