一种开关管的驱动电路的制作方法

本实用新型涉及电气开关及开关电源领域，尤其涉及一种开关管的驱动电路。

背景技术：

传统的N型开关管，比如N型MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)，其源极通常为接地，而开关管驱动电路的驱动信号一般经过电阻直接加到栅极，因此，只要栅极电压达到其导通电压就会导通。然而，被驱动的N型MOSFET在老化或者长期辐射的环境中工作时，其栅极驱动电压会显著降低，甚至可能降低到接近零电压的状态，此时，MOSFET很难可靠关断；或者，被关断的MOSFET容易发生误导通的现象；亦或是，MOSFET工作在未完全关断的线性区域状态，从而引起故障。

现有的解决方案在传统驱动电路的基础上增加了负压关断电路，如图1所示，为现有技术中N型MOSFET的驱动电路，在输入信号为零电平时，电阻R1、R5、R2、R3以及三极管T2的集电极-射极压降共同决定了A点的负电压幅值，实现了在MOSFET关断时其栅极、源极两端具有负电压的驱动方式，保证N型MOSFET在栅极驱动电压显著降低的情况下仍能够可靠关断。

然而，在实施本实用新型的过程中，发明人发现现有的技术方案至少存在以下问题：驱动电路复杂，因而电路的分析计算也复杂；而且，需要增加额外的负电压供电。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种开关管的驱动电路，结构简单，且能够实现在单电源驱动的基础上实现负压关断开关管的功能，有效防止开关管的误触发，保证开关管的可靠关断。

本实施新型实施例提供一种开关管的驱动电路，包括驱动芯片、N型开关管及稳压模块；

其中，所述驱动芯片具有驱动输出端、电源输入端和第一接地端；所述稳压模块具有稳压输入端、稳压输出端和第二接地端；

所述驱动芯片的驱动输出端连接所述N型开关管的栅极，所述N型开关管的漏极连接直流电源，所述N型开关管的源极连接所述稳压模块的稳压输出端，所述稳压模块的稳压输入端和所述驱动芯片的电源输入端均连接驱动电源；所述稳压模块的第二接地端与所述驱动芯片的第一接地端连接。

上述技术方案中，通过稳压模块输出稳定电压，加载在N型开关管的源极；当驱动芯片输出高电平时，所述N型开关管的栅极电压不断升高，在所述N型开关管的栅源电压达到导通电压时，所述N型开关管导通；当所述驱动芯片输出低电平时，所述N型开关管的栅极电压被拉到地电平，所述N型开关管的栅源电压为负电压，则所述N型开关管关断。本实用新型的开关管的驱动电路在单电源驱动的基础上，实现了在N型开关管关断时，其栅、源两端具有负电压的驱动方式，有效防止N型开关管的误触发，保证N型开关管的可靠关断；且结构简单，无需复杂的电路分析计算。

优选的，所述开关管的驱动电路还包括第一电阻；

所述N型开关管的漏极连接直流电源，具体为：所述N型开关管的漏极通过所述第一电阻连接所述直流电源。

本优选方案中，通过在所述N型开关管的漏极连接等效负载电阻-所述第一电阻，可以在所述N型开关管导通时起限流作用，降低所述N型开关管的功率损耗，防止所述N型开关管急剧发烫甚至瞬间烧毁。

优选的，所述开关管的驱动电路还包括第二电阻；

所述驱动芯片的驱动输出端连接所述N型开关管的栅极，具体为：所述驱动芯片的驱动输出端通过所述第二电阻连接所述N型开关管的栅极。

本优选方案中，由于所述N型开关管的栅极在所述驱动芯片的驱动脉冲的激励下可能会产生很强的振荡，因此，在所述N型开关管的栅极连接所述第二电阻，可消除栅极振荡；同时，所述第二电阻还可以影响所述N型开关管的通断速度。

优选的，所述N型开关管至少为N型场效应管、N型双极性晶体管、N型晶闸管的其中一种。

优选的，所述稳压模块包括第一电容、稳压管和第三电阻；

所述第三电阻的一端为所述稳压输入端，所述第三电阻的另一端为所述稳压输出端；

所述稳压管的阳极为所述第二接地端，所述稳压管的阴极连接所述稳压输出端；

所述第一电容的正极连接所述稳压输出端，所述第一电容的负极连接所述第二接地端。

优选的，所述开关管的驱动电路还包括第二电容；

所述第二电容的正极连接所述驱动芯片的电源输入端，所述第二电容的负极连接所述驱动芯片的第一接地端。

在本优选方案中，通过在所述驱动芯片的电源输入端并联所述第二电容，用于滤除噪声，使所述驱动芯片可以稳定工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的一种带负压关断的开关管的驱动电路的结构示意图。

图2是本实用新型提供的开关管的驱动电路的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图2，是本实用新型提供的开关管的驱动电路的一个实施例的结构示意图。

本实用新型实施例提供的开关管的驱动电路，包括驱动芯片11、N型开关管12及稳压模块13；

其中，所述驱动芯片11具有驱动输出端DRIVE、电源输入端VCC和第一接地端COM；所述稳压模块13具有稳压输入端A、稳压输出端B和第二接地端K；

所述驱动芯片11的驱动输出端DRIVE连接所述N型开关管12的栅极G，所述N型开关管12的漏极D连接直流电源，所述N型开关管12的源极S连接所述稳压模块13的稳压输出端A，所述稳压模块13的稳压输入端B和所述驱动芯片11的电源输入端VCC均连接驱动电源；所述稳压模块13的第二接地端K与所述驱动芯片11的第一接地端COM连接。

进一步地，所述开关管的驱动电路还包括第一电阻R₁；

则所述N型开关管12的漏极D连接直流电源，具体为：所述N型开关管12的漏极D通过所述第一电阻R₁连接所述直流电源。

在本实施例中，通过在所述N型开关管12的漏极D连接等效负载电阻-所述第一电阻R₁，可以在所述N型开关管12导通时起限流作用，降低所述N型开关管12的功率损耗，防止所述N型开关管12急剧发烫甚至瞬间烧毁。

进一步地，所述开关管的驱动电路还包括第二电阻R₂；

则所述驱动芯片11的驱动输出端DRIVE连接所述N型开关管12的栅极G，具体为：所述驱动芯片11的驱动输出端DRIVE通过所述第二电阻R₂连接所述N型开关管12的栅极G。

在本实施例中，由于所述N型开关管12的栅极G在所述驱动芯片11的驱动脉冲的激励下可能会产生很强的振荡，因此，在所述N型开关管12的栅极G连接所述第二电阻R₂，可消除栅极振荡；同时，所述第二电阻R₂还可以影响所述N型开关管12的通断速度，也就是，所述第二电阻R₂越小，所述N型开关管12的通断速度越快，开关损耗越小；反之，所述N型开关管12的通断速度越慢，开关损耗越大。然而，若所述第二电阻R₂太小，则所述N型开关管12的通断速度过快，将使所述N型开关管12的栅、源两端的电压和电流变化率大大提高，从而产生较大的干扰，严重的将使整个电路无法工作；若所述第二电阻R₂太大，所述N型开关管12的栅源电压达到导通电压时间越较长，所述N型开关管12处于半导通状态时间也较长；所述N型开关管12在半导通状态下内阻较大，发热也随之增大，从而极易损坏所述N型开关管12，因此，在选择所述第二电阻R₂时，必须统筹兼顾以上两种情形，这些可根据具体的情况进行设置，本实用新型不做具体的限制。

优选的，所述N型开关管12至少为N型场效应管、N型双极性晶体管、N型晶闸管的其中一种。

进一步地，所述稳压模块13包括第一电容C₁、稳压管Z和第三电阻R₃；

所述第三电阻R₃的一端为所述稳压输入端A，所述第三电阻R₃的另一端为所述稳压输出端B；

所述稳压管Z的阳极为所述第二接地端K，所述稳压管Z的阴极连接所述稳压输出端B；

所述第一电容C₁的正极连接所述稳压输出端B，所述第一电容C₁的负极连接所述第二接地端K。

进一步地，所述开关管的驱动电路还包括第二电容C₂；

所述第二电容C₂的正极连接所述驱动芯片11的电源输入端VCC，所述第二电容C₂的负极连接所述驱动芯片11的第一接地端COM。

在本实施例中，通过在所述驱动芯片11的电源输入端VCC并联所述第二电容C₂，用于滤除噪声，使所述驱动芯片11可以稳定工作。

以下将描述本实施例的开关管的驱动电路的工作原理：

当所述驱动电源VCC正常供电时，所述稳压模块13的第一电容C₁开始充电，所述第一电容C₁充满后的电压等于所述稳压管Z的钳位电压Vz，此时，所述稳压管Z工作于电击穿区，其反向电压几乎不随电流而变，从而将所述N型开关管12的源极电压钳位在Vz。

当所述驱动芯片11的驱动输出端DRIVE输出高电平时，所述N型开关管12的栅极电压升高，直到所述N型开关管12的栅源电压达到其导通电压时，所述N型开关管12导通；当所述驱动芯片11的驱动输出端DRIVE输出低电平时，所述N型开关管12的栅极电压被拉到地电平，则所述N型开关管12的栅源电压等于-Vz，此时所述N型开关管12关断。

本实用新型提供的开关管的驱动电路，具有如下有益效果：通过稳压模块输出稳定电压，加载在N型开关管的源极；当驱动芯片输出高电平时，所述N型开关管的栅极电压不断升高，在所述N型开关管的栅源电压达到导通电压时，所述N型开关管导通；当所述驱动芯片输出低电平时，所述N型开关管的栅极电压被拉到地电平，所述N型开关管的栅源电压为负电压，则所述N型开关管关断。本实用新型的开关管的驱动电路在单电源驱动的基础上，实现了在N型开关管关断时，其栅、源两端具有负电压的驱动方式，有效防止N型开关管的误触发，保证N型开关管的可靠关断；且结构简单，无需复杂的电路分析计算。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。