专利名称：高压mosfet驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及MOSFET驱动控制电路，尤指一种高压MOSFET的驱动电路。
背景技术：
传统的高压MOSFET (金属-氧化物-半导体场效应晶体管)驱动电路电路示意 图如图1，其连接关系是输入信号Vin直接与三极管NPN管Ql的基极以及三极管PNP管 Q2的基极相连，三极管NPN管Ql的发射极和三极管PNP管Q2的发射极与整个高压MOSFET 驱动电路的地相连，三极管Ql的集电极与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端直接耦合 于驱动开关组件高压PMOSFET Pl的栅极，电容Cl和电阻Rl并联耦合于驱动开关组件高 压PM0SFET的栅源之间，稳压二极管DZl的阳极与驱动开关组件高压PMOSFET的栅极相连， 稳压二极管DZl的阴极与驱动开关组件高压PMOSFET的源极相连并耦合于直流高压正电 源Vdd ；三极管Q2的集电极与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端直接耦合于驱动开关 组件高压NM0SFET的栅极，电容C2和电阻R4并联耦合于驱动开关组件高压NM0SFET的栅 源之间，稳压二极管DZ2的阴极与驱动开关组件高压NM0SFET的栅极相连，稳压二极管DZ2 的阳极与驱动开关组件高压NM0SFET的源极相连并耦合于直流高压负电源-Vss ；驱动开关 组件高压PMOSFET Pl的漏极和驱动开关组件高压NM0SFET的漏极直接相连作为整个高压 MOSFET驱动电路的输出Vout。这种传统的高压MOSFET驱动电路的缺点在于1、在驱动开关 组件高压PMOSFET Pl和高压NM0SFET附的主通道用三极管Ql，Q2，在高压电源工作时，势 必会增加整个电路的静态功耗；2、由于高压MOSFET驱动电路中驱动开关组件高压PMOSFET 和高压NM0SFET它们的栅源极电压都有最大栅源极间电压的限制，(一般不能超过20V)，如 果超过这个限制，器件MOSFET就容易损坏，驱动开关组件高压PMOSFET和高压NM0SFET的 栅源极直接接稳压二极管DZ1，DZ2，保证驱动开关组件MOSFET它们的栅源极电压不超过最 大栅源极间电压值，但是这样就会使得驱动开关组件高压PMOSFET和高压NM0SFET的关断 时间延长，从而导致驱动开关组件高压PMOSFET和高压NM0SFET上下桥臂同时导通，不但消 耗额外的功耗以及负载调整率比较大以外，甚至可以导致驱动开关组件高压PMOSFET和高 压NM0SFET的烧坏。
实用新型内容本实用新型提供一种能克服驱动开关组件高压PMOSFET和高压NM0SFET上下桥臂 同时导通现象的新型的高压MOSFET驱动电路。为此，采用如下技术方案一种高压MOSFET驱动电路，包括驱动开关组件第一高 压开关电路PMOSFET和第二高压开关电路NM0SFET，它还包括第一电平位移电路，第二电平 位移电路，第一分压电路，第二分压电路，第一栅极控制电路及第二栅极控制电路；所述第 一分压电路的一端接整个电路的最高电位，其另一端与所述第一电平位移电路的一端耦接 于A ；而该第一电平位移电路的另一端与所述第二电平位移电路的一端相连并耦接于输入 信号Vin ；该第二电平位移电路的另一端与第二分压电路的一端耦接于B ；第二分压电路的另一端接整个电路的最低电平；所述第一分压电路的输出C与第一栅极控制电路的输入相 连，第一栅极控制电路的输出E直接控制第一高压开关电路PM0SFET，同时直流高压正电源 Vdd也与第一栅极控制电路和第一高压开关电PM0SFET相连；所述第二分压电路的输出D 与第二栅极控制电路的输入相连，第二栅极控制电路的输出F直接控制第二高压开关电路 NM0SFET,同时直流高压负电源-Vss也与第二栅极控制电路和第二高压开关电路NM0SFET 相连。作为优化所述第一、第二电平位移电路均为稳压二极管，第一电平位移电路中的 稳压二极管阳极接输入信号，阴极耦接于A，第二电平位移电路中的稳压二极管阴极接输入 信号，阳极耦接于B。所述第一、第二分压电路均为多个电阻相串联，第一分压电路中的串联电阻必须 保证对第一高压开关电路栅源电压大于其开启电压，小于其最大栅源电压，第二分压电路 中的串联电阻必须保证对第二高压开关电路栅源电压大于其开启电压，小于其最大栅源电 压。所述第一、第二栅极控制电路均有电容和快恢复二极管组成；第一栅极控制电路 中电容和快恢复二极管相并联，该快恢复二极管的阳极与第一高压开关电路的栅极相连， 阴极耦接于直流高压正电源Vdd;第二栅极控制电路中电容和快恢复二极管并联，该快恢 复二极管的阳极与第二高压开关电路的栅极相连，阴极耦接于直流高压负电源-Vss。本实用新型与传统高压MOSFET驱动电路相比有以下优点在驱动开关组件高压 PM0SFET和高压NM0SFET的主通道上用稳压二极管代替传统高压MOSFET驱动电路中的三极 管Q1，Q2，大大的减小了整个驱动电路的静态功耗。本实用新型直接用电阻分压的方式保证驱动开关组件高压PM0SFET和高压 NM0SFET它们的栅源极间电压不超过最大栅源极间电压值，既可以保证最大栅源极间电压 的限制，还可以有效的降低整个电路的负载调整率，分压电阻保证开关组件高压PM0SFET 和高压NM0SFET在开启状态时它们的栅源极电压大于它们的开启电压(一般为2V 4V)， 小于最大栅源极间电压(一般为20V)的限制。本实用新型直接用快恢复二极管代替传统的高压MOSFET驱动电路中的稳压二极 管DZl、DZ2，来增加驱动开关组件高压PM0SFET和高压NM0SFET的关断速度，这样严格的避 免了驱动开关组件高压PM0SFET和高压NM0SFET上下桥臂的同时导通。
图1为传统的高压MOSFET驱动电路示意图；图2为本实用新型的原理图；图3为 本实用新型实施例电路示意图；图4为本实用新型实施例的输入电压波形示意图；图5为 本实用新型实施例开关组件的栅极电压波形示意图；图6为本实用新型实施例的输出电压 波形示意图。
具体实施方案
以下结合附图对本实用新型作进一步的说明。参照图2，一种高压MOSFET驱动电路，包括驱动开关组件第一高压开关电路 PM0SFET和第二高压开关电路NM0SFET，它还包括第一电平位移电路，第二电平位移电路，第一分压电路，第二分压电路，第一栅极控制电路及第二栅极控制电路；所述第一分压电路 的一端接整个电路的最高电位，通常为直流高压正电源Vdd，其另一端与所述第一电平位移 电路的一端耦接于A ；而该第一电平位移电路的另一端与所述第二电平位移电路的一端相 连并耦接于输入信号Vin ；该第二电平位移电路的另一端与第二分压电路的一端耦接于B ； 第二分压电路的另一端接整个电路的最低电平，通常为直流高压负电源-Vss;所述第一分 压电路的输出C与第一栅极控制电路的输入相连，第一栅极控制电路的输出E直接控制第 一高压开关电路PM0SFET，同时直流高压正电源Vdd也与第一栅极控制电路和第一高压开 关电PM0SFET相连；所述第二分压电路的输出D与第二栅极控制电路的输入相连，第二栅极 控制电路的输出F直接控制第二高压开关电路NM0SFET，同时直流高压负电源-Vss也与第 二栅极控制电路和第二高压开关电路NM0SFET相连。所述第一、第二电平位移电路均为稳压二极管，第一电平位移电路中的稳压二极 管阳极接输入信号，阴极耦接于A，第二电平位移电路中的稳压二极管阴极接输入信号，阳 极耦接于B。所述第一、第二分压电路均为多个电阻相串联，第一分压电路中的串联电阻必须 保证对第一高压开关电路栅源电压大于其开启电压，小于其最大栅源电压，第二分压电路 中的串联电阻必须保证对第二高压开关电路栅源电压大于其开启电压，小于其最大栅源电 压。所述第一、第二栅极控制电路均有电容和快恢复二极管组成；第一栅极控制电路 中电容和快恢复二极管相并联，该快恢复二极管的阳极与第一高压开关电路的栅极相连， 阴极耦接于直流高压正电源Vdd;第二栅极控制电路中电容和快恢复二极管并联，该快恢 复二极管的阳极与第二高压开关电路的栅极相连，阴极耦接于直流高压负电源-Vss。下面以具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。参照图3，一种高压MOSFET驱动电路，包括驱动开关组件高压PM0SFET和高压 NM0SFET，还包括稳压二极管DZ3、DZ4，快恢复二极管Dl、D2，分压电阻R5、R6、R7、R8及电 容C3、C4 ；其连接关系如下输入信号Vin分别与稳压二极管拟3、DZ4的阳极、阴极相连，该 稳压二极管DZ3的阴极与电阻R6的一端相连，该电阻R6的另一端直接耦合于所述驱动开 关组件高压PMOSFET P2的栅极，所述电容C3和所述电阻R5并联耦合于所述驱动开关组件 高压PMOSFET P2的栅源之间；所述快恢复二极管Dl的阳极与驱动开关组件高压PMOSFET P2的栅极相连，其阴极与驱动开关组件高压PMOSFET P2的源极相连并耦合于直流高压正 电源Vdd ；所述稳压二极管DZ4的阳极与所述电阻R7的一端相连，该电阻R7的另一端直接 耦合于所述驱动开关组件高压NMOSFET N2的栅极，所述电容C4和所述电阻R8并联耦合于 所述驱动开关组件高压NMOSFET N2的栅源之间，所述快恢复二极管D2的阴极与所述驱动 开关组件高压NMOSFET N2的栅极相连，该快恢复二极管D2的阳极与所述驱动开关组件高 压NMOSFET N2的源极相连并耦合于直流高压负电源-Vss ；所述驱动开关组件高压PMOSFET P2的漏极和所述驱动开关组件高压NMOSFET N2的漏极直接相连作为整个高压MOSFET驱动 电路的输出Vout。本实用新型的工作原理具体如下参照图4、图5、图6，输入信号Vin为士Vl的方 波，当0彡t彡tl时(t为输入信号的输入时间，在0彡t彡tl时间段输入信号为高电平)， 输入信号Vin为VI，稳压二极管DZ4工作，其阳极电位为(Vl-UZ)，其中UZ为稳压二极管DZ4的稳压值，电阻R7、R8上面总的电压之和为(V 1 -UZ+Vss)，通过电阻R7、R8的电阻分压，使得 电阻R8上面的电压，即驱动组件高压NMOSFET N2的栅源电压，达到驱动组件高压NM0SFET N2的开启电压，但是不能超过最大栅源极间电压值，此时驱动组件高压NMOSFET N2的栅极
B点电位为V2，其中
权利要求1.一种高压MOSFET驱动电路，包括驱动开关组件第一高压开关电路PM0SFET和第二高 压开关电路NM0SFET，其特征在于它还包括第一电平位移电路，第二电平位移电路，第一 分压电路，第二分压电路，第一栅极控制电路及第二栅极控制电路；所述第一分压电路的一 端接整个电路的最高电位，其另一端与所述第一电平位移电路的一端耦接于A ；而该第一 电平位移电路的另一端与所述第二电平位移电路的一端相连并耦接于输入信号Vin ；该第 二电平位移电路的另一端与第二分压电路的一端耦接于B;第二分压电路的另一端接整个 电路的最低电平；所述第一分压电路的输出C与第一栅极控制电路的输入相连，第一栅极 控制电路的输出E直接控制第一高压开关电路PM0SFET，同时直流高压正电源Vdd也与第一 栅极控制电路和第一高压开关电路PM0SFET相连；所述第二分压电路的输出D与第二栅极 控制电路的输入相连，第二栅极控制电路的输出F直接控制第二高压开关电路NM0SFET，同 时直流高压负电源-Vss也与第二栅极控制电路和第二高压开关电路NM0SFET相连。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于所述第一、第二电平位移电路均为稳压二极 管，第一电平位移电路中的稳压二极管阳极接输入信号，阴极耦接于A，第二电平位移电路 中的稳压二极管阴极接输入信号，阳极耦接于B。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于所述第一、第二分压电路均为多个电阻相串 联，第一分压电路中的串联电阻必须保证对第一高压开关电路栅源电压大于其开启电压， 小于其最大栅源电压，第二分压电路中的串联电阻必须保证对第二高压开关电路栅源电压 大于其开启电压，小于其最大栅源电压。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一、第二栅极控制电路均有电容和快 恢复二极管组成；第一栅极控制电路中电容和快恢复二极管相并联，该快恢复二极管的阳 极与第一高压开关电路的栅极相连，阴极耦接于直流高压正电源Vdd;第二栅极控制电路 中电容和快恢复二极管并联，该快恢复二极管的阳极与第二高压开关电路的栅极相连，阴 极耦接于直流高压负电源-Vss。
专利摘要一种高压MOSFET驱动电路，包括驱动开关组件第一高压开关电路PMOSFET和第二高压开关电路NMOSFET外，还包括第一电平位移电路，第二电平位移电路，第一分压电路，第二分压电路，第一栅极控制电路及第二栅极控制电路；在驱动开关组件高压PMOSFET和高压NMOSFET的主通道上用稳压二极管代替传统高压MOSFET驱动电路中的三极管，大大的减小了整个驱动电路的静态功耗；而且直接用电阻分压的方式保证驱动开关组件高压PMOSFET和高压NMOSFET它们的栅源极间电压不超过最大栅源极间电压值，既可以保证最大栅源极间电压的限制，还可以有效的降低整个电路的负载调整率。
文档编号H02M1/08GK201918891SQ20102058486
公开日2011年8月3日 申请日期2010年11月1日 优先权日2010年11月1日
发明者卢艳, 曹萍萍, 窦志源 申请人:天水华天微电子股份有限公司