[发明专利]一种大电流CMOS推挽驱动电路及其控制方法

摘要

本发明提供了本发明公开了一种能在5‑10V电源电压下工作的大电流CMOS推挽驱动电路及其控制方法，主要应用于大功率MOS的栅极驱动。该电路包括一直流电源、一个线性稳压电路(LDO)、一控制电路、一个NMOS、一个PMOS和输出负载。线性稳压电路和控制电路都直接由直流电源供电，LDO输出与控制电路相连，PWM输入信号接控制电路，控制电路输出两路信号，分别与NMOS和PMOS的栅极相连。该方法通过自适应控制，根据输入PWM信号，在不同的直流电源电压下，控制NMOS/PMOS的打开与关闭，实现对负载驱动。本发明的积极效果是：电路结构简单，扩展了Vgs耐压只有5V的CMOS工艺的应用，拓宽了输入电压范围，提高了输出电压，增强了电路的驱动能力。

主权项

1.一种大电流CMOS推挽驱动电路，其特征在于：该电路包括直流电源201、线性稳压电路202、控制电路203、NMOS管205、PMOS204和输出负载；所述线性稳压电路202和控制电路203由直流电源201供电，线性稳压电路202输出与控制电路203相连，PWM输入信号接控制电路203，控制电路203输出两路信号，分别与NMOS管205和PMOS管204的栅极相连；所述NMOS管205和PMOS管204的漏极相连并与所述输出负载连接；所述NMOS管205的源极连接直流电源201的负极、PMOS管204的源极连接直流电源201的正极；所述控制电路203将PWM信号的电压增高；当PWM信号为高电平时，控制电路203输出低电平，关闭NMOS管205，打开PMOS管204，从而将负载电压拉高；反之，当PWM信号为低电平时，控制电路203输出高电平，打开NMOS管205，同时关闭PMOS管204，将负载电压拉低；所述线性稳压电路包括基准电压302、运算放大器303、两个多晶硅电阻304、305以及NMOS管306；所述NMOS管306的栅极与运算放大器303的输出端连接，源极与所述多晶硅电阻304、305串联后接入所述直流电源201的负极，漏极与所述直流电源201的正极连接；基准电压302由带隙基准电路给出；运算放大器303、多晶硅电阻304、305以及NMOS管306组成了一个闭环系统，其输出VCC电压满足：其中，V_ref即为基准电压的电压值；所述NMOS管306为高压NMOS管，其栅源耐压为5V，漏源耐压大于10V；所述控制电路包括悬浮地偏置电路402、箝位保护电路403、电平转换和非重叠时相电路404、电流缓冲器416、417；其中：所述悬浮地偏置电路包含NMOS管405、406组成的NMOS电流镜，高压PMOS管410、411组成的PMOS电流镜；产生偏置电压的电阻407，将高压PMOS管410、411的栅极偏置为比直流电源电压低；以及低压NMOS管408和高压NMOS管409，所述高压NMOS管409的栅极与线性稳压电路的输出连接，源极与低压NMOS管408的漏极连接，低压NMOS管408的源极与直流电源201的负极连接；所述箝位保护电路包含3个串联的PMOS管413、414、415，它们的栅极和漏极短接，对悬浮地偏置电路的电压箝位，使其不至于太低而超过PMOS管412的耐压极限，所述PMOS管412的漏极与直流电源的负极连接，栅极经过所述电阻407与直流电源201的正极连接；所述电流缓冲器416、417由串联的反相器组成，分别接电平转换和非重叠时相电路404的输出信号OUT_H和信号OUT_L；其中电流缓冲器416的地线与悬浮地相连，当OUT_H为高时，电流缓冲器416从负载拉电流，电流将流经电流缓冲器416到悬浮地，再经PMOS管412到直流电源201的负极。