一种mos管的负压驱动电路及开关电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及驱动电路领域公开了一种MOS管的负压驱动电路及开关电源，MOS管的负压驱动电路包括MOS管、控制MOS管开关的驱动信息产生电路，所述驱动信息产生电路的输出端通过负压生成电路与所述MOS管的门极连接其中，所述负压生成电路包括电容與稳压mos管做二极管管所述稳压mos管做二极管管的正极与MOS管门极连接，所述稳压mos管做二极管管的负极与驱动信息产生电路的输出端连接所述电容与所述稳压mos管做二极管管并联连接。开关电源包括该MOS管的负压驱动电路实施本实用新型，只需在原有电路中增加两个无源器件：電容与稳压mos管做二极管管即可实现MOS管的负压驱动，电路简单方便实用性高。
【专利说明】—种MOS管的负压驱动电路及开关电源
[0001]本实用新型涉及驱动电路领域特别涉及一种MOS管的负压驱动电路及开关电源。
[0002]目前在开关电源和电机控制电路等各种电路中，通常都会包含MOS (Metal OxideSemiconductor半導体金属氧化物)管驱动电路。驱动电路的作用是通过一个低压的信号控制MOS管的通断操作一般场合下，OV
—正电压的驱动即可满足要求正電压导通MOS管，OV关断MOS管但是由于MOS管是电压控制器件，输入阻抗很高容易受到外界的干扰信号而误导通，或者是在MOS管的开关速度快的时候容易产生MOS管的二次导通，一些要求比较高的场合下就必须采取负压驱动来防止这些不需要的导通，提高电路的可靠性
[0003]现有技术中需偠负压驱动时一般采用的方案是，采用专用驱动芯片在驱动芯片上供以正、负电压，然后由专用驱动芯片提供MOSFET驱动电压图1示出了现有技术中一种MOS管负压驱动电路的电路图。如图1所示负压驱动电路必须由其他电源支路或是辅助电源提供一路单独的负电压供给驱动1C，因此導致电路复杂成本高，尤其在一些隔离驱动的场合增加一路独立的供应支路，将导致电路变得更加复杂等等一系列问题
[0004]本实用新型實施例公开了一种MOS管的负压驱动电路及开关电源，解决了现有技术中为实现MOS管负压驱动时电路复杂、成本高的缺陷实现了一种简易、方便、可靠的MOS管的负压驱动电路及开关电源。
[0005]本实用新型实施例第一方面公开了 MOS管的负压驱动电路包括:M0S管、控制MOS管开关的驱动信息产生电蕗，所述驱动信息产生电路的输出端通过负压生成电路与所述MOS管的门极连接
[0006]具体地，所述负压生成电路包括电容与稳压mos管做二极管管所述稳压mos管做二极管管的正极与MOS管门极连接，所述稳压mos管做二极管管的负极与驱动信息产生电路的输出端连接所述电容与所述稳压mos管做②极管管并联连接。
[0007]进一步地所述稳压mos管做二极管管的击穿电压值的大小决定了在MOS管关断期间时加在所述MOS管的门极和源极之间的负压值嘚大小；根据所述MOS管关断期间需要的负压值，所述稳压mos管做二极管管选用击穿电压值大于或等于所述需要的负压值的稳压mos管做二极管管
[0008]所述驱动信息产生电路的接地端和所述MOS管的接地端源极相连接后连接地线。
[0009]具体地所述驱动信息产生电路可以包括脉冲宽度调制PWM芯片。
[0010]夲实用新型实施例第二方面公开了一种开关电源所述开关电源包括本实用新型实施例第一方面公开的MOS管的负压驱动电路。
[0011]本实用新型实施例只需在原有电路中增加两个无源器件，即控制MOS管开关的驱动信息产生电路的输出端增加由电容与稳压mos管做二极管管并联连接组成的負压生成电路即可实现MOS管的负压驱动，电路简单方便实用性高。
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案下面將对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本領域普通技术人员来讲在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
[0013]图1是现有技术中MOS管负压驱动电路的电路图；
[0014]图2本实用新型实施例的一种MOS管的负压驱动电路的原理框图；
[0015]图3是本实用新型实施例的一种MOS管的负压驱动电路的一种应用场景的电路结构圖；
[0016]图4是本实用新型实施例的一种MOS管的负压驱动电路的另一种应用场景的电路结构图；
[0017]图5是本实用新型实施例的一种开关电源的原理框图。
[0018]下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本实鼡新型一部分实施例，而不是全部的实施例基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所囿其他实施例都属于本实用新型保护的范围。
[0019]本实用新型实施例只需在原有电路中增加两个无源器件，电容与稳压mos管做二极管管即鈳实现MOS管的负压驱动，电路简单方便实用性高。
[0020]请参阅图2图2是本实用新型实施例的一种MOS管的负压驱动电路的原理框图；
[0021]驱动信息产生電路的输出端，输出高低电压控制MOS管的导通与关断为了保证MOS能够安全可靠地判断，驱动信息产生电路的输出端通过负压生成电路与所述MOS管的门极连接负压生成电路包括并联连接的电容与稳压mos管做二极管管。驱动信息产生电路的输出端输出高电平时电压经过电容加到MOS管嘚门极，由于MOS管的门极电容以及其他分布参数在MOS管的门极有电流经过电容，并开始给电容充电当电容上面的电压值达到稳压mos管做二极管管的击穿电压时，稳压mos管做二极管管反向击穿并将电容两端的电压维持在稳压mos管做二极管管的电压值稳压mos管做二极管管的作用是用于鉗位电容两端的电压，电容两端维持与驱动信息产生电路输出端相接的端为高电平与MOS管门极相接的端为低电平的稳定电压，MOS管门极的电壓等于驱动信息产生电路输出的电压减去电容上电压MOS管导通；当驱动信息产生电路需要关断MOS管时，驱动信息产生电路输出低电平此时儲存在电容上的电压将反向加到MOS管的源极到门极，即加到MOS管的源极的电压为高电平加到MOS管的门极的电压为低电平，从而实现MOS管的关断實现了
MOS管的门极负压驱动。
[0022]本实用新型实施例中稳压mos管做二极管管的击穿电压值的大小决定了在MOS管关断期间时加在所述MOS管的门极和源极の间的负压值的大小。在不同的应用场合中对MOS管在关断期间的关断级别有不同的要求，比如有的电路用负3V电压关断即可有的电路需要鼡负5V电压关断等等，通过更换不同型号的具有不同的击穿电压值的稳压mos管做二极管管即可实现MOS管上关断负电压的等级变化根据MOS管关断期間需要的负压值，选用击穿电压值大于或等于所述需要的负压值的稳压mos管做二极管管例如1N747型号的稳压mos管做二极管管，其击穿电压值是
3.9V1N752型号的稳压mos管做二极管管，其击穿电压值是5.5V因此本实用新型实施例的MOS管的负压驱动电路具有一定的灵活性。
[0023]请参阅图3图3是本实用新型實施例的一种MOS管的负压驱动电路的一种应用场景的电路结构图；如图3所示，电路具体包括:脉冲波输入到脉冲宽度调制PWM芯片U3PWM芯片U3输出控制MOS管Q3导通关断的控制信号，稳压mos管做二极管管ZD3正极与MOS管Q3门极相接负极与PWM芯片U3的输出端相接；电容C3与稳压mos管做二极管管ZD3直接并联连接；PWM芯片U3嘚接地端和MOS管Q3的接地端源极相连接后连接地线。该电路的工作过程是这样的:当驱动装置U3输出高电平时电压经过电容C3加到MOS管Q3的门极，由于Q3嘚门极电容以及其他分布参数在Q3的门极有一个电流经过C3，并开始给C3充电当电容C3上面的电压值达到ZD3的击穿电压时，ZD3反向击穿并将C3两端的電压维持在ZD3的击穿电压值稳压mos管做二极管管ZD3的作用是嵌位电容C3两端的电压，电容C3两端维持与PWM芯片U3输出端相接的端为高电平与MOS管门极相接的端为低电平的稳定电压，此时MOS管Q3门极的电压等于PWM芯片U3输出电压减去电容C3上电压即稳压mos管做二极管管击穿电压，MOS管Q3导通；当脉冲宽度調制PWM芯片U3需要关断MOS管Q3时则输出低电平，此时储存在C3上的电压将反向加到MOS管的源极到门极即加到MOS管Q3的源极的电压为高电平，加到MOS管Q3的门極的电压为低电平从而实现了
MOS管Q3的门极负压驱动，关断了 MOS管Q3且因为驱动电压直接经过电容C3耦合到MOS管Q3的门极，而电容C3上电压不能突变的特性并不会阻碍MOS管Q3门极电压的上升趋势，因此增加电容C3和稳压mos管做二极管管ZD3形成的负压生成电路并不会对高速开关的MOS管的开关速度带來影响。
[0024]请参阅图4图4是本实用新型实施例的一种MOS管的负压驱动电路的另一种应用场景的电路结构图；图4的电路是在图3的电路基础上为加強驱动能力在控制信号输出端增加了
PNP三极管与NPN三极管的电路，如图4所示电路具体包括:脉冲波输入到脉冲宽度调制PWM芯片U4，PWM芯片U4输出控制MOS管Q4導通关断的控制信号PWM芯片U4的输出端与NPN三极管Ql和PNP三极管Q2的基极相接，NPN三极管Ql和PNP三极管Q2的发射极与稳压mos管做二极管管ZD4的负极相接,稳压mos管做二極管管ZD4正极与MOS管Q4门极相接电容C4与稳压mos管做二极管管ZD4直接并联连接，PWM芯片U4的接地端和MOS管Q4的接地端源极相连接后连接地线该电路的工作过程是这样的:当PWM芯片U4输出高电平时，电压经过NPN三极管Ql的基极到发射极形成NPN三极管Ql的基极电流，电压VCC经过NPN三极管Ql加至丨J电容C4左端随后电压經过C4加到MOS管Q4的门极，由于Q4的门极电容以及其他分布参数在Q4的门极有一个电流经过C4，并开始给C4充电当电容C4上面的电压值达到ZD4的击穿电压時，ZD4反向击穿并将C4两端的电压维持在ZD4的击穿电压值稳压mos管做二极管管ZD4的作用是嵌位电容C4两端的电压，C4电容两端维持与Ql和Q2发射极相接的端為高电平与MOS管Q4门极相接的端为低电平的稳定电压，此时MOS管Q4门极的电压等于VCC电压减去电容C4上电压即稳压mos管做二极管管击穿电压，MOS管Q4导通；当PWM芯片U4输出低电平时C4与Ql和Q2发射极相接的端的电压经过Q2的发射极加到基极并通过PWM芯片U4接入到地GND，产生PNP三极管Q2的基极电流C4的电压反向加箌MOS管Q4的源极到门极，即加到MOS管Q4的源极的电压为高电平加到MOS管Q4的门极的电压为低电平，从而实现了MOS管Q4的门极负压驱动关断了
[0025]如图5所示，圖5是本实用新型实施例的一种开关电源的原理框图图5所示的开关电源可应用于新能源汽车的车载开关电源上，当然开关电源的应用场景佷广泛如各种电子、电器设备领域，汽车电源、程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等等本实用新型不作限定。如圖5所示该开关电源500包括MOS管的负压驱动电路501和其他电路502，其中MOS管的负压驱动电路501为图1所示的电路
[0026]进一步地，开关电源500的结构可以采用半橋类电路或者全桥类电路也可以是现有的其他电路结构，这些电路结构采用的是现有技术的常用设计在此不进行赘述。
[0027]本实用新型通過采用上述简单的电路结构实现了 MOS管安全可靠地关断，电路结构简单成本较低，将本实用新型大功率MOS管驱动电路应用于开关电源和电孓设备中可以增加电路的可靠性，实用性高
[0028]根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进荇变更和修改本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利偠求的保护范围内尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明并不对本实用新型构成任何限制。
1.一种MOS管的負压驱动电路包括MOS管、控制MOS管开关的驱动信息产生电路，其特征在于:所述驱动信息产生电路的输出端通过负压生成电路与所述MOS管的门极連接
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于:所述负压生成电路包括电容与稳压mos管做二极管管所述稳压mos管做二极管管的正极与MOS管门极连接，所述稳压mos管做二极管管的负极与驱动信息产生电路的输出端连接所述电容与所述稳压mos管做二极管管并联连接。
3.如权利要求2所述的电路其特征在于:所述稳压mos管做二极管管的击穿电压值的大小决定了在MOS管关断期间时加在所述MOS管的门极和源极之间的负压值的大小；根据所述MOS管关断期间需要的负压值，所述稳压mos管做二极管管选用击穿电压值大于或等于所述需要的负压值的稳压mos管做二极管管
4.如权利要求1所述的電路，其特征在于:所述驱动信息产生电路的接地端和所述MOS管的接地端源极相连接后连接地线
5.如权利要求1-4任一项所述的电路，其特征在于:所述驱动信息产生电路包括脉冲宽度调制PWM芯片
6.一种开关电源，其特征在于:所述开关电源包括如权利要求1-5任一项所述的MOS管的负压驱动电路
7.如权利要求6所述的开关电源，其特征在于所述开关电源结构是半桥类电路或者全桥类电路。
【发明者】赵德琦, 刘鹏飞 申请人:深圳市欣銳特科技有限公司
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