一種開關電源的新型mos管驅動電路的製作方法
2023-10-06 07:24:09 3
專利名稱：一種開關電源的新型mos管驅動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及開關電源驅動電路技術領域，尤其是涉及一種開關電源的新型MOS管 驅動電路。屬於電子開關電源技術領域。
背景技術：
目前，大多數的開關電源電路都會用到MOS管驅動電路，在MOS管的柵極施加一個 佔空比可調的驅動信號，通過控制MOS管導通和關斷時間，來實現對開關電源輸出電壓的 有效控制。現有技術中的MOS驅動電路一般採用以下方法從控制晶片輸出或者由振蕩電 路產生的控制信號，通過一個驅動電阻與MOS管的柵極連接，來實現對MOS管的開關控制。 此種方法存在如下問題1、由於MOS管柵源極結電容的存在，MOS管不能快速被關斷，MOS管 會暫時進入線性區，進入線性區的MOS管的導通內阻很大，會造成MOS管效率低，開關損耗 增大，發熱嚴重；2、由於控制信號提供給MOS管的驅動電流上升很快(上升沿)，會引起較 高的開通浪湧，導致MOS管受衝擊損壞，在一定程度上也會影響整個開關電源EMC特性。針對問題1，有人在電路上做了一些的改進，即在驅動電阻上反並聯一個高頻的二 極管，快速瀉放柵極電荷，加速MOS管關斷，但改善效果不明顯；針對問題2，有人直接通過 增加專用驅動晶片的方法來解決這個問題，但由於晶片的價格高，成本會增加很多，存在成 本高的缺陷。中國專利號為「200820094566. 5」的實用新型專利公開了一種MOS管驅動電 路，包括有MOS管、驅動該MOS管的驅動信號、連接驅動信號的延時單元、三極體Q1、三極體 Q2，以及通過電阻Rl與延時單元連接的三極體Q3 ；—。該MOS管驅動電路存在以下缺點 UMOS管仍然不能快速被關斷，MOS管效率低，開關損耗大的問題；2、整體電路結構複雜、成 本較高。
發明內容
本發明的目的，是為了克服現有技術中的MOS管驅動電路存在的上述問題，提供 一種開關電源的新型MOS管驅動電路，它具有電路簡單可靠、容易實現、成本較低的特點。本發明的目的可以通過如下措施達到一種開關電源的新型MOS管驅動電路，包括MOS管Q2和驅動信號輸入端，其結構 特點是在MOS管Q2的控制輸入端與驅動信號輸入端的連接處設有驅動電路；所述驅動電 路由快速關斷通路、放電通路和防止浪湧衝擊通路連接而成；快速關斷通路和防止浪湧衝 擊通路並聯後跨接在MOS管Q2的控制輸入端與驅動信號輸入端之間，放電通路跨接在MOS 管的柵極與接地端之間。本發明的目的還可以通過如下措施達到本發明的一種實施方式是驅動電路由電阻Rl R3、二極體Dl D2、濾波電容Cl 和三極體Ql連接而成；由電阻R2與濾波電容Cl並聯後連接三極體Ql的基極構成快速關 斷通路，由電阻R1、二極體Dl串聯後連接三極體Ql的基極構成防止浪湧衝擊通路，由放電 電阻R3跨接在MOS管的柵極與接地端之間構成放電通路。
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其中所述驅動信號輸入端通過電阻R1、二極體Dl與MOS管Q2的柵極連接；電阻 R2與濾波電容Cl並聯、構成濾波電路，所述濾波電路的二端分別與驅動信號輸入端、三極 管Ql的基極連接；三極體Ql的發射極與MOS管的柵極連接、其集電極與地連接；所述電阻 R3跨接在MOS管的柵極與接地端之間。進一步改進的方式是上述實施方式中，驅動電路還設置有限壓二極體D2，所述 二極體D2的負極與MOS管的柵極連接、其正極與地連接。 進一步改進的方式是上述實施方式中，驅動電路中的三極體Ql可以由MOS管代 替，所述MOS管的柵極與快速關斷通路的輸出端連接、源極與接地端連接、漏極與防止浪湧 衝擊通路的輸出端連接。本發明的一種實施方式是所述三極體Ql可以為PNP型結構三極體。本發明的一種實施方式是所述MOS管Q2可以為N型MOS管，其源極與地連接，漏 極連接有輸入電壓Vin。本發明的有益效果是本發明由於在在MOS管Q2的控制輸入端與驅動信號輸入端的連接處設有驅動電 路，所述驅動電路由快速關斷通路、放電通路和防止浪湧衝擊通路連接而成因此可以同時 解決以上兩方面問題1、可以加快MOS管的關斷，提高MOS管效率，減小開關損耗；2、有效 控制MOS管的驅動電流上升速度，減小開通過程中的開通浪湧，減少對MOS管衝擊損壞和改 善整個開關電源EMC特性。具有電路簡單、性能穩定可靠、容易實現、成本低廉的有益效果。
圖1是本發明一個具體實施例的電路原理圖。
具體實施例方式以下結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細描述具體實施例1 參照圖1，本實施例包括包括MOS管Q2和驅動信號輸入端，在MOS管Q2的控制輸 入端與驅動信號輸入端的連接處設有驅動電路1 ；所述驅動電路1由快速關斷通路11、放電 通路12和防止浪湧衝擊通路13連接而成；快速關斷通路11和防止浪湧衝擊通路13並聯 後跨接在MOS管Q2的控制輸入端與驅動信號輸入端之間，放電通路12跨接在MOS管的柵 極與接地端之間。本實施例中，驅動電路1由電阻Rl R3、二極體Dl D2、濾波電容Cl和三極體Q 1連接而成；由電阻R2與濾波電容Cl並聯後連接三極體Ql的基極構成快速關斷通路11，由 電阻R1、二極體Dl串聯後連接三極體Ql的基極構成防止浪湧衝擊通路13，由放電電阻R3 跨接在MOS管的柵極與接地端之間構成放電通路12。所述驅動信號輸入端通過電阻R1、二 極管Dl與MOS管Q2的柵極連接；電阻R2與濾波電容Cl並聯、構成濾波電路，所述濾波電 路的二端分別與驅動信號輸入端、三極體Ql的基極連接；三極體Ql的發射極與MOS管的柵 極連接、其集電極與地連接；所述二極體D2的負極與MOS管的柵極連接、其正極與地連接； 所述電阻R3跨接在MOS管的柵極與接地端之間。所述三極體Ql為PNP型。所述MOS管Q2為N型MOS管，其源極與地連接，漏極連接有輸入電壓Vin。本實施例的工作原理如圖1所示，由電阻R2、電容Cl、三極體Ql組成了加速MOS管Q2截止的電路，當 驅動信號正脈衝要轉為負脈衝時(下降沿)，由於此時三極體Ql的E極電位高於B極，三極 管Ql導通，通過電阻R2、電容Cl來加速三極體Ql導通，從而使MOS管Q2加速截止，使Q2 通過線性區的時間縮短，起到減小開關損耗，提高效率的目的；與此同時，跨接在MOS管Q2 柵源兩端的放電電阻R3也會給MOS管Q2柵源極結電容提供放電迴路，也可以起到加速MOS 管Q2截止的效果。當正脈衝來臨時，由電阻R1、二極體Dl組成電路可以有效的限制正脈衝上升時 間，有效保護MOS管Q2的衝擊損壞，同時二極體D2可以防止負脈衝對MOS管的損壞，在整 個開通過程中從一定程度上減小開通浪湧，也可以改善整個開關電源EMC特性。本實施例一方面通過電阻R2、電容Cl、三極體Ql組成的電路在MOS管關斷時加快 MOS管的截止，同時跨接在MOS管柵源兩端的放電電阻R3也起到一定的作用，提高了 MOS管 效率，減小開關損耗。另一方面由電阻R1、二極體D 1組成電路有效控制MOS管的驅動電流 上升速度，有效保護MOS管的衝擊損壞，二極體D2防止負脈衝對MOS管的損壞；同時減小開 通過程中的開通浪湧，在一定程度上改善整個開關電源EMC特性。具體實施例2 本發明具體實施例2的特點是所述驅動管Ql由MOS管構成，所述MOS管的柵極 與快速關斷通路11的輸出端連接、源極與接地端連接、漏極與防止浪湧衝擊通路13的輸出 端連接；即電阻R2與濾波電容Cl並聯後連接MOS管的柵極構成快速關斷通路11，電阻Rl、 二極體Dl串聯後連接MOS管的柵極構成快速關斷通路11，電阻R1、二極體Dl串聯後連接 MOS管的漏極構成防止浪湧衝擊通路13，由放電電阻R3跨接在MOS開關管Q2的柵極與接 地端之間構成放電通路12，MOS開關管Q2的源極、MOS管的集電極接地。具體實施例3 本發明具體實施例3的特點是省略圖1所示的限壓二極體D2，其餘同具體實施 例1或者具體實施例2。本發明的其他具體實施方式
是所述驅動管Ql不僅僅包括PNP型三極體、相同作用的MOS管，還包括其他具有相 同作用和功能的電子器件。其餘同具體實施例1、具體實施例2或者具體實施例3。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施例，但本發明的保護範圍並不局限於此，任 何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構 思加以等同替換或改變，都屬於本發明的保護範圍。
權利要求
一種開關電源的新型MOS管驅動電路，包括MOS開關管Q2和驅動信號輸入端，其特徵是在MOS開關管Q2的控制輸入端與驅動信號輸入端的連接處設有驅動電路(1)；所述驅動電路(1)由快速關斷通路(11)、放電通路(12)和防止浪湧衝擊通路(13)連接而成；快速關斷通路(11)和防止浪湧衝擊通路(13)並聯後跨接在MOS開關管Q2的控制輸入端與驅動信號輸入端之間，放電通路(12)跨接在MOS開關管Q2的柵極與接地端之間。
2.根據權利要求1所述的一種開關電源的新型MOS管驅動電路，其特徵是驅動電路(I)由電阻Rl R3、二極體Dl D2、濾波電容Cl和驅動管Ql連接而成；電阻R2與濾波 電容Cl並聯後連接驅動管Ql的控制極構成快速關斷通路(11)，電阻R1、二極體Dl串聯後 連接驅動管Ql的基極構成防止浪湧衝擊通路(13)，由放電電阻R3跨接在MOS開關管Q2的 柵極與接地端之間構成放電通路(12)。
3.根據權利要求2所述的一種開關電源的新型MOS管驅動電路，其特徵是所述驅動 管Ql由三極體構成，電阻R2與濾波電容Cl並聯後連接三極體的基極構成快速關斷通路(II)，電阻R1、二極體Dl串聯後連接三極體的發射極構成防止浪湧衝擊通路(13)，由放電 電阻R3跨接在MOS開關管Q2的柵極與接地端之間構成放電通路(12)，MOS開關管Q2的源 極、三極體的集電極接地。
4.根據權利要求2所述的一種開關電源的新型MOS管驅動電路，其特徵是所述驅動 管Ql由MOS管構成，所述MOS管的柵極與快速關斷通路(11)的輸出端連接、源極與接地 端連接、漏極與防止浪湧衝擊通路(13)的輸出端連接；即電阻R2與濾波電容Cl並聯後連 接MOS管的柵極構成快速關斷通路(11)，電阻R1、二極體Dl串聯後連接MOS管的柵極構成 快速關斷通路(11)，電阻R1、二極體Dl串聯後連接MOS管的漏極構成防止浪湧衝擊通路 (13)，由放電電阻R3跨接在MOS開關管Q2的柵極與接地端之間構成放電通路(12)，MOS開 關管Q2的源極、MOS管的集電極接地。
5.根據權利要求3或4所述的一種開關電源的新型MOS管驅動電路，其特徵是驅動 電路(1)還設置有限壓二極體D2，所述二極體D2的負極與MOS開關管Q2的柵極連接、其正 極與地連接。
6.根據權利要求3所述的一種開關電源的新型MOS管驅動電路，其特徵是所述三極 管Ql為PNP型結構三極體。
7.根據權利要求4所述的一種開關電源的新型MOS管驅動電路，其特徵是所述MOS管 為N型結構MOS管。
8.根據權利要求1或2所述的一種開關電源的新型MOS管驅動電路，其特徵是所述 MOS開關管Q2為N型MOS管，其源極與地連接，漏極連接有輸入電壓Vin。
全文摘要
本發明涉及一種開關電源的新型MOS管驅動電路，包括MOS開關管Q2和驅動信號輸入端，其特徵是在MOS開關管Q2的控制輸入端與驅動信號輸入端的連接處設有驅動電路(1)；所述驅動電路(1)由快速關斷通路(11)、放電通路(12)和防止浪湧衝擊通路(13)連接而成；快速關斷通路(11)和防止浪湧衝擊通路(13)並聯後跨接在MOS開關管Q2的控制輸入端與驅動信號輸入端之間，放電通路(12)跨接在MOS開關管Q2的柵極與接地端之間。本發明可以加快MOS管的關斷、有效控制MOS管的驅動電流上升速度，改善整個開關電源EMC特性，具有電路簡單、性能穩定可靠、容易實現、成本低廉的有益效果。
文檔編號H03K17/687GK101895281SQ201010239878
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月28日 優先權日2010年7月28日
發明者周治國, 汪軍, 鄭魏 申請人:佛山市順德區瑞德電子實業有限公司