专利名称：Mosfet扩容驱动及过流保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于MOSFET元件的扩容驱动和保护电路，主要应用 于机车的数字量输出单元，也可应用于一般工业用数字量输出。
背景技术：
现在机车上，由于触点式的数字量输出的可靠性高，开关容量大等特点被 广泛使用。不过也存在着一定的局限性。1、触点是机械式的使用寿命有限。2、 抗干扰目前机车上，由于触点式的数字量输出的可靠性高，开关容量大等特点 被能力差。3、触点式数字量输出的产品通用性差。大功率直流负载断开时拉弧 现象易使触点烧结，若选择更大容量的继电器，在小功率负载时，容易造成触 点氧化，影响导通质量。
随着电力电子技术的迅速发展，功率MOSFET以其高频性能好、开关损耗 小、输入阻抗高、驱动功率小、驱动电路简单等优点在机车的数字量输出中得 到了广泛的应用。但是，功率MOSFET容量有限及过流保护困难也成了亟待解 决的问题。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的MOSFET 扩容驱动及过流保护装置，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。 发明内容
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是研究设计一种新 型的MOSFET扩容驱动及过流保护装置，从而解决机车控制中机械式触点的使 用寿命有限、抗干扰能力差以及功率MOSFET元件容量有限及过流保护困难等 问题。本实用新型所述的MOSFET扩容驱动及过流保护装置，是由信号输入电 路、光电隔离电路、驱动电路、输出电路和反馈电路所组成；其输出电路采用 双MOSFET并联电路，双MOSFET的驱动信号来自于驱动电路同一芯片U4的 同一输出端。过流保护信号取自于输出电路中的电阻R6，反馈给驱动电路。本 实用新型所述的由驱动电路同一芯片U4引出的驱动信号到达双MOSFET的G 极引线应尽量短，到每个MOSFET的G极线路要等长。
本实用新型的目的是提供一种大容量、高可靠性的MOSFET驱动保护装置，是由一个双管MOSFET组成的输出单元，包括信号隔离、MOSFET的驱动电路、 反馈电路。输出信号从控制单元引入，经驱动电路处理输出给MOSFET的G、 D极，并通过驱动保护电路检测MOSFET的电流，来监测MOSFET的过流状态， 以便过流发生时及时切除MOSFET驱动电压，使两个MOSFET呈现高阻态，再 反馈给控制单元处理。从而实现对MOSFET的保护和状态的监视功能。所述的 输出信号处理电路由门电路及隔离光藕构成。所述的驱动保护电路由驱动电路 及反馈电路电阻R6组成。与现有技术中常用的单管MOSFET输出单元及触点式输出单元相比较，本 实用新型的双管MOSFET输出单元的比较优势在于，容量大、可靠性高、占用 空间小等特点适用于电力机车及一般工业应用场合。与常用的单管MOSFET输 出单元及触点式输出单元的优缺点比较，示于下表项目继电器单MOSFET管双MOSFET管容量一般小大相同电流产生热量一般大小过流保护无有有抗干扰差一般强产品通用性差一般好本实用新型在使用中考虑到其导通电阻RDS(on)具有正温度系数的特点，采 用多管并联来增加其功率传导能力。又由于空间及驱动芯片的驱动能力的关系， 采用两管并联实现扩容，基本能够满足机车中数字量输出的容量需求。本实用新型具有结构新颖、结构简单、可靠性高、维护方便、非常适用于 机车及一般工业应用场合等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。
本实用新型共有两张附图，其中附图1、本实用新型的结构框图；附图2、双管MOSFET驱动保护单元的电路图；具体实施方式
本实用新型的具体实施例如附图所示，是由输入电路、光电隔离电路、驱动电路、输出电路和反馈电路所组成。驱动MOSFET需要有12V 15V的栅极 电压，控制信号通过光电隔离，送给驱动保护芯片U4，由驱动保护芯片U4实 现对双MOSFET (Ql、 Q2)的驱动，在这里，驱动信号由同一个驱动保护芯片 U4的同一管脚8给出，并且在制做电路板时，要保证这一线路尽量的短，到每 个MOSFET的线路等长。在输出线路上的电阻R6是采样电阻，作用是监视流 过MOSFET的电流，若超过某一界限，电阻R6上的电压超过设定值，此电压 信号送往驱动保护芯片U4，驱动保护芯片U4及时切断对双MOSFET驱动信号， 使双MOSFET呈高阻态，避免MOSFET烧毁。
权利要求1、一种MOSFET扩容驱动及过流保护装置，是由信号输入电路、光电隔离电路、驱动电路、输出电路和反馈电路所组成；其特征在于输出电路采用双MOSFET并联电路，双MOSFET的驱动信号来自于驱动电路同一芯片U4的同一输出端；过流保护信号取自于输出电路中的电阻R6，反馈给驱动电路。
2、 根据权利要求1所述的MOSFET扩容驱动及过流保护装置，其特征在 于由驱动电路同一芯片U4引出的驱动信号到达双MOSFET的G极引线应尽量 短，到每个MOSFET的G极线路要等长。
专利摘要本实用新型所述的MOSFET扩容驱动及过流保护装置，是由信号输入电路、光电隔离电路、驱动电路、输出电路和反馈电路所组成；输出电路采用双MOSFET并联电路，双MOSFET的驱动信号来自于驱动电路同一芯片U4的同一输出端；过流保护信号取自于输出电路中的电阻R6，反馈给驱动电路。本实用新型采用两管并联实现扩容，基本能够满足机车中数字量输出的容量需求。本实用新型具有结构新颖、结构简单、可靠性高、维护方便，非常适用于机车及一般工业应用场合等特点，故属于一种集经济性与实用性为一体的新型装置。
文档编号H03K17/08GK201122940SQ200720016008
公开日2008年9月24日 申请日期2007年11月19日 优先权日2007年11月19日
发明者刘维洋, 李砾工, 王忠福 申请人:谢步明