P-mosfet驅動電路的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及驅動電路領域，尤其涉及P-MOSFET驅動電路。
【背景技術】
[0002]電力場效應晶體管分為兩種類型，結型和絕緣柵型。一般絕緣柵型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET)，簡稱為電力 MOSFET (Power MOSFET), P-M0SFET 是用柵極電壓來控制漏極電流，它具有驅動電路簡單，驅動功率小，開關速度快，工作頻率高的顯著特點。但是，其電流容量小，耐壓低，只用于小功率的電力電子裝置。現有的MOSFET驅動電路并未設置保護電路部分。因此，當輸入直流電壓大于P-MOSFET的Vgs (柵極電壓)的最大耐壓值(如30V)時，將會導致P-MSOFET的損壞。
[0003]因此，現有技術還有待于改進和發展。
【實用新型內容】
[0004]鑒于上述現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供P-MOSFET驅動電路，旨在解決現有P-MSOFET驅動電路未設置保護電路，輸入電壓過大時容易造成P-MSOFET損壞的冋題。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]一種P-MOSFET驅動電路，其包括:用于提供給P MOS管提供驅動電壓的驅動模塊和用于保護P MOS管的驅動保護模塊，所述驅動模塊與P MOS管的源極和柵極連接，所述驅動保護模塊與所述驅動模塊連接。
[0007]所述的P-MOSFET驅動電路，還包括用于產生PWM控制信號的PWM單元。
[0008]所述的P-MOSFET驅動電路中，所述驅動保護模塊具體包括至少一二極管。
[0009]所述的P-MOSFET驅動電路中，所述驅動保護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動模塊，第一二極管的負極連接第第二二極管的正極，第二二極管的負極連接驅動模塊。
[0010]所述的P-MOSFET驅動電路中，所述驅動模塊包括: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第三電阻與PWM單元的信號輸出端連接、也通過第四電阻接地，第一三極管的集電極連接第二三極管的基極和第三三級管的基極、還通過第一電阻與直流電源輸出端和P MOS管的源極連接，第一三級管的發射極和第二三級管的集電極均接地，第二三極管的發射極連接第二二極管的負極，第三三級管的集電極連接直流電源輸出端和P MOS管的源極連接，第三三極管的發射極連接第一二極管的正極、還通過第二電阻連接P MOS管的柵極。
[0011]所述的P-MOSFET驅動電路中，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:本實用新型提供的P-MOSFET驅動電路，通過額外設置的驅動保護模塊，降低了柵極端的驅動電壓，有效在直流輸入電壓大于MOS管額定電壓時保護MOS管，防止其被擊穿，降低驅動電路的成本，實現批量生產。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型具體實施例的P-MOSFET驅動電路的結構框圖。
[0014]圖2為本實用新型具體實施例的P-MOSFET驅動電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0015]本實用新型提供了 P-MOSFET驅動電路，為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本實用新型進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0016]如圖1所示，為本實用新型提供的P-MOSFET驅動電路的具體實施例，所述驅動電路包括驅動模塊100和驅動保護模塊200，所述驅動模塊與P MOS管10的源極和柵極連接用于給P MOS管10提供驅動電壓，所述驅動保護模塊與所述驅動模塊連接。
[0017]所述驅動模塊100可以采用現有技術中常用的MOS管驅動電路，所述驅動保護模塊200在驅動模塊100導通后，分去直流輸出端的一部分電壓，從而降低驅動模塊100導通后加在P MOS管10的柵極。通過該分壓功能，上述驅動保護模塊200可以在直流輸入電壓大于MOS管額定電壓時實現對MOS管的保護。
[0018]具體的，所述P-MOSFET驅動電路還包括用于產生PWM控制信號的PWM單元300來控制驅動模塊100的導通狀態，最終控制MOS管的導通狀態。具體工作原理為:所述PWM為高電平“I”時，驅動模塊100導通，使P-MOS管柵和源極產生電壓差，使P-MOS管打開。當所述PWM為低電平“O”時，驅動模塊100不導通，柵源極電壓Vgs為0，P-MOS管關閉。
[0019]本實用例中，所述驅動保護模塊具體包括至少一二極管，二極管的數量根據不同直流輸入電壓的高低設置。具體的，如圖2所示，所述驅動保護模塊200包括第一二極管Dl和第二二極管D2。所述第一二極管Dl的正極連接驅動模塊100，第一二極管Dl的負極連接第第二二極管D2的正極，第二二極管D2的負極連接驅動模塊。
[0020]進一步的，所述驅動模塊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的基極通過第三電阻R3與PWM單元的信號輸出端連接，用于接收PWM的電平信號、還通過第四電阻R4接地。第一三極管Ql的集電極連接第二三極管Q2的基極和第三三級管Q3的基極、也通過第一電阻Rl與直流電源輸出端和P MOS管10的源極連接。第一三級管Ql的發射極和第二三級管Q2的集電極均接地，第二三極管Q2的發射極連接第二二極管D2的負極，第三三級管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的發射極連接第一二極管Dl的正極、還通過第二電阻R2連接P-MOS管10的柵極G連接。
[0022]本實施例中，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。當然，在其它實施例中，三個三極管也可以用相應功能的MOS管代替，或者使用PNP三極管和反相器構成的開關電路來代替本實施例的NPN三極管，只要能根據PWM信號實現驅動P MOS管即可。并且，驅動保護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，本實用新型對此不作限制。
[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為例對上述驅動電路的工作原理進行陳述:當PWM信號為高電平‘I’時，驅動模塊100的第一三極管Ql導通，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導通的特性，此時，本實用新型設置的第一二極管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大導致P MOS管被擊穿，有效的保護了 P MOS管。當PWM信號為高電平‘0’時，第一三極管Ql不導通，第二三極管Q2也不導通，此時P MOS管柵源極的電壓為:Vgs=0V，P MOS管處于關閉狀態。
[0025]根據Vgs 端的電壓計算公式:Vgs=Voutput_(Vdl+Vd2+....Vdn)，其中 Voutput 為直流輸入電壓，η為二極管數量。可以通過增加或減少的串聯二極管的數量，以適應不同的直流輸入電壓及P-MOS管的額定電壓的要求。當直流輸入電壓遠大于P-MOS管的額定電壓時，可以增加串聯二極管的數量，當直流輸入電壓與P-MOS管的額定電壓較為接近時，可以相應減少串聯二極管的數量。上述串聯二極管的數量至少應當保證Vgs小于P-MOS管的額定電壓。
[0026]綜上所述，本實用新型提供的P-MOS管驅動電路，增加驅動保護模塊后，有效的保護MOS管的Vgs不受電壓擊穿，降低驅動電路的成本，實現批量生產。另外，所述驅動保護模塊巧妙的運用二極管的單向導通特性，可以通過增加或減少串聯二極管的個數，適應不同的直流輸入電壓要求，提高了驅動電路和MOS管的使用壽命和可靠性，使電路設計變得更加容易。并且所述P-MOS管驅動電路，電路結構簡單可靠，性價比高，易于生產和進行品質控制。
[0027]應當理解的是，本實用新型的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種P-MOSFET驅動電路，其特征在于，包括:用于提供給P MOS管提供驅動電壓的驅動模塊和用于保護P MOS管的驅動保護模塊，所述驅動模塊與P MOS管的源極和柵極連接，所述驅動保護模塊與所述驅動模塊連接。
2.根據權利要求1所述的P-MOSFET驅動電路，其特征在于，還包括用于產生PWM控制信號的PWM單元。
3.根據權利要求1所述的P-MOSFET驅動電路，其特征在于，所述驅動保護模塊具體包括至少一二極管。
4.根據權利要求2所述的P-MOSFET驅動電路，其特征在于，所述驅動保護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動模塊，第一二極管的負極連接第第二 二極管的正極，第二 二極管的負極連接驅動模塊。
5.根據權利要求3所述的P-MOSFET驅動電路，其特征在于，所述驅動模塊包括: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第三電阻與PWM單元的信號輸出端連接、也通過第四電阻接地，第一三極管的集電極連接第二三極管的基極和第三三級管的基極、還通過第一電阻與直流電源輸出端和P MOS管的源極連接，第一三級管的發射極和第二三級管的集電極均接地，第二三極管的發射極連接第二二極管的負極，第三三級管的集電極連接直流電源輸出端和P MOS管的源極連接，第三三極管的發射極連接第一二極管的正極、還通過第二電阻連接P MOS管的柵極。
6.根據權利要求5所述的P-MOSFET驅動電路，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】本實用新型公開一種P-MOSFET驅動電路，包括，用于給P MOS管提供驅動電壓的驅動模塊和用于保護P MOS管的驅動保護模塊，所述驅動模塊與P MOS管的源極和柵極連接，所述驅動保護模塊與所述驅動模塊連接。通過額外設置的驅動保護模塊，降低了柵極端的電壓，有效在直流輸入電壓大于MOSFET額定電壓時保護MOSFET，防止其被擊穿，降低驅動電路的成本，實現批量生產。
【IPC分類】H03K17-567
【公開號】CN204349946
【申請號】CN201520003013
【發明人】劉建飛, 周大紅, 李戰功, 汪兆華, 鞠萬金
【申請人】深圳市京泉華科技股份有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月5日