[实用新型]一种高频MOSFET的负压驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子驱动应用技术领域，尤其涉及一种高频MOSFET的负压驱动电路。 

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，提供一种高频MOSFET的负压驱动电路，本实用新型不仅可以满足脉冲变压器高频工作的需求 ，同时还可以提供负压驱动，以及防止因故障引起的初级绕组电流过大的情况 。 

为了实现上述任务，本实用新型采用如下的技术解决方案： 

一种高频MOSFET的负压驱动电路，包括充电电路、放电电路、变压器T、MOSFET管Q和缓冲电容C2，所述的充电电路由隔直电容C1、限流电阻R1和R2组成；所述的放电电路由稳压二极管D和放电电阻R3组成；所述的变压器T的原边同名端连接电源正极V+，原边非同名端连接MOSFET的漏极；所述的MOSFET管Q的源极接地；所述缓冲电容C2的正极接Q的漏极D，C2的负极接Q的源极S。微处理器PWM信号的输出点经限流电阻R1和隔直电容C1与MOSFET的栅极相连。

本实用新型的有益效果是：微处理器输出的PWM由0V变为5V时，隔直电容两端电压不发生突变，电容C1的负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的正极也突变为高电压，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。当微处理器出现故障，PWM持续为5V时，由于隔直电容正极的电压高于MOSFET源极电压，电容通过电阻进行放电，直到Vgs低于栅极阀值电压时，MOSFET关断。放电过程为RC电路的固有响应，通过选取合适的隔直电容和电阻，可以实现不同的初级绕组关断时间。微处理器输出的PWM由5V变为0V时，隔直电容两端电压不发生突变，此时隔直电容的正极减少5V，使得Vgs小于栅极阀值电压，初级绕组的MOSFET关断。 

该电路结构简单、成本低廉，并在微处理器出现故障时，可以自动关断MOSFET，防止变压器初级绕组长时间开通，避免初级绕组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，T为小功率脉冲变压器，Q为MOSFET管，C1为隔直电容、D为稳压二极管，R1和R2为限流电阻，R3为放电电阻。 

图2中，D为占空比，T为开关周期，DT为导通时间，（1-D）T为关断时间，Vg为输入PWM脉冲波形，Vgs为功率MOSFET的栅极和源极之间的电压。 

具体实施方式

如图1中，放电电阻R3和隔直电容C1组成放电电路，在PWM信号由高电压变为低电压时，对隔直电容进行放电，阻止初级绕组持续导通，避免初级绕组电流过大。隔直电容C1、稳压二极管D和限流电阻R1和R2组成充电电路，在PWM信号由低电压变为高电压时，对隔直电容进行充电。小功率脉冲变压器T的原边同名端连接电源正极V+，原边非同名端连接MOSFET的漏极D，MOSFET的源极S接地。微处理器PWM信号的输出点经过限流电阻R1和隔直电容C1与MOSFET的栅极相连。 

图2为驱动电路中的几个主要波形，设PWM信号的占空比为D，开关周期为T。在DT导通时间内，PWM信号由持续为5V，MOSFET栅极与源极之间的电压Vgs达到最大值后不断下降，初级绕组的MOSFET开通。在（1-D）T关断期间，PWM输出信号变为低电平，MOSFET栅极与源极之间的电压Vgs迅速下降至负压，栅极电荷快速放电，实现了MOSFET的负压驱动关断。 

MOSFET的开通过程为RC电路的充电过程，通过合理的选择隔直电容和放电电阻的数值可以准确控制变压器初级绕组的开通时间，避免初级绕组电流过大引起器件损害。微处理器出现故障，输出的PWM信号持续为高电平时，MOSFET栅极与源极之间的电压Vgs自动降低，即MOSFET可以自动关断。