[实用新型]一种大功率MOSFET负压驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型公开了一种大功率MOSFET负压驱动电路，特别涉及一种利用电荷泵原理来实现定时关断的半桥式大功率MOSFET负压驱动电路。 

背景技术

开关电源由于体积小、重量轻、效率高等优点，应用已经越来越普及。MOSFET由于开关速度快、易并联、所需驱动功率小等优点已成为开关电源最常用的功率开关器件之一。功率MOSFET属于电压控制型器件,当其栅极和源极之间的电压超过阀值电压时，MOSFET就会导通。由于MOSFET存在结电容,关断时其漏极和源极两端电压的突然上升将会通过结电容在栅极和源极两端产生干扰电压，干扰电压波将会造成MOSFET的误触发。传统常用的互补驱动电路的关断回路阻抗小,关断速度较快,但它不能提供负压,故其抗干扰性较差。同时，传统的高频低功率MOSFET驱动电路，缺少MOSFET保护电路，当电路出现故障，输出的PWM持续为高电平时，MOSFET将长时间导通，导致电路电流过大，造成电路元件损害等严重问题。 

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于，提供一种大功率MOSFET负压驱动电路，本实用新型可以保证在开关管开通瞬时，驱动电路提供足够大的充电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升至所需值，防止上升沿高频振荡，实现快速导通。同时在关断期间，电路提供一定的负电压，避免受到干扰导致MOSFET管误导通。该电路还可以实现电路定时关断，防止MOSFET管长时间导通，导致电路电流过大，造成电路元件损害等严重问题。 

为了实现上述任务，本实用新型采用如下的技术解决方案： 

一种大功率MOSFET负压驱动电路，其特征在于，包括半桥式驱动电路、保护电路、负压电路和MOSFET管Q，所述的半桥式驱动电路包括NPN型三极管T1和PNP型三极管T2；所述的保护电路包括电容C1、二极管D和电阻R1；所述的负压电路包括电容C2、C3和电阻R2、R3；所述MOSFET管Q的栅极G与电容C1的负极相连，MOSFET管Q的源极S同时与电容C3的正极和电阻R3相连；所述的NPN型三极管T1集电极C与电源V+相连，三极管T1的发射极E与PNP型三极管T2的集电极C相连；所述的PNP型三极管T2的基极B同时与三极管T1的基极B和PWM的信号输入端相连，三极管T2的发射极E与地相连，所述电容C1的正极连接三极管T1的发射极E；所述二极管D的正极接地，二极管D的负极接电容C1的负极；所述电阻R1接在电容C1的负极与地两端；所述电容C2的正极与电源V+相连；所述电容C3的正极与电容C2的负极相连，电容C3的负极接地；所述电阻R2接在电源V+与电阻R3的两端；所述电阻R3接在电阻R2与地的两端。 

本实用新型的有益效果是： 

微处理器输出的PWM信号为高电平时,三极管T1导通，三极管T2截止，此时电容C1的正极电压突变为高电压，电容C1正负两极的电压差不发生突变，因此电容C1的负极也突变为高电压，使MOSFET管栅极G和源极S之间的电压超过阀值电压，这时MOSFET管Q开通。当电路出现故障，PWM输出持续为高电平时，电源通过电阻R1对电容C1进行充电，电容C1的正极电压被箝位为高电压，负极电压不断下降，直到MOSFET管栅极G和源极S之间的电压小于导通阀值电压时，MOSFET关断，该充电过程为RC电路的阶跃响应，通过选取合适的电容C1和电阻R1，可以实现MOSFET管可控的定时关断时间。 

微处理器输出的PWM信号变为低电平后，由于电容C1两端电压差不发生突变，电容C1的负极瞬时减少至负电压，同时由于电阻R2和R3的分压作用，使得MOSFET管栅极G和源极S之间的电压变为负值，实现了MOSFET的负压驱动关断，提高了驱动电路的抗干扰性，以及关断速度， 适用于高频场合。 

电路结构简单、成本低廉，可以实现MOSFET的负压驱动以及定时关断，提高了驱动电路的抗干扰性，在微处理器在出现故障时，防止MOSFET管长时间开通，有效避免了电路电流过大引起器件损害。 

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的解释说明。 

图1是电路原理图； 

图2是电路中主要工作波形。 

图1中，T1为NPN型三极管，T2为PNP型三极管，Q为MOSFET管，C1、C2、C3为电容、D为二极管，R1、R2、R3为电阻。