专利名称：通用型nmos开关管驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种NMOS开关管驱动电路，具体涉及ー种采用分立元件组成的NMOS开关管驱动电路。
背景技术：
目前广泛使用的驱动技术主要有专用驱动芯片驱动和光电耦合器驱动，使用专用的NMOS驱动芯片价格昂贵，在中低档产品中成本难以承受，光电耦合器驱动若采用普通光电耦合器，其驱动电流需达到IOMA以上才能可靠驱动，对于需要长时间工作的充放电开关电路来说功耗过大，若采用小电流可驱动的光电耦合器，同样存在价格过高的问题。采用NMOS管进行开关控制的充放电系统有充电、放电同口和充电、放电异ロ两种结构，其电路原理图如图I、图2所示。图I的同ロ结构中，储能器件的充放电共用ー个回路。充电时，双向开关K1、K2打向右边，接通充电机，此时，P+为充电机的正极、P-为充电机负极，B+为储能器件正极，B-为储能器件负极，通过启动驱动电路DRIVER CIRCUIT使开关NMOS管Q2导通，形成P+ — B+ — B- — Ql — Q2 — P- — P+的充电回路，其中由于Ql体ニ极管的存在，其通断状态不影响充电回路；放电时，双向开关Kl、K2打向左边，接通负载，此吋，P+为负载的正极、P-为负载负极，B+为储能器件正极，B-为储能器件负极，通过启动驱动电路DRIVERCIRCUIT使开关NMOS管Ql导通，形成B+ — P+- — P-Q2 — Ql — B- — B+的放电回路，其中由于Q2体ニ极管的存在，其通断状态不影响放电回路。此结构中，充放电过程不能同时进行。异ロ结构中，充放电回路各自独立。充电时，单向开关K2闭合，接通充电机，驱动电路DRIVER CIRCUIT使Q2导通，形成充电回路；放电时，单向开关Kl闭合，接通负载，驱动电路DRIVER CIRCUIT使Ql导通，形成放电回路。此结构中，充放电过程可同时进行。由于充电过程中存在P-比B-电势更低，而控制系统的地GND是以储能器件的负极B-的电势为參考的，因此导致普通分立元件驱动电路无法正常控制放电NMOS管Q2的通断。
实用新型内容本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种成本低的NMOS管驱动电路，可以适用于同ロ结构和异ロ结构。本实用新型的技术方案是以下述方式实现的ー种通用型NMOS开关管驱动电路，包括控制装置，控制装置与放电控制电路、充电控制电路相连。所述充电控制电路包括三极管Q6，三极管Q6集电极和发射极之间连有电容C2，三极管Q6的基极与电阻R8相连、集电极与电阻R7相连，三极管Q6的集电极与三极管Q7的基极相连、三极管Q6的发射极与三极管Q7的发射极相连，三极管Q7的集电极与第一稳压电路相连，第一稳压电路与NMOS管Q8的栅极相连，NMOS管Q8漏极与第二稳压电路相连。[0010]所述放电控制电路包括三极管Q3，三极管Q3的集电极和发射极之间连有电容Cl，三极管Q3的基极与电阻R2相连，三极管Q3的集电极与电阻Rl、三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极与三极管Q3的发射极相连，三极管Q4的集电极、发射极之间连有第三稳压电路，第三稳压电路为NMOS管Q5提供栅极电压，NMOS管Q5的漏极与第四稳压电路相连。采用相对便宜的分立元件组成，与现有驱动电路相比，本实用新型成本低、功耗小。另外，本实用新型对充放电的控制均通过ー对互异的控制信号实现，以电路冗余的方式増加了控制的可靠性和系统的安全性，当控制系统上电瞬间、断电瞬间、控制器出现异常等情况下，首先切断充放电回路，避免误动作，确保系统的安全。本实用新型还解决了普通三极管或MOS管构成的驱动电路由于无法提供与充电机负极P-相当的电位，而引起的无法可靠导通或截止充电回路，并形成振荡状态的问题。
图I是现有技术中NMOS管同ロ充放电的驱动原理图。图2是现有技术中NMOS管异ロ充放电的驱动原理图。图3是本实用新型中放电控制电路的电路原理图。图4是本实用新型中充电控制电路的电路原理图。
具体实施方式
如图3和图4所示，ー种通用型NMOS开关管驱动电路，包括控制装置，控制装置与放电控制电路、充电控制电路相连。所述充电控制电路包括三极管Q6，三极管Q6集电极和发射极之间连有电容C2，三极管Q6的基极与电阻R8相连、集电极与电阻R7相连，三极管Q6的集电极与三极管Q7的基极相连、三极管Q6的发射极与三极管Q7的发射极相连，三极管Q7的集电极与第一稳压电路相连，第一稳压电路与NMOS管Q8的栅极相连，NMOS管Q8漏极与第二稳压电路相连。所述放电控制电路包括三极管Q3，三极管Q3的集电极和发射极之间连有电容Cl，三极管Q3的基极与电阻R2相连，三极管Q3的集电极与电阻Rl、三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极与三极管Q3的发射极相连，三极管Q4的集电极、发射极之间连有第三稳压电路，第三稳压电路为NMOS管Q5提供栅极电压，NMOS管Q5的漏极与第四稳压电路相连。本实用新型工作过程如下放电时控制器的两个不同端ロ分别输出放电控制信号DISCON和放电使能信号DISEN，其中DISEN输出低电平使三极管Q3截止，同时DISCON输出高电平使三极管Q4导通，三极管Q4集电极输出低电平到NMOS管Q5的栅极，使NMOS管Q5截止，从而使得由电阻R5、电阻R6和稳压管ZD2构成的第四稳压电路工作，为放电控制开关NMOS管Ql提供可靠的栅源驱动电压Uffil,形成从Dl到SI的放电通路；需要停止放电时，DISEN输出高电平使三极管Q3导通，同时DISCON输出低电平，使三极管Q4截止，从而使得由电阻R3、电阻R4和稳压管ZDl构成的第三稳压电路工作，并为NMOS管Q5提供可靠的栅源驱动电压Uffi5,使其导通，从漏极输出低电平至放电控制开关NMOS管Ql的栅极，使其截止，从而切断放电通路。充电时控制器的两个不同端ロ分别输出充电控制信号CHGCON和充电使能信号CHGEN，其中CHGEN输出低电平使三极管Q6截止，同时CHGCON输出高电平使三极管Q7导通，并使由电阻R9、电阻RlO和稳压管ZD3构成的第一稳压电路工作，为三极管Q8提供可靠的负的栅源驱动电压Ugs8,并使三极管Q8导通，从而使得由电阻Rl I、电阻R12和稳压管ZD4构成的第四稳压电路工作，为充电控制开关NMOS管Q2提供可靠的栅源驱动电压UGS2，形成从D2到S2的充电通路；需要停止充电时，CHGEN输出高电平使三极管Q6导通，同时CHGCON输出低电平，使三极管Q7截止，稳压管ZD3上无压降，即三极管Q8上没有有效导通压降而截止，从而使得由电阻R11、电阻R12和稳压管ZD4构成的第二稳压电路不工作，并且稳压管ZD4上无压降，即充电控制开关NMOS管Q2因栅极和源极间没有导通压降而截止，从而切断充电通路。本实用新型工作时，如果需要使充电回路导通，必须同时满足放电使能信号DISEN 为低电平，放电控制信号DISCON为高电平，其他情况下，充电回路均处于截止状态。如果需要使放电回路导通，必须同时满足充电使能信号CHGEN为低电平，充电控制信号DISCON为高电平，其他情况下，放电回路均处于截止状态。
权利要求1.ー种通用型NMOS开关管驱动电路，包括控制装置，其特征在于控制装置与放电控制电路、充电控制电路相连。
2.根据权利要求I所述的通用型NMOS开关管驱动电路，其特征在于所述充电控制电路包括三极管Q6，三极管Q6集电极和发射极之间连有电容C2，三极管Q6的基极与电阻R8相连、集电极与电阻R7相连，三极管Q6的集电极与三极管Q7的基极相连、三极管Q6的发射极与三极管Q7的发射极相连，三极管Q7的集电极与第一稳压电路相连，第一稳压电路与NMOS管Q8的栅极相连，NMOS管Q8漏极与第二稳压电路相连。
3.根据权利要求I所述的通用型NMOS开关管驱动电路，其特征在于所述放电控制电路包括三极管Q3，三极管Q3的集电极和发射极之间连有电容Cl，三极管Q3的基极与电阻R2相连，三极管Q3的集电极与电阻R1、三极管Q4的基极相连，三极管Q4的发射极与三极管Q3的发射极相连，三极管Q4的集电极、发射极之间连有第三稳压电路，第三稳压电路为NMOS管Q5提供栅极电压，NMOS管Q5的漏极与第四稳压电路相连。
专利摘要本实用新型公开一种通用型NMOS开关管驱动电路，包括控制装置，控制装置与放电控制电路、充电控制电路相连。采用相对便宜的分立元件组成，与现有驱动电路相比，本实用新型成本低、功耗小。另外，本实用新型对充放电的控制均通过一对互异的控制信号实现，以电路冗余的方式增加了控制的可靠性和系统的安全性，当控制系统上电瞬间、断电瞬间、控制器出现异常等情况下，首先切断充放电回路，避免误动作，确保系统的安全。本实用新型还解决了普通三极管或MOS管构成的驱动电路由于无法提供与充电机负极P-相当的电位，而引起的无法可靠导通或截止充电回路，并形成振荡状态的问题。
文档编号H02J7/00GK202406093SQ201120531678
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者姚雷博, 张伟民, 张波, 段晓明, 董红政, 郑玉丽, 郭超 申请人:洛阳理工学院