专利名称：晶体管开关自保护驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有电流保护功能的晶体管开关驱动器，特别是用作变流(如PWM)的晶体管开关驱动器。
功率晶体管开关的过载能力差，在很短的过载时间内就会损坏。目前，采用退饱和监测的办法保护功率晶体管开关的过电流已取得较好的效果。但是，当负载短路或“直通”时，退饱和保护电路的强制开通“启动”使功率晶体管仍会被连续的脉冲短路电流损坏。一九八九年第一期《电力电子技术》杂志《GTR自保护高效驱动电路》一文中提出一种解决方案，其驱动器能在单相负载中出现短路时关闭，但在多相负载中发生短路时仍会重复导通，且反应速度较慢，功率晶体管仍会损坏。该驱动器在过电流时也关闭，给应用造成问题。
本发明的目的是推出一种能在各种负载短路或“直通”时快速及完全关闭，过电流时不完全关闭而作限流保护的晶体管开关驱动器。
本发明主要是将驱动器(1)「是指采用退饱和保护的驱动器」中的“工作”电压(2)「包括“开通”电压或“启动”脉冲」与电容(3)连接「包括通过电子元件《如电阻(4)》连接」，电子开关(5)《如晶体管(6)、(7)》与电容(3)并连「包括通过电子元件与电容(3)并连」，电子开关(5)的控制极通过电子元件(8)《如二极管(9)或电阻(10)》连接被驱动功率晶体管(11)「包括复合晶体管、场效应晶体管」的集电极，电容(3)与能关闭驱动器(1)的电子开关(12)《如晶体管(13)、(14)》的控制极连接「包括通过电子元件《如电阻(15)、电容(16)》连接」。正常工作时，每次“启动”期间电容(3)都能被充电，功率晶体管(11)被“启动”时的正常导通其集电极电位都能降低，从而通过电子元件(8)使电子开关(5)对电容(3)放电，电容(3)的充电不能使电子开关(12)关闭驱动器(1)。过电流时，由于功率晶体管(11)的集电极电位仍能在“启动”期间降低，电子开关(5)仍能对电容(3)放电，驱动器(1)仍不被关闭。这时，由退饱和保护电路进行脉宽限流。在各种负载的短路或“直通”时，由于功率晶体管(11)的集电极电位不能在“启动”期间降低，电子开关(5)不能对电容(3)放电，电容(3)的充电电压将使电子开关(12)关闭驱动器(1)，不发生重复开通。
在上述驱动器中，晶体管(6)的基极可以通过电子元件《如电阻(17)》连接驱动器中的开关电压。这使晶体管(6)在驱动器未开通时对电容(3)放电，以避免误动作。
本发明的优点是在不影响开关速度以及对过电流作退饱和保护的情况下，容易实现对各种负载短路或“直通”的快速及完全关断。
图1是本发明一种驱动场效应晶体管开关的驱动器构造电路图，图2是本发明一种驱动功率复合晶体管开关的驱动器构造电路图。
图1中，由电阻(20)、电容(21)形成的“启动”脉冲(2)通过晶体管(22)、电阻(4)连接电容(3)，与电容(3)并连的晶体管(7)的基极通过电阻(10)连接被驱动功率场效应晶体管开关(11)的漏极，电容(3)通过电阻(15)、电容(16)连接晶体管(13)、(14)，晶体管(6)的基极通过电阻(17)连接驱动器(1)中的开关电压。正常工作时，“启动”脉冲向电容(3)充电，功率场效应晶体管(11)在“启动”时降低的漏极电位通过电阻(10)以及二极管(9)、电阻(18)使晶体管(7)对电容(3)放电，晶体管(13)、(14)组成的电子开关(12)不关闭驱动器。过电流时上述过程照样进行，而过电流由二极管(9)、(28)、晶体管(26)组成的退饱和保护电路进行脉宽限流。于各种负载短路时，功率场效应晶体管(11)的漏极电位不能在“启动”时降低，电阻(10)以及二极管(9)、电阻(18)就不能使晶体管(7)对电容(3)放电，电容(3)上的电压通过电阻(15)、电容(16)使电子开关(12)完全关闭驱动器(1)，不重复开通。
图2中，“开通”电压(2)「也可以用“工作”电压《如图中虚线连接所示》」通过电阻(4)连接电容(3)，晶体管(6)的基极通过电阻(17)连接反映开关电压的晶体管(29)的集电极，这样，对电容(3)的充电都能在正常工作时被晶体管(6)释放，只有在负载短路时，二极管(9)、(30)、晶体管(31)、电阻(24)、(17)才不使晶体管(6)对电容(3)放电，电容(3)的充电电压才能通过电阻(15)、电容(16)使晶体管(13)、(14)完全关闭驱动器。
上述元件可以部份或全部制作在集成电路器件中。
权利要求1.一种晶体管开关自保护驱动器，主要是将驱动器(1)「是指采用退饱和保护的驱动器」中的“工作”电压(2)「包括“开通”电压或“启动”脉冲」与电容(3)连接「包括通过电子元件《如电阻(4)》连接」，电子开关(5)《如晶体管(6)、(7)》与电容(3)并连「包括通过电子元件与电容(3)并连」，本发明的特征是电子开关(5)的控制极通过电子元件(8)《如二极管(9)或电阻(10)》连接被驱动功率晶体管(11)「包括复合晶体管、场效应晶体管」的集电极，电容(3)与能关闭驱动器(1)的电子开关(12)《如晶体管(13)、(14)》的控制极连接「包括通过电子元件《如电阻(15)、电容(16)》连接」。
专利摘要一种晶体管开关自保护驱动器，涉及一种具有电流保护功能的晶体管开关驱动器，其特征在于电子开关(5)的控制极通过电子元件(8)连接被驱动功率晶体管(11)的集电极，电容(3)与能关闭驱动器(1)的电子开关(12)的控制极连接。本实用新型优点是在不影响开关速度以及对过电流作退饱和保护的情况下，容易实现对各种负载短路或“直通”的快速及完全关断。该装置适用于驱动晶体管及场效应管的变流、PWM、电机调速、逆变电源。
文档编号H03K17/08GK2084253SQ9020794
公开日1991年9月4日 申请日期1990年5月27日 优先权日1990年5月27日
发明者陈为匡 申请人:陈为匡