低成本低損耗的高速推挽驅動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及功率開關器件驅動【技術領域】，具體公開了一種低成本低損耗的高速推挽驅動電路，包括推挽對管部分以及驅動部分，所述推挽對管部分包括第一電阻R1、第一三極管Q1、第二三極管Q2以及第三三極管Q3，所述驅動部分包括二極管D、電容器C以及第二電阻R2、第三電阻R3，所述二極管D的正極與第二三極管Q2的基極連接，二極管D的負極與第三電阻R3連接后分為兩路，第一路與電容器C連接后與驅動信號DRV的輸出器件連接，第二路與第二電阻R2連接后分為兩路，一路與第一三極管Q1的基極連接，另一路與第二三極管Q2和第三三極管Q3的集電極連接。本實用新型具有損耗低、成本低、可靠性高的優點。
【專利說明】低成本低損耗的高速推挽驅動電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及功率開關器件驅動【技術領域】，尤其涉及一種低成本低損耗的高速推挽驅動電路。
【背景技術】
[0002]為了降低功率開關器件的動態損耗，需要快速地開關功率半導體器件，這就需要驅動電路具有較強的負載能力，能夠提供較大的脈沖電流。特別是對于并聯的多個開關功率半導體器件，在現實使用中為了最大限度地獲得并聯均流，各開關功率半導體器件需要使用同一驅動源，這就需要推挽驅動電路能否輸出更大的脈沖電流。目前推挽驅動為了獲得較大的脈沖驅動電流以實現可靠的高速驅動，其實現方式大致分以下三種，第一種為雙級推挽驅動，以下簡稱為“驅動方式1”，具體原理圖如圖1;第二種為雙電源推挽驅動，以下簡稱為“驅動方式2”，具體原理圖如圖2 ;第三種為使用專門的驅動芯片做推挽驅動，以下簡稱為“驅動方式3”，具體原理圖如圖3。
[0003]驅動方式1:R1為驅動電阻，R2、R3為上拉電阻，Dl為快速二極管，D2為穩壓二極管，QU Q2、Q3、Q4為三極管，PWM為控制器輸出的驅動信號，DRV為提供給功率開關器件的驅動信號，VCC為供電電源。
[0004]其工作分為二個階段:
[0005]階段1:當PWM輸出為低時，Dl導通，D2截止，Ql導通，Q2截止，Q3導通，Q4截止。驅動信號通過Ql做電流放大提供給Q3的基極，Q3將基極的電流放大后提供給后級的功率開關器件，以實現開通。
[0006]階段2:當PWM輸出為高時，Dl截止，D2反向導通，Ql截止，Q2導通，Q3截止，Q4導通。驅動信號通過Q2做電流放大提供給Q4的基極，用以抽取Q4的基極電流，近而通過Q4的電流放大作用加速抽取功率開關器件控制端的結電容電荷，以實現關斷。
[0007]驅動方式2:R1為上拉電阻，QU Q2、Q3為三極管，PWM為控制器輸出的驅動信號，DRV為提供給功率開關器件的驅動信號，VCCl為其中一路供電電源，VCC2為另一路供電電源，其中VCCl的電壓大于VCC2的電壓。
[0008]其工作分為二個階段:
[0009]階段1:當PWM輸出為高時，Ql導通，Q2截止，Q3導通。驅動信號通過Ql做電流放大提供給Q3的基極，用以抽取Q3的基極電流，近而通過Q3的電流放大作用加速抽取功率開關器件控制端的結電容電荷，以實現關斷。
[0010]階段2:當PWM輸出為低時，Ql截止，Q2導通，Q3截止。VCCl通過Rl給Q2提供較大的基極電流，并通過Q2的電流放大作用供給后級的功率開關器件較大的脈沖電流，以實現開通。
[0011]驅動方式3:PWM Controller為專門的PWM驅動芯片，Rl為上拉電阻，R2為驅動電阻，Ql、Q2為三極管，DRV為提供給功率開關器件的驅動信號。
[0012]其工作分為二個階段:
[0013]階段1:當PWM Controller輸出高時，Ql導通，Q2截止。驅動信號通過Ql做電流放大供給后級的功率開關器件較大的脈沖電流，以實現開通。
[0014]階段2:當PWM Controller輸出低時，Ql截止，Q2導通。驅動芯片通過Q2的電流放大作用加速抽取功率開關器件控制端的結電容電荷，以實現關斷。
[0015]上述三種驅動電路在結構方面較繁復，且驅動損耗大、可靠性不高。
實用新型內容
[0016]本實用新型為解決上述問題，提供一種低成本低損耗的高速推挽驅動電路，該驅動電路不會損耗太多能量，且電路結構簡單，原件少，成本低。
[0017]為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案為:
[0018]一種低成本低損耗的高速推挽驅動電路，包括推挽對管部分以及驅動部分，所述推挽對管部分包括第一電阻R1、第一三極管Q1、第二三極管Q2以及第三三極管Q3，所述驅動部分包括二極管D、電容器C以及第二電阻R2、第三電阻R3，所述二極管D的正極與第二三極管Q2的基極連接，二極管D的負極與第三電阻R3連接后分為兩路，第一路與電容器C連接后與驅動信號DRV的輸出器件連接，第二路與第二電阻R2連接后分為兩路，一路與第一三極管Ql的基極連接，另一路與第二三極管Q2和第三三極管Q3的集電極連接。
[0019]其中，所述第一三極管Ql的集電極與PWM的驅動信號輸出端連接，發射極接地，基極與第一電阻Rl連接后與第二三極管Q2的基極連接，所述第二三極管Q2的基極與電源VCC連接，發射極與第三三極管Q3的發射極連接，第三三極管Q3的基極接地，第二三極管Q2與第三三極管Q3的集電極連接。
[0020]本實用新型所述的低成本低損耗的高速推挽驅動電路，其有益效果為:
[0021]利用很少的元器件組成較簡單的驅動部分，加入到推挽對管部分中，其中的電容C以約VCC+DRV的電壓通過電阻R2給Q2的基極以提供較大的基極電流，大大增加了提供給后級功率開關器件的脈沖電流，以實現高速開通，成本低，可靠性高，損耗小。
[0022]該高速他驅電路具有損耗低、成本低、可靠性高的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為現有技術驅動電路I的電路結構示意圖；
[0024]圖2為現有技術驅動電路2的驅動電流波形圖；
[0025]圖3為現有技術驅動電路3的驅動電流波形圖；
[0026]圖4為本實用新型實施例低成本低損耗的聞速推挽驅動電路的電路結構不意圖；
[0027]圖5為本實用新型實施例低成本低損耗的高速推挽驅動電路的階段I的電流走向圖；
[0028]圖6為本實用新型實施例低成本低損耗的高速推挽驅動電路的階段2的電流走向圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。
[0030]實施例:
[0031]參照圖4，本實用新型所述低成本低損耗的高速推挽驅動電路，包括推挽對管部分以及驅動部分，是對驅動部分做了改進，其中，推挽對管部分包括第一電阻R1、第一三極管Q1、第二三極管Q2以及第三三極管Q3，驅動部分包括二極管D、電容器C以及第二電阻R2、第三電阻R3。第一三極管Ql的集電極與PWM的驅動信號輸出端連接，發射極接地，基極與第一電阻Rl連接后與第二三極管Q2的基極連接，所述第二三極管Q2的基極與電源VCC連接，發射極與第三三極管Q3的發射極連接，第三三極管Q3的基極接地，第二三極管Q2與第三三極管Q3的集電極連接；二極管D的正極與第二三極管Q2的基極連接，二極管D的負極與第三電阻R3連接后分為兩路，第一路與電容器C連接后與驅動信號DRV的輸出器件連接，第二路與第二電阻R2連接后分為兩路，一路與第一三極管Ql的基極連接，另一路與第二三極管Q2和第三三極管Q3的集電極連接。
[0032]該高速推挽驅動電路工作可分三個階段:
[0033]階段1:當PWM輸出為高時，第一三極管Ql導通，第二三極管Q2截止，第三三極管Q3導通。其電流走向如圖5，驅動信號通過第一三極管Ql做電流放大提供給第三三極管Q3的基極，用以抽取第三三極管Q3的基極電流，近而通過第三三極管Q3的電流放大作用加速抽取功率開關器件控制端的結電容電荷，以實現高速關斷。同時隨著DRV電位的降低，VCC通過二極管D和第三電阻R3給電容器C充電，直到電容器C的I端電位達到或接近電源電壓 VCC。
[0034]階段2:當PWM為低時，第一三極管Ql截止，第二三極管Q2導通，第三三極管Q3截止。其電流走向如圖6，由于第二三極管Q2的開通，DRV的電位逐漸上升即電容器C的2端電位上升，這將使電容器C的對地電壓達到或接近于VCC+DRV的電壓，此時二極管D處于截止狀態，電容器C通過第二電阻R2對第二三極管Q2的基極放電，這相當于在VCC通過第一電阻Rl給第二三極管Q2提供基極電流的同時，還有電容器C以約VCC+DRV的電壓通過第二電阻R2給第二三極管Q2的基極以提供較大的基極電流，這將大大增加提供給后級功率開關器件的脈沖電流，以實現高速開通。
[0035]階段3:此時PWM輸出仍為低，電容器C所存儲的電荷逐漸下降直到電容器C兩端的電壓不足以為第二三極管Q2提供基極電流，此時第二三極管Q2的基極電流完全由VCC通過第一電阻Rl來提供。直到電路工作過渡到階段I。
[0036]從以上分析可以看出，高速推挽驅動電路中電容器C僅需提供尖峰驅動時段所需電荷，所以高速他驅電路中的第二電阻R3的阻值可相對取大一些，另外當驅動平臺區時，由于門極電容電壓已經被充滿，此時的Rg的阻抗比較大，驅動電路不會損耗太多能量。另外由于高速推挽驅動電路僅僅通過一顆電容、兩顆電阻和一只二極管實現大驅動脈沖電流，省去了多級電路和驅動IC的損耗，這使得本實用新型在損耗、可靠性和價格方面更具優勢。
[0037]以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種低成本低損耗的高速推挽驅動電路，包括推挽對管部分以及驅動部分，所述推挽對管部分包括第一電阻R1、第一三極管Q1、第二三極管Q2以及第三三極管Q3，所述驅動部分包括二極管D、電容器C以及第二電阻R2、第三電阻R3，所述二極管D的正極與第二三極管Q2的基極連接，二極管D的負極與第三電阻R3連接后分為兩路，第一路與電容器C連接后與驅動信號DRV的輸出器件連接，第二路與第二電阻R2連接后分為兩路，一路與第一三極管Ql的基極連接，另一路與第二三極管Q2和第三三極管Q3的集電極連接。
2.根據權利要求1所述低成本低損耗的高速推挽驅動電路，其特征在于:所述第一三極管Ql的集電極與PWM的驅動信號輸出端連接，發射極接地，基極與第一電阻Rl連接后與第二三極管Q2的基極連接，所述第二三極管Q2的基極與電源VCC連接，發射極與第三三極管Q3的發射極連接，第三三極管Q3的基極接地，第二三極管Q2與第三三極管Q3的集電極連接。
【文檔編號】H03K17/56GK204131481SQ201420532896
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月16日 優先權日:2014年9月16日
【發明者】余仕君, 陳中洪 申請人:廣東易事特電源股份有限公司