一种上桥臂栅极自举电路的制作方法

本实用新型属于电机驱动技术领域，具体涉及一种上桥臂栅极自举电路。

背景技术：

自举电路也叫升压电路，是利用自举升压二极管，自举升压电容等电子元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高，有的电路升高的电压能达到数倍电源电压。目前对于mosfet功率管的自举电路，大多采用自举芯片，成本较高，在一些对成本较为敏感的场合并不适用，于是出现了如专利公开号为cn110729895a，专利名称为全n型mosfet实现的电压自举电路及驱动控制电路的发明专利，该发明专利的自举电路包括：自举二极管、第一自举电压开关、第二自举电压开关、开漏电平转换电路、自举电容。该专利用电子元器件代替了自举芯片，降低了成本。

但是上述方案中的自举电路的开断控制全部由场效应管来实现，场效应管的成本相对来说还是偏高，对于最求利润最大化的方面考虑，还需进一步降低成本。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中全部使用场效应管控制自举电路开关，成本偏高的问题，提供一种上桥臂栅极自举电路，该自举电路的开关控制由成本更低的三极管取代场效应管，进一步压缩了成本。

本实用新型的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种上桥臂栅极自举电路，包括二极管d0、二极管d1、电容c1、三极管q1、三极管q0、三极管q2、电阻r4，所述二极管d0的阳极连接有+15v电源，二极管d0的阴极连接所述电容c1的正极，所述电容c1的负极连接被控对象上桥臂的场效应管m1的源极；所述二极管d0的阴极还并联连接所述三极管q0的发射极，所述三极管q0的集电极并联连接所述三极管q2的基极和所述电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端连接所述二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极连接控制对象上桥臂的场效应管m1的栅极，所述二极管d1的阴极还并联连接三极管q2的发射极，所述三极管q2的集电极连接场效应管m1的源极，所述场效应管m1的漏极连接驱动电源的正极；所述三极管q0的基极和发射极两端连接有电阻r0，所述三极管q0的基极还连接有电阻r1的一端,所述电阻r1的另一端连接有三极管q1的集电极，所述三极管q1的发射极连接有开关输入信号at，所述三极管q1的基极连接有电阻r2的一端，所述电阻r2的另一端连接有+5v电源。

上述方案中，该自举电路应用于电机驱动电路中。开关输入信号at为低电平时，三极管q1导通，此时，分压电阻r0和r1使三极管q0的基极和发射极之间形成电位差，于是q0导通，+15v电源通过q0、电阻r4、二极管d1给上桥臂场效应管m1栅极供电，使栅极电压高于源极电压，场效应管m1导通。m1导通期间，由于二极管d1的压降，使得三极管q2的基极电压高于发射极，三极管q2截止关闭，保存住场效应管m1栅极电荷不泄露，从而保持场效应管m1的导通状态。在场效应管m1导通瞬间，场效应管m1的源极电位会随着电机绕组的反电势而升高，此时靠电容c1向场效应管m1的栅极供电。由于c1的正负极之间已充有15v电压，且电容c1的负极始终与场效应管m1的源极等电位，因此电容c1的正极始终比场效应管m1的源极高出15v电压左右，依靠该电容供电，就能始终维持场效应管m1的栅极电压高于源极电压，从而保持上桥臂持续导通。在m1导通期间，电容c1的正极对地电压会远高于15v，此时二极管d0截止，从而保护15v低压电源不被损坏。当输入信号at为高阻态时，三极管q1和三极管q0相继关断，不能再向场效应管m1的栅极供电，此时三极管q2的基极电压会低于发射极电压而导通，场效应管m1的栅极电荷通过三极管q2迅速泄漏到场效应管m1的源极，场效应管m1的栅极与源极的电压相等，场效应管m1迅速关断。

作为优选，所述二极管d0的阴极还并联连接有电容c0的一端，所述电容c0的另一端接地。起到对电源滤波的作用。

作为优选，所述三极管q1为n型三极管，三极管q0、三极管q2均为p型三极管。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：该自举电路的开关由三极管控制，三极管的材料成本低，可以很好的控制制造成本。

附图说明

图1本实用新型的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图所表示的实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例1

如图1所示，一种上桥臂栅极自举电路，包括二极管d0、二极管d1、电容c1、n型三极管q1、p型三极管q0、p型三极管q2、电阻r4，和被控对象上桥臂的场效应管m1。所述二极管d0的阳极连接15v电压，二极管d0的阴极连接有滤波用的电容c0，并接地。所述二极管d0的阴极还连接所述电容c1的正极，所述电容c1的负极连接场效应管m1的源极；所述二极管d0的阴极还并联连接所述三极管q0的发射极，所述三极管q0的集电极并联连接所述三极管q2的基极和所述电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端连接所述二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极连接场效应管m1的栅极，所述二极管d1的阴极还并联连接三极管q2的发射极，所述三极管q2的集电极连接场效应管m1的源极，所述场效应管m1的漏极连接驱动电源的正极；所述三极管q0的基极和发射极两端连接有电阻r0，所述三极管q0的基极还连接有电阻r1的一端，所述电阻r1的另一端连接有三极管q1的集电极，所述三极管q1的发射极连接有开关输入信号at，所述三极管q1的基极连接有电阻r2的一端，所述电阻r2的另一端连接有+5v电源。

该自举电路应用于电机驱动电路中。当开关输入信号at为低电平时，三极管q1导通，此时，分压电阻r0和r1使三极管q0的基极和发射极之间形成电位差，于是q0导通，+15v电源通过q0、电阻r4、二极管d1给场效应管m1栅极供电，使栅极电压高于源极电压，场效应管m1导通。场效应管m1导通期间，二极管d1的压降使得三极管q2的基极电压高于发射极，三极管q2截止关闭，保存住场效应管m1栅极电荷不泄露，从而保持场效应管m1的导通状态。在场效应管m1导通瞬间，场效应管m1的源极电位会随着电机绕组的反电势而升高，此时靠电容c1向场效应管m1的栅极供电。由于c1的正负极之间已充有15v电压，且电容c1的负极始终与场效应管m1的源极等电位，因此电容c1的正极始终比场效应管m1的源极高出15v电压左右，依靠该电容供电，就能始终维持场效应管m1的栅极电压高于源极电压，从而保持上桥臂持续导通。在m1导通期间，电容c1的正极对地电压会远高于15v，此时二极管d0截止，从而保护15v低压电源不被损坏。当输入信号at为高阻态时，三极管q1和三极管q0关断，不能再向场效应管m1的栅极供电，此时三极管q2的基极电压会低于发射极电压而导通，场效应管m1的栅极电荷通过三极管q2迅速泄漏到场效应管m1的源极，场效应管m1的栅极与源极的电压相等，场效应管m1迅速关断。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

技术特征：

1.一种上桥臂栅极自举电路，其特征在于，包括二极管d0、二极管d1、电容c1、三极管q1、三极管q0、三极管q2、电阻r4，所述二极管d0的阳极连接有+15v电源，二极管d0的阴极连接所述电容c1的正极，所述电容c1的负极连接被控对象上桥臂的场效应管m1的源极；所述二极管d0的阴极还并联连接所述三极管q0的发射极，所述三极管q0的集电极并联连接所述三极管q2的基极和所述电阻r4的一端，所述电阻r4的另一端连接所述二极管d1的阳极，所述二极管d1的阴极连接控制对象上桥臂的场效应管m1的栅极，所述二极管d1的阴极还并联连接三极管q2的发射极，所述三极管q2的集电极连接场效应管m1的源极，所述场效应管m1的漏极连接有驱动电源的正极；所述三极管q0的基极和发射极两端连接有电阻r0，所述三极管q0的基极还连接有电阻r1的一端,所述电阻r1的另一端连接有三极管q1的集电极，所述三极管q1的发射极连接有开关输入信号at，所述三极管q1的基极连接有电阻r2的一端，所述电阻r2的另一端连接有+5v电源。

2.根据权利要求1所述的一种上桥臂栅极自举电路，其特征在于，所述二极管d0的阴极还并联连接有电容c0的一端，所述电容c0的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的一种上桥臂栅极自举电路，其特征在于，所述三极管q1为n型三极管，三极管q0、三极管q2均为p型三极管。

技术总结
本实用新型针对现有技术中全部使用场效应管控制自举电路开关，成本偏高的问题，提供一种上桥臂栅极自举电路，属于电机驱动技术领域，包括二极管D0、二极管D1、电容C1、三极管Q1、三极管Q0、三极管Q2、电阻R4，所述二极管D1的阴极连接控制对象上桥臂的场效应管M1的栅极，所述二极管D1的阴极还并联连接三极管Q2的发射极，所述三极管Q2的集电极连接场效应管M1的源极，所述场效应管M1的漏极连接驱动电源的正极；所述三极管Q0的基极和发射极两端连接有电阻R0，所述三极管Q0的基极还连接有电阻R1的一端,所述电阻R1的另一端连接有三极管Q1的集电极，该自举电路的开关控制由成本更低的三极管取代场效应管，进一步压缩了成本。

技术研发人员：王黎;吕新明;胡小红
受保护的技术使用者：浙江华丰电动工具有限公司
技术研发日：2020.09.15
技术公布日：2021.05.11