新型功率場效應管驅動器的製作方法
2023-11-01 09:38:22 2
專利名稱：新型功率場效應管驅動器的製作方法
技術領域：
本實用新型的應用領域為電力電子技術領域，主要涉及一種新型功率場效應管驅動器。
背景技術：
超高速功率場效應管驅動電路一直存在技術瓶頸，極大限制了功率場效應管的性能。功率場效應管在數控工具機、汽車電子、開關電源、數字音響、無線通訊等領域有著廣泛的應用。提高功率場效應管的開關速度可以增加數控工具機的加工精度，提高電動汽車發動機的速度，可以提升開關電源的效率，可以降低數字音響的失真，還可以提高通訊系統功率放大器的應用效率。然而實際的應用中，功率場效應管驅動器的開關速度一般均不超過2MHz，峰值驅動電流不超過4A，由此帶來了許多技術難題。
實用新型內容有鑑於此，本實用新型的目的在於提供一種新型功率場效應管驅動器，有效解決了現有技術中的問題，是基於電流驅動場效應管驅動器，可以顯著提高場效應管的開關速度。本實用新型採用以下技術方案一種新型功率場效應管驅動器，其中，所述功率場效應管驅動器包括PWM控制器、輸入驅動器、電平轉換電路、電流型開關電路和輸出負載電路；所述PWM控制器，用於輸出頻率和方波信號，所述方波信號可以為TTL電平或CMOS電平；所述輸入驅動器，用於實現輸入級的TLL電平到後級電路所需電平的轉換；所述電平轉換電路，用於驅動器輸出的單邊控制信號轉換為雙邊正負驅動信號；所述電流型開關電路，用於電平轉換得到的正負電壓驅動信號轉換為電流型的驅動信號，電流型的驅動信號驅動後級負載電路。進一步，所述輸入驅動器、電平轉換電路和電流型開關電路均為兩個。進一步，所述輸出負載電路包括柵極電阻、功率場效應管和負載電阻。本實用新型的有益效果是本實用新型是基於電流驅動場效應管驅動器，區別於普通商用的電壓(邏輯電平)驅動型場效應管驅動器。本實用新型驅動能力強，可以有效降低場效應管柵極電容的影響；可以顯著提高場效應管管的開關速度，結構簡單，成本低，易於實現；開關速度快，可以滿足不同應用場所的需求。
圖I是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新的電路原理圖。
具體實施方式
[0012]
以下結合附圖和實例對本實用新型作進一步描述如圖I所示，本實用新型包括PWM控制器I、兩個輸入驅動器2、兩個電平轉換電路
3、兩個電流型開關電路4和輸出負載電路5。輸入驅動器2用於實現輸入級的TLL電平到後級電路所需電平的轉換；電平轉換電路3將驅動器輸出的單邊控制信號轉換為雙邊正負驅動信號；電流型開關電路4將電平轉換得到的正負電壓驅動信號轉換為電流型的驅動信號，電流型的驅動信號驅動後級負載電路，可以有效的提高場效應管的導通和關斷速度，降低柵極電荷對場效應管開關速度的影響。如圖2所示，PWM控制器I用於輸出頻率和佔空比可調的方波信號，由PWM控制器I輸出的方波信號可以為TTL電平或CMOS電平。輸入驅動器2中Rl、R2用於實現低阻的信號輸入，用於消除輸入級高阻帶來的信號反射。高速低延遲的輸入驅動器2將輸入級的TTL電平轉換為O到12伏平邏輯電平。輸入級的TTL電平是來自PWM控制器I或高速時鐘的信號，它所在的邏輯電平不能直接用來驅動大功率場效應管，經輸入驅動器出來的邏輯信號在為O伏或12伏,可以用來驅動大功輸入驅動器2的輸出電平為O伏或12伏，經電平轉換電路3後輸出一組O伏、12伏邏輯電平和一組-12伏、O伏邏輯電平。兩組邏輯電平分別用於驅動後級由P溝道場效應管和N溝道場效應管。電流型開關電路4中，P溝道場效應管和N溝道場效應管在前級的兩組邏輯電平的驅動下，產生兩組電流輸出。電流輸出對應於前級電平轉換的邏輯信號，產生兩組電流型邏輯信號。其中由P溝道場效應管產生的為電流信號用於後級負載電路的開啟，由N溝道場效應管產生的為電流信號用於後級負載電路的關斷。輸出負載電路5由柵極電阻、功率場效應管、負載電阻構成。在場效應管快速關斷的時候，柵極電阻用來消除由場效應管引起的振蕩信號，以保證功率場效應管有效的關斷和導通。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術方案的精神和範圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求1.一種新型功率場效應管驅動器，其特徵在於所述功率場效應管驅動器包括PWM控制器、輸入驅動器、電平轉換電路、電流型開關電路和輸出負載電路；所述PWM控制器，用於輸出頻率和方波信號，所述方波信號可以為TTL電平或CMOS電平；所述輸入驅動器，用於實現輸入級的TLL電平到後級電路所需電平的轉換；所述電平轉換電路，用於驅動器輸出的單邊控制信號轉換為雙邊正負驅動信號；所述電流型開關電路，用於電平轉換得到的正負電壓驅動信號轉換為電流型的驅動信號，電流型的驅動信號驅動後級負載電路。
2.根據權利要求I所述的一種新型功率場效應管驅動器，其特徵在於所述輸入驅動器、電平轉換電路和電流型開關電路均為兩個。
3.根據權利要求I或2所述的一種新型功率場效應管驅動器，其特徵在於所述輸出負載電路包括柵極電阻、功率場效應管和負載電阻。
專利摘要本實用新型公開了一種新型功率場效應管驅動器，其中，所述功率場效應管驅動器包括PWM控制器、輸入驅動器、電平轉換電路、電流型開關電路和輸出負載電路；所述PWM控制器，用於輸出頻率和方波信號，所述方波信號可以為TTL電平或CMOS電平；所述輸入驅動器，用於實現輸入級的TLL電平到後級電路所需電平的轉換；所述電平轉換電路，用於驅動器輸出的單邊控制信號轉換為雙邊正負驅動信號；所述電流型開關電路，用於電平轉換得到的正負電壓驅動信號轉換為電流型的驅動信號，電流型的驅動信號驅動後級負載電路。本實用新型有效解決了現有技術中的問題，是基於電流驅動場效應管驅動器，可以顯著提高場效應管的開關速度。
文檔編號H03K17/687GK202385071SQ20122000445
公開日2012年8月15日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者夏振宏, 陳連喜 申請人:河南華南醫電科技有限公司