[发明专利]改善功率管动态性能的驱动电路实现装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子电路和电子测量领域，尤其是一种改善功率管动态性能的驱动电路实现装置，主要应用用于线性电源、开关电源或电子负载等场合。。

背景技术

N沟道增强型MOSFET驱动电路主要用于线性电源、开关电源或电子负载等需要以功率场效应管为耗能元件的领域。

传统的N沟道增强型MOSFET驱动电路，缺少针对MOSFET截断电压的处理措施，根据场效应管的特征，I_d＝f(V_gs-V_th)只有栅极电压高于截断电压时，MOSFET才开始工作，实现电压控制电流的作用。于是，传统的驱动电路每次工作刚开始的一段时间，只是用来克服截断电压的影响，并不能起压控电流的作用，导致功率管的导通速度慢和动态响应性能比较差。

专利CN2014200080079.9“功率管驱动电路及直流固态功率控制器”，如附图1所示，该专利可以实现功率管以较“慢”的恒定速度开通和关断，但未对截断电压进行适当的处理，这就会影响功率管的导通速度和快速切换时的动态响应性能。

专利CN201510835854.6“一种功率管驱动电路”，如附图2所示，该发明实施例公开了一种功率管驱动电路，该发明优点是提供的功率管驱动电路，驱动电路驱动能力强，配合泄放电路可以迅速关断功率电路的功率管，可以实现较快的关断速度，开关损耗较小，动态性能有一定的改善。但是该发明也并未对截断电压进行适当的处理，这导致功率管的导通速度比较慢，动态性能虽然有一定的改善，却仍然比较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种改善功率管动态性能的驱动电路实现装置，在功率管驱动电路中增添了针对N沟道MOSFET管截断电压的处理措施，可以有效缩短功率管的导通时间，减少开关损耗，改善功率管的动态响应性能。

本发明所采用的技术方案为：一种改善功率管动态性能的驱动电路实现装置，包括输入信号源、反相器、第一集成电路、第二集成电路、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一电源、第二电源、第三电源(外接电源)、第一参考地、第二参考地；

所述第一集成电路为集成运算放大器，第二集成电路为集电极开路比较器、第三电容为积分电容、第一晶体管为NPN型晶体管、第二晶体管为PNP型晶体管，第三晶体管是N沟道增强型场效应管，第一电源为正电源，第二电源为负电源，第三电源为外接电源，第一电源和第二电源以第一参考地电位为参考，第一参考地和第二参考地单点连接；

所述第十二电阻为第三晶体管栅极保护电阻，防止瞬间电流对第三晶体管的冲击；第一电阻、第三电容、第四电阻、第五电阻、第一集成电路以第一集成电路为核心组成深度负反馈，构成了积分器；第二集成电路、第一电源、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻组成开关控制电路；第一晶体管对第一集成电路进行扩流，增强第一集成电路的输出电流能力；第二晶体管为开关晶体管，导通情况下，第二负电源经过第三电阻对积分电容进行放电。

进一步的说，本发明所述第六电阻和第七电阻对第一电源电压进行分压，将分压结果作为基准电压送至第二集成电路的反相输入端；当第一集成电路输出电压小于基准电压的情况下，第二集成电路输出低电平为第二电源，第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一电源、第二电源组成电平移位电路，以控制第二晶体管的基极电压为一定的负电压，保证第二晶体管饱和导通；当第一集成电路输出端电压大于基准电压的情况下，第二集成电路输出高阻态，第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一电源、第二电源组成电平移位电路，以控制第二晶体管的基极电压为一定的正电压，保证第二晶体管截止。

再进一步的说，本发明上电后，PWM先不输入，以第一集成电路、第二集成电路、第二电源、第二晶体管和基准电压为核心，构成了电压钳位电路，在第一集成电路输出端电压被钳位在基准电压后，可将输入信号源接入。

再进一步的说，本发明当第一集成电路输出电压小于基准电压的情况下，第二集成电路输出低电平为第二电源，第二晶体管的基极电压为一定的负电压第二晶体管饱和导通，第二电源通过第三电阻连接到第一集成运算放大器的反相输入端，对积分电容进行放电，导致第一集成电路输出电压升高。