专利名称：一种采用自举供电的mosfet管驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电动自行车控制器领域，尤其涉及一种采用自举供电的MOSFET 管驱动电路。
背景技术：
目前市面上常见的电动自行车控制器基本上都是用MOSFET管作为功率开关管， 而且为了降低成本，上部功率管的驱动电路普遍采用自举供电的方式。图l是常见电动自 行车控制器的上部功率管的驱动电路的原理图。 其工作原理为当单片机送过来的P丽信号为高电平时，V2导通，随之V1导通，V1 的集电极为高电平。驱动电流通过D2和限流电阻R2，使M0S管Q1导通；反之，当P丽为低 电平时，V2截止，VI截止，Ql输入电容上存储的电荷通过V3泻放。 该电路在VI导通时，有15V的电压加在电阻R5上。为了获得较快的功率管关断 速度，R5应取较小的值，一般取2k欧姆。可见R5在VI导通时将消耗大量的电流。 为减小功耗，R4取值较大， 一般大于2k欧姆，VI的基极电流较小，限制VI不能提 供大的驱动电流(受放大倍数的限制)，Ql的开通时间很长， 一般大于2uS。从而导致Ql开 关损耗大，发热比较严重，使整机效率降低。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种采用自举供电的MOSFET管驱动电路。 为解决上述技术问题，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。 —种采用自举供电的M0SFET管驱动电路，包括开通回路、放电回路、加速回路、 M0S管(Ql)、第九电阻(R9)、第i^一电阻(R11); 所述加速回路有第二电阻(R2)与第一电容(Cl)串联组成，所述加速回路一端连 接在P丽信号端，另一端与开通回路相连，开通回路经第九电阻(R9)与放电回路相连，放电 回路经第十一电阻(R11)连接在M0S管(Ql)的漏极。 其中，所述开通回路包括第一三极管(Vl)、第五三极管(V5)、第四电阻(R4)、第 三电阻(R3);第一三极管(VI)的集电极经串联的第四电阻(R4)和第三电阻(R3)与二极 管(Dl)的阴极相连，第五三极管(V5)的基极连接在第四电阻(R4)和第三电阻(R3)的中 点。 其中，还包括第一电阻(Rl)，所述第一电阻(Rl)并联在所述加速回路两端。 其中，还包括第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第十 电阻(R10)、所述放电回路包括第二三极管(V2)、第三三极管(V3)、第四三极管(V4)、第 六三极管(V6);第五三极管(V5)的集电极经第九电阻(R9)与第六三极管(V6)的发射极 相连，第四三极管(V4)的集电极经串联的第八电阻(R8)与第十电阻(R10)连接在第六三 极管(V6)的发射极上，第四三极管(V4)的基极与第三三极管(V3)的集电极相连，第七电 阻(R7) —端与二极管(Dl)的阴极相连，另一端连接在第四三极管(V4)的基极与第三三极管(V3)的集电极的中点，第四三极管(V4)的基极与第三三极管(V3)的基极与第二三极管 (V2)的集电极相连，第二三极管(V2)的发射极经第五电阻(R5)与二极管(Dl)的阴极相 连，第二三极管(V2)的基极与第一三极管(VI)的集电极相连，第三三极管(V3)的发射极 与第四三极管(V4)的发射极及第六三极管(V6)的集电极并联后连接在MOS管(Ql)的源 极，第六电阻(R6)并联在第三三极管(V3)的基极与发射极之间，第五三极管(V5)的发射 极与二极管(Dl)的阴极相连。 其中，还包括第二电容(C2)、第三电容(C3); 第二电容(C2)并联在M0S管(Ql)的栅极与源极之间，第三电容(C3) —端与二极 管(Dl)的阴极相连，另一端与MOS管(Ql)的源极的相连。 本实用新型的有益效果如下 本实用新型通过R2， Cl组成的脉冲边沿加速电路使得驱动电路可提供更大的瞬 间输出电流，显著縮短功率管开通时间，减小了功率管开关损耗；与常见驱动电路相比，开 关速度可由2uS减小到0. 2uS，约10倍改善；在保证高速驱动的同时，整个驱动电路的电流 消耗由常见的8mA减小为小于2. 5mA，约3倍改善；而且由于功耗减小，自举供电电容容量 可大幅减小，自举二极管可选择电流额定值更小的二极管，使得成本得以降低。
图1为现有的M0S管驱动电路基本原理图； 图2为本实用新型MOS管驱动电路基本原理图。
具体实施方式为便于对本实用新型进一步理解，现结合附图及具体实施例对本实用新型进行详 细描述。 请参阅图2所示，为本实用新型M0SFET管驱动电路原理图。其中VI， V5组成Ql 的开通回路101，上升延时间可由限流电阻R9调节；V2，V3，V4和V6组成Ql的关断放电回 路102，下降延时间可由R8和Rll调节。R2和Cl组成加速回路103。 加速回路103 —端连接在P丽信号端，另一端与开通回路101相连，开通回路101 经电阻R9与放电回路102相连，放电回路102经电阻Rll连接在MOS管Ql的漏极。 电阻Rl并联在R2和Cl组成的加速回路103两端，三极管VI的发射极接电阻Rl 的一端，三极管V1的集电极经串联的电阻R4和电阻R3与二极管D1的阴极相连，三极管V5 的基极连接在电阻R4和电阻R3的中点，三极管V5的集电极经电阻R9与三极管V6的发射 极相连，三极管V4的集电极经串联的电阻R8与电阻R10连接在三极管V6的发射极上，三 极管V4的基极与三极管V3的集电极相连，电阻R7 —端与二极管Dl的阴极相连，另一端连 接在三极管V4的基极与三极管V3的集电极的中点，三极管V4的基极与三极管V3的基极 与三极管V2的集电极相连，三极管V2的发射极经电阻R5与二极管D1的阴极相连，三极管 V2的基极与三极管VI的集电极相连，三极管V3的发射极与三极管V4的发射极及三极管V6 的集电极并联后连接在MOS管Ql的源极，电阻R6并联在三极管V3的基极与发射极之间， 电容C2并联在M0S管Q1的漏极与源极之间，电容C3 —端与二极管D1的阴极相连，另一端 与M0S管Q1的源极的相连，三极管V5的发射极与二极管D1的阴极相连，二极管D1的阳极接电压输入。
其工作原理 当单片机送过来的信号为低时，VI导通，其集电极为低，V2导通，V2的集电极为 高，V3导通，V3的集电极为低，V4、V6截止。同时，V1的集电极为低，使得V5导通。通过限 流电阻R9和Rll向Ql的输入电容充电，M0S管开通。 反之，P丽信号为高时，V1、V2、V3截止，V5截止。V4导通，V4的集电极为低，使得 V6导通。聚集在Ql输入电容上的电荷通过限流电阻Rll和V6泻放，M0S管关断。 R2和Cl组成的脉冲边沿加速电路，在边沿能为V5提供更大的基极驱动电流而使 Ql的开通时间縮短。稳态时R2并不消耗电流，而且Rl取值(可取3k欧姆，比图1R4的2k 欧姆)较大，也降低了电流消耗。 与图1的R5 ( —般取2k欧姆)功能对应的R7阻值取得很大， 一般取20k欧姆，消 耗电流减小很多。 为V6提供基极电流的电阻R8取值820欧姆，比图1的R5小的多，因此V6可为Ql
提供更大的关断电流。 V2， V3和V4控制V6的工作，其中V2工作在非饱和状态而且集电极电阻小，因此 开关速度快。 以上对本实用新型所提供的一种采用自举供电的M0SFET管驱动电路进行了详细 介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的 说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本 实用新型的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容 不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求一种采用自举供电的MOSFET管驱动电路，其特征在于，包括开通回路、放电回路、加速回路、MOS管(Q1)、第九电阻(R9)、第十一电阻(R11)；所述加速回路有第二电阻(R2)与第一电容(C1)串联组成，所述加速回路一端连接在PWM信号端，另一端与开通回路相连，开通回路经第九电阻(R9)与放电回路相连，放电回路经第十一电阻(R11)连接在MOS管(Q1)的漏极。
2. 根据权利要求1所述的一种采用自举供电的M0SFET管驱动电路，其特征在于，所述 开通回路包括第一三极管(Vl)、第五三极管(V5)、第四电阻(R4)、第三电阻(R3);第一三 极管(VI)的集电极经串联的第四电阻(R4)和第三电阻(R3)与二极管(Dl)的阴极相连， 第五三极管(V5)的基极连接在第四电阻(R4)和第三电阻(R3)的中点。
3. 根据权利要求1或2所述的一种采用自举供电的MOSFET管驱动电路，其特征在于， 还包括第一电阻(Rl)，所述第一电阻(Rl)并联在所述加速回路两端。
4. 根据权利要求3所述的一种采用自举供电的M0SFET管驱动电路，其特征在于，还包 括第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第十电阻(R10)、所述 放电回路包括第二三极管(V2)、第三三极管(V3)、第四三极管(V4)、第六三极管(V6);第 五三极管(V5)的集电极经第九电阻(R9)与第六三极管(V6)的发射极相连，第四三极管 (V4)的集电极经串联的第八电阻(R8)与第十电阻(R10)连接在第六三极管(V6)的发射 极上，第四三极管(V4)的基极与第三三极管(V3)的集电极相连，第七电阻(R7) —端与二 极管(Dl)的阴极相连，另一端连接在第四三极管(V4)的基极与第三三极管(V3)的集电 极的中点，第四三极管(V4)的基极与第三三极管(V3)的基极与第二三极管(V2)的集电 极相连，第二三极管(V2)的发射极经第五电阻(R5)与二极管(Dl)的阴极相连，第二三极 管(V2)的基极与第一三极管(VI)的集电极相连，第三三极管(V3)的发射极与第四三极 管(V4)的发射极及第六三极管(V6)的集电极并联后连接在MOS管(Ql)的源极，第六电 阻(R6)并联在第三三极管(V3)的基极与发射极之间，第五三极管(V5)的发射极与二极管 (Dl)的阴极相连。
5. 根据权利要求4所述的一种采用自举供电的M0SFET管驱动电路，其特征在于，还包 括第二电容(C2)、第三电容(C3);第二电容(C2)并联在M0S管(Ql)的栅极与源极之间，第三电容(C3) —端与二极管 (Dl)的阴极相连，另一端与MOS管(Ql)的源极的相连。
专利摘要本实用新型公开了一种采用自举供电的MOSFET管驱动电路，包括开通回路、放电回路、加速回路、MOS管、第九电阻、第十一电阻；所述加速回路有第二电阻与第一电容串联组成，所述加速回路一端连接在PWM信号端，另一端与开通回路相连，开通回路经第九电阻与放电回路相连，放电回路经第十一电阻连接在MOS管的漏极。本实用新型通过R2，C1组成的脉冲边沿加速电路使得驱动电路可提供更大的瞬间输出电流，显著缩短功率管开通时间，减小了功率管开关损耗；在保证高速驱动的同时，整个驱动电路的电流消耗由常见的8mA减小为小于2.5mA，约3倍改善；而且由于功耗减小，自举供电电容容量可大幅减小，自举二极管可选择电流额定值更小的二极管，使得成本得以降低。
文档编号H03K17/04GK201467101SQ20092013024
公开日2010年5月12日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者李树白 申请人:深圳市麦格米特驱动技术有限公司