专利名称：功率放大管输入端短接开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一些电装置中功率放大管的驱动电路。
在某些电装置中，尤其是采用半桥或全桥方式进行功率放大的电源设备中，功放管工作的可靠性设计至今仍是一个技术难点。对于功放管的可靠关闭，在关闭时区内防止误导通，一般是采用在功放管输入端加反向偏压的方法。该方法目前有两种电路工作形式，一种是变压器驱动法，另一种是OTL电路驱动法。前者不大可靠，后者虽可靠，但电路较繁杂，还须双电源供电。
本发明的目的，是利用原变压器驱动法，在驱动变压器输出端增设一个仅在功放管关闭时区内，将其输入端短接的可控短接开关装置，改加反向偏压为短接保护，使变压器驱动法也具有高可靠性，且电路又较OTL电路简便。
图1是本发明的技术设计图。
图2、3、4、5、6是本发明实施例图。
现说明于下本可控短接开关装置输入端与原功放管驱动变压器输出端相连接，输出端与功放管输入端相连接，内含功放管输入限流电阻。它由输出短接开关管V1、传输开关管V2、开关管V1与V2的控制电路A1，隔离二极管D1，释放电路A2与阻尼限流电阻R组成。短接开关管V1的开关两端跨接在本装置的两输出端上，也即在外接的功放管输入端与本装置中的功放管输入阻尼限流电阻R之间的连线及功放管的另一输入端上。该开关管的控制输入端经一阻尼限流电阻R1与控制电路A1输出端相连接。传输开关管V2位置在该装置输入输出传输线上，其开关两端分别与隔离二极管D1及阻尼限流电阻R相连接，其控制输入端经阻尼电阻R2(图2或图3)，或经限流电阻R2、二极管D2及稳压管D3(图6)与控制电路A1的输出端相连接。控制电路A1的输入端连接本装置的输入端，输出端控制短接开关管V1及传输开关管V2。阻尼限流电阻R连接传输开关管V2与本装置的输出端。释放电路A2两输出端跨接在传输开关管V2与阻尼限流电阻R之间的连线及公共地之间，其控制输入端与本装置的输入端相连接。该装置的工作过程是这样的。当功放管驱动变压器输出功放管开启信号，经控制电路A1，瞬间即关闭短接开关管V1，之后立即打开传输开关管V2，使开启信号经传输线加入功放管输入端。当功放管驱动变压器输出功放管关闭信号，释放电路A2立即释放功放管输入端所储存的开启信号，控制电路A1，经延时开启短接开关管V1，短接本装置的输出端，并关闭传输开关管V2。在功放管导通时区内，短接开关管V1关闭，传输开关管V2导通，而在释放电路A2释放储存在功放管输入端开启信号后的功放管关闭时区内，短接开关管V1保持导通，传输开关管V2保持关闭。可见本装置不仅满足驱动信号的传输要求，而其短接装置对功放管的关闭提供了有效的短接保护手段，大大提高变压器驱动可靠性。
图2为正极性驱动功放管的短接开关装置，短接开关管V1选用N沟FET场效应管，其栅极经阻尼电阻R1与控制电路A1中的电流放大电路A1-3输出端连接。一只NPN型三极管V4与一只PNP型三极管V5组成电流放大电路A1-3，为一同相电流放大器。它们的发射极可直接连接，或通过延时电阻R7相连接。二只三极管基极为输入端，并接后与电平变换电路A1-2输出端相连接。电平变换电路由CMOS集成电路反相器IC1与一限流电阻R6组成，反相器IC1输入端经电阻R6与取样电路A1-1输出端相连接。取样电路A1-1由开关二极管D4与电阻R5串接而成，跨接在本装置的输入端，对功放管驱动变压器输出端信号进行取样。取样信号由电阻R5两端输出，由电平变换电路A1-2将之变换成满足开关管V1及V2所需的开关电平。再由电流放大电路A1-3进行输出电流放大，使之对开关管V1及V2实施高速控制。延时电路由电阻R7，R1与短接开关管V1的输入电容组成，或由与电阻R5并接的电容C1与电阻R5组成。可任选一种，或同时兼用二种，实现对短接开关管的开启延时。传输开关管V2是P沟FET场效应管。其栅极经一阻尼电阻R2与三极管V5发射极连接。释放电路A2由PNP三极管V3与电阻R3、R4组成。电阻R3连接三极管基极与本装置输入端，电阻R4连接三极管基极与发射极。隔离二极管D1用于隔离负向关闭电平。电阻R为功放管阻尼限流电阻。电平变换电路与电流放大电路部分由3-20V单电源供电。由于功耗低，可采用电阻分压法由功放管供电电源直接引入。
图4为控制电路A1的另一设计方式。其中电流放大电路A1-3由一只NPN型三极管V5与一只PNP型三极管V4与电阻R8，R9组成，为一反相电流放大器。它们的集电极直接相连接，或经延时电阻R7相连接。它们的发射极分别连接电源正、负极，它们的基极分别经电阻R9与R8并接后，与同相器IC1输出端相连接。
图5是另一种控制电路A1的设计方式。它由可控晶体管V6与电阻R10、R5及R7组成，是一种反相放大器。电阻R10与R5相串接，跨接在本装置的输入端，组成取样电路A1-1，取样信号自电阻R5两端输出，输出连接晶体管V6的输入端。电阻R7为输出负载电阻，跨接在电源与晶体管集电极或漏极之间，发射极或源极接地。该晶体管V6与电阻R7组成电平变换电路A1-2与电流放大电路A1-3，工作在开关状态。延时电路由电阻R7，阻尼电阻R1与短接开关管V1的输入端电容组成。在需增强该控制电路的电流输出，可在该晶体管输出端，即集电极或漏极增加一级同相或反相电流放大器。晶体管V6选用三极管，场效应管或IGBT管。当选用场效应管或IGBT管时，R10可改用开关二极管。用3～20V直流电源供电。
图3为负极性驱动功放管的短接开关装置，电路结构与正极性驱动功放管的短接开关装置一样，区别在于晶体管极性的配置。在正极性驱动的功效管的短接开关装置中，V1与V6选用正极性驱动的晶体管，V2与V3选用负极性驱动的晶体管，而在负极性驱动的功效管的短接开关装置中，V1与V6选用负极性驱动的晶体管，而V2与V3选用正极性驱动的晶体管。
上述电路中，短接开关管V1，传输开关管V2均可选用FET场效应晶体管，绝缘栅IGBT晶体管或晶体三极管。
权利要求
1.一种为功率放大管驱动电路增设的功放管输入端可控短接开关装置，该装置的输入端接原功放管驱动变压器的输出端，输出端接功放管输入端，内含功放管输入阻尼限流电阻，用以提高功放管关闭可靠性，防止误导通，它由输出短接开关管V1、传输开关管V2、开关管V1与V2的控制电路A1、隔离二极管D1、释放电路A2与阻尼限流电阻R组成，其特征是输出短接开关管V1，该开关管的开关两端跨接在本装置的两输出端上，也即在外接的功放管输入端与本装置中的功放管输入阻尼限流电阻R之间的连线及功放管另一输入端上，该开关管的控制输入端经一阻尼限流电阻R1与控制电路A1的输出端相连接，由控制电路A1控制其导通或关闭，在功放管驱动变压器输出功放管开启信号瞬间，开关管V1关闭，保持至功放管关闭信号输入本装置；而在释放电路A2释放储存在功放管输入端开启信号后的功放管关闭时区内，开关管V1保持导通，短接功放管输入端。
2.根据权利要求1所述的短接开关装置，其特征是传输开关管V2的开关两端分别与隔离二极管D1、及阻尼限流电阻R连接，其控制输入端经阻尼电阻R2或经限流电阻R2、二极管D2及稳压二极管D3与控制电路A1输出端相连接，在功放管驱动变压器输出功放管开启信号时区内，传输开关管V2导通，在功放管关闭时区内，传输开关管V2关闭。
3.根据权利要求1所述的短接开关装置，其特征是短接开关管V1与传输开关管V2是FET场效应晶体管，绝缘栅IGBT晶体管或晶体三极管。
4.根据权利要求1所述的短接开关装置，其特征是控制电路A1由取样电路A1-1、电平变换电路A1-2、电流放大电路A1-3与延时电路组成，取样电路A1-1的输入端与本装置的输入端相连接，输出端与电平变换电路A1-2的输入端相连接，电流放大电路的A1-3的输入端与电平变换电路A1-2的输出端相连接，其A1-3输出端作为控制电路A1输出端，延时电路在取样电路A1-1中间或在电流放大电路A1-3输出端。
5.根据权利要求4所述的短接开关装置中的控制电路A1，其特征是取样电路A1-1由开关二极管D4与电阻R5串接而成，或由两只电阻R10与R5串接而成。
6.根据权利要求4所述的短接开关装置中的控制电路A1，其特征是电平变换电路A1-2由CMOS集成电路反相器或同相器IC1与一输入限流电阻R6组成，其功能是将取样信号变换成短接开关管V1与传输开关V2所需的开关控制电平。
7.根据权利要求1所述的短接开关装置，其特征是控制电路A1由晶体管V6与电阻R10、R5与R7组成，电阻R10与R5相串接，跨接在本装置的输入端，晶体管V6输入端连接电阻R5两端，电阻R7连接在电源与晶体管V6的集电极或漏极之间，组成反相放大器，它们一并组成取样电路A1-1、电平变换电路A1-2及电流放大电路A1-3，延时电路由电阻R7、阻尼电阻R1与短接开关管V1输入电容组成。当晶体管选用场效应管时，电阻R10可以改用开关二极管。
8.根据权利要求7所述的短接开关装置中的控制电路A1，其特征是晶体管V6是三极管或场效应管。
全文摘要
一种为功率放大管驱动电路增设的功放管输入端可控短接开关装置，安装在功放管驱动变压器输出端与功放管输入端之间，内含阻尼限流电阻，其特征是在该装置的输出端跨接有一个可控短接开关管，它仅在功放管关闭时区内导通，短接本装置输出端，即功放管输入端，以防止功放管出现误导通，有效地提高功放管工作可靠性。
文档编号H03F3/21GK1086643SQ9211288
公开日1994年5月11日 申请日期1992年11月1日 优先权日1992年11月1日
发明者陈大可, 陈然 申请人:陈大可, 施佳