一种大功率开关MOS管关断保护电路的制作方法

本实用新型涉及保护电路技术领域，尤其涉及一种大功率开关mos管关断保护电路。

背景技术：

在保护板工作过程中，功率mos管的开关损耗一直是比较重要的问题，由于mos管的容性特性，在mos管作为开关管运行时，在其关断的过程中，常伴随着动作滞后的问题，“关”的过程变慢，相应的功耗也随之增加，因此容易烧坏开关管，保护板无法正常使用。

针对这一问题，解决的办法是使元器件的内阻阻值足够小，甚至是没有阻值，由此，激励信号就能够提供足够的电流，mos管的等效电容就能迅速的放电，从而达到保护mos管的效果。但是，由于元器件本身的内阻不可能无限小，所以势必会发生开关滞后，充放电切换时，如果关断或者导通mos管的延时较大，极有可能对mos管造成损害甚至是烧毁，导致保护板控制失效。

鉴于此，如何提供一种能够简单高效地使大功率开关mos管迅速完成关断的保护电路，是目前亟待解决的技术问题之一。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型实施例提出了一种大功率开关mos管关断保护电路，以加快开关mos管的关断速度，缩短关断时间，进而降低开关损耗，避免开关mos管损坏，保障保护板的有效控制。

本实用新型实施例提供的一种大功率开关mos管关断保护电路，包括开关电路和放电电路；所述开关电路包括第一控制信号发生器、第一mos管q1、第二mos管q2和第一电阻r1，所述第一mos管q1的源极与电压输入端连接，所述第一mos管q1的栅极与所述第二mos管q2的漏极连接，所述第一mos管q1的漏极与所述第一电阻r1的第一端连接，所述第二mos管q2的栅极与所述第一控制信号发生器的信号输出端连接，所述第二mos管q2的源极分别与所述第一电阻r1的第二端和第一参考地连接；

所述放电电路连接在所述第一mos管q1的漏极与所述第一电阻r1的第一端之间，用于释放所述第一mos管q1和所述第二mos管q2存储的电能。可选地，所述放电电路包括第二控制信号发生器、第三mos管q3和第二电阻r2，所述第三mos管q3的栅极与所述第二控制信号发生器的信号输出端连接，所述第三mos管q3的源极与第二参考地连接，所述第三mos管q3的漏极与所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端与所述第一mos管q1的漏极连接。

可选地，还包括第一稳压二极管d1和第二稳压二极管d2，所述第一稳压二极管d1的正向连接端与所述第二电阻r2的第二端连接，所述第一稳压二极管d1的反向连接端与所述第二稳压二极管d2的反向连接端连接，所述第二稳压二极管d2的正向连接端与第三参考地连接。

可选地，所述开关电路还包括第三电阻r3和第四电阻r4，所述第三电阻r3的两端分别与所述第一mos管q1的栅极和所述第二mos管q2的漏极连接，所述第四电阻r4的两端分别与所述第一控制信号发生器的信号输出端和所述第二mos管q2的栅极连接。

可选地，所述开关电路还包括第五电阻r5和第六电阻r6，所述第五电阻r5的两端分别与所述第一mos管q1的栅极和源极连接；所述第六电阻r6的两端分别与所述第二mos管q2的栅极和源极连接。

可选地，所述开关电路还包括第七电阻r7，所述第七电阻r7的第一端与所述第一mos管q1的漏极连接，所述第七电阻r7的第二端分别与所述第一电阻r1的第一端和所述第二电阻r2的第二端连接。

可选地，所述放电电路还包括第八电阻r8和第九电阻r9，所述第八电阻r8的两端分别与所述第二控制信号发生器的信号输出端和所述第三mos管q3的栅极连接，所述第九电阻r9的两端分别与所述第三mos管q3的栅极和第二参考地连接。

本实用新型实施例提供的大功率开关mos管关断保护电路，在保护板关断开关mos管时，可以通过放电电路快速释放开关mos管存储的电能，减少开关mos管的关断时间，有效降低开关损耗，防止开关mos管损坏。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种大功率开关mos管关断保护电路；

图2为本实用新型实施例提供的另一种大功率开关mos管关断保护电路。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1为本实用新型实施例提供的一种大功率开关mos管关断保护电路。如图1所示，本实用新型实施例提供的大功率开关mos管关断保护电路，包括开关电路10和放电电路20；所述开关电路20包括第一控制信号发生器11、第一mos管q1、第二mos管q2和第一电阻r1，所述第一mos管q1的源极与电压输入端vcc连接，所述第一mos管q1的栅极与所述第二mos管q2的漏极连接，所述第一mos管q1的漏极与所述第一电阻r1的第一端连接，所述第二mos管q2的栅极与所述第一控制信号发生器11的信号输出端连接，所述第二mos管q2的源极分别与所述第一电阻r1的第二端和第一参考地连接；所述放电电路20连接在所述第一mos管q1的漏极与所述第一电阻r1的第一端之间，用于释放所述第一mos管q1和所述第二mos管q2存储的电能。

本实施例中的第一mos管q1和第二mos管q2分别采用p型mos管和n型mos管。

具体的，在实际应用中，第一控制信号发生器11输出高电平信号dis_on，第二mos管q2导通，第二mos管q2的漏极为低电平，此时第一mos管q1的栅极为低电平，第一mos管q1导通，电压输入端vcc经第一mos管q1、第一电阻r1分压控制所述第二mos管q2，保护板开始工作。相应的，当保护板停止工作时，第一控制信号发生器11输出低电平信号，第一mos管q1和第二mos管q2关断。

需要说明的是，针对不同的mos管，因其容性特性所产生的电能不同，并且，为满足不同的过流能力的要求，有时需要将多个mos管并联使用，相应的寄生电容随之增大，产生的电能也增大。所以，在实际应用中，根据电路的实际情况，适应于电路中的电流和其他元器件的型号改变来选择第二电阻r2的阻值。

进一步的，根据w＝u²/r可知，u保持不变时，r越小，耗散功率越大，能量释放越快，与此同时，也要求第二电阻r2的额定功率足够大。考虑到随着电阻的额定功率增大，电阻的封装尺寸也要相应增加，成本随之增加，因此，在实际应用中，应选取一个较优的阻值，在保障放电性能的同时合理控制成本。

本实用新型实施例提供的大功率开关mos管关断保护电路，在保护板关断开关mos管时，通过放电电路快速释放开关mos管存储的电能，减少开关mos管的关断时间，降低开关损耗。

本实用新型的一个可选实施例中，如图2所示，本实用新型实施例提供的大功率开关mos管关断保护电路，所述放电电路20包括第二控制信号发生器21、第三mos管q3和第二电阻r2，所述第三mos管q3的栅极与所述第二控制信号发生器21的信号输出端连接，所述第三mos管q3的源极与第二参考地连接，所述第三mos管q3的漏极与所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端与所述第一mos管q1的漏极连接。

具体的，所述第二电阻r2为放电电阻，当保护板关断开关mos管时，首先通过第二控制信号发生器21输出高电平信号dis_on，使第三mos管q3导通，此时，第二控制信号发生器21输出的激励信号dis通过第二电阻r2与第二参考地形成回路，继而产生能量消耗。

进一步的，第一控制信号发生器11输出低电平信号，第一mos管q1和第二mos管q2关断，由于mos管容性特性而存储的电能非常小，在关断过程中电能通过第二电阻r2迅速消耗，完成放电，以此减少mos管关断时间，降低开关损耗，避免mos管损害或者烧毁，进而保障保护板的正常工作。

本实用新型的一个可选实施例中，如图2所示，本实用新型实施例提供的大功率开关mos管关断保护电路，还包括第一稳压二极管d1和第二稳压二极管d2，所述第一稳压二极管d1的正向连接端与所述第二电阻r2的第二端连接，所述第一稳压二极管d1的反向连接端与所述第二稳压二极管d2的反向连接端连接，所述第二稳压二极管d2的正向连接端与第三参考地连接。

具体的，第一稳压二极管d1和第二稳压二极管d2反向串联，形成保护电路，避免mos管因过电压而损坏。

在本实用新型的一个可选实施例中，如图2所示，所述开关电路10还包括第三电阻r3和第四电阻r4，所述第三电阻r3的两端分别与所述第一mos管q1的栅极和所述第二mos管q2的漏极连接，所述第四电阻r4的两端分别与所述第一控制信号发生器的信号输出端和所述第二mos管q2的栅极连接。

具体的，所述第三电阻r3和第四电阻r4为限流电阻，一方面，抑制电路振荡，另一方面，用于限制第一mos管q1的栅极和第二mos管q2的栅极的电流，避免mos管发烫，防止mos管烧损。可选的，所述第三电阻r3和第四电阻r4的阻值为k欧姆级。

本实用新型的一个可选实施例中，所述开关电路10还包括第五电阻r5和第六电阻r6，所述第五电阻r5的两端分别与所述第一mos管q1的栅极和源极连接；所述第六电阻r6的两端分别与所述第二mos管q2的栅极和源极连接。

具体的，所述第五电阻r5和第六电阻r6为泄放电阻，用于泄放第一mos管q1的栅极和源极之间的电荷，和第二mos管q2的栅极和源极之间的电荷，保护mos管的栅极-源极，防止mos管误动作，甚至击穿。

本实用新型的一个可选实施例中，所述开关电路10还包括第七电阻r7，所述第七电阻r7的第一端与所述第一mos管q1的漏极连接，所述第七电阻r7的第二端分别与所述第一电阻r1的第一端和所述第二电阻r2的第二端连接。

进一步的，所述放电电路20还包括第八电阻r8和第九电阻r9，所述第八电阻r8的两端分别与所述第二控制信号发生器的信号输出端和所述第三mos管q3的栅极连接，所述第九电阻r9的两端分别与所述第三mos管q3的栅极和第二参考地连接。

具体的，所述第八电阻r8可抑制电路振荡，限制第三mos管q3的栅极的电流，所述第九电阻r9可泄放第三mos管q3的栅极和源极之间的电荷，保护mos管的栅极-源极。

本实用新型实施例提供的大功率开关mos管关断保护电路，在保护板关断开关mos管时，可以通过放电电路快速释放开关mos管存储的电能，减少开关mos管的关断时间，有效降低开关损耗，防止开关mos管损坏。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。