一種功率開關管的隔離驅動電路制造技術

本發明專利技術適用于電氣開關及開關電源領域，提供了一種功率開關管的隔離驅動電路。在本發明專利技術中，在現有的功率開關管的隔離驅動電路的基礎上，通過增加功率開關管門級濾波電容及相應的加速關斷放電通路，以此提高隔離驅動電路導通和關斷時的可靠性和穩定性。加速關斷放電通路是在門級濾波電容比較大時起作用的，在關斷時讓門級濾波電容迅速放電，避免門級電壓下降緩慢引起MOSFET開關振蕩的現象。門級濾波電容比較大時，門級電壓會非常穩定，這對MOSFET是有好處的。并且，在輸入信號為關閉狀態時，通過加速關斷放電通路，始終給MOSFET門級進行放電，使得門級電壓不能累積，避免了需要關斷的功率開關管誤導通。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電氣開關及開關電源領域，尤其涉及一種功率開關管的隔離驅動電路，具體涉及一種帶加速關斷通路的隔離驅動電路。
技術介紹
對于用功率開關管進行電路開關的場合，由于應用場合要求或是出于電路安全考慮，需要對來自控制電路的驅動與功率開關管進行隔離。在保證長時間可靠開通關斷的前提下，需要其驅動電路具有一定的開關速率。現有技術中的功率開關管長時間開通關斷的隔離型驅動電路結構如圖1所示，包括振蕩器，驅動芯片或電路、原邊隔直電容Cl，原邊限流電阻R1，驅動變壓器Tl，副邊隔直電容C2，副邊整流二極管Dl、D2，濾波電容C3，電阻R2和R3。在開關信號為打開功率開關管的信號時，所述振蕩器發出的脈沖方波信號經過所述驅動芯片或電路、原邊隔直電容Cl和隔離驅動變壓器Tl傳送到副邊，再經過所述副邊隔直電容C2和所述整流二極管Dl、D2，濾波電容C3將方波整流成幅值近乎等于驅動器方波幅值的直流，從而使功率開關管Ml導通。在開關信號為關閉功率開關管的信號時，驅動芯片或電路停止發出脈沖方波信號，變壓器Tl停止工作，濾波電容C3和功率開關管Ml的門級寄生電容通過電阻R3放電，當Ml門級電壓降到開啟閾值電平以下時，功率開關管關閉。所述電阻Rl用來調節變壓器的驅動電流，防止因變壓器原邊電流過大引起變壓器飽和；所述電阻R2的阻值很小，用來抑制線路等效電感產生的振蕩；所述電阻R3的阻值很大，用來防止MOSFET門級因靜電累積而誤導通。這種隔離驅動電路存在的技術問題是振蕩器產生的載波信號經過驅動芯片或電路、隔離變壓器輸出到副邊后，由濾波電容C3和功率開關管的門級寄生電容進行濾波。如果總的濾波電容比較小，則門級驅動電壓存在很大的紋波；如果加大總的濾波電容值，雖然門級驅動電壓的紋波變小了，但由于在關斷時只能通過電阻R2和電阻R3放電，而通常電阻 R2的電阻值較大，門級電壓下降非常緩慢，不僅使關斷過程變慢，而且會引起功率開關管的電壓或是電流振蕩，從而增加故障發生的可能性。由于關斷過程變慢，使得該驅動電路的開關速率也不能提到很高。
技術實現思路
本專利技術實施例的目的在于提供一種功率開關管的隔離驅動電路，旨在解決現有技術存在的功率開關管的關斷過程較慢，容易發生故障的問題。本專利技術實施例是這樣實現的，一種功率開關管的隔離驅動電路，所述電路包括產生載波信號的振蕩器，與所述振蕩器相連的邏輯選擇電路，所述邏輯選擇電路還分別與加速關斷放電電路、開通隔離驅動電路相連，所述開關信號經過邏輯選擇電路，由邏輯選擇電路同時控制開通隔離驅動電路和加速關斷放電電路，當開關信號為開啟功率開關管時，所述開通隔離驅動電路工作，輸出高電平4使得功率開關管開通，加速關斷驅動電路關閉，所述隔離驅動電路的輸入信號為關閉功率開關管時，所述開通隔離驅動電路停止工作，加速關斷電路工作使得功率開關管門級電容迅速放電，使所述被驅動功率開關管迅速關閉。進一步地，所述邏輯選擇電路包括非門、第一與門以及第二與門，所述非門的輸入端接開關信號，所述第一與門的一個輸入端與振蕩器的輸出端相連，另一輸入端接非門的輸出端，其輸出端接開通隔離驅動電路，所述第二與門的一個輸入端接振蕩器的輸出端， 另一個輸入端接開關信號，而第二與門的輸出端接加速關斷驅動電路。進一步地，所述邏輯選擇電路包括反相器、第一與門以及第二與門，所述反相器的輸入端接開關信號，所述第一與門的一個輸入端與振蕩器的輸出端相連，另一輸入端接開關信號，其輸出端接開通隔離驅動電路， 所述第二與門的一個輸入端接振蕩器的輸出端，另一個輸入端接反相器的輸出端，而第二與門的輸出端接加速關斷驅動電路。進一步地，所述加速關斷驅動電路包括第二驅動芯片或電路、隔直電容C4、限流電阻R5、變壓器T2，整流二極管D3、限流電阻R6、電阻R7、放電功率管Ql以及放電限流電阻 R4，所述變壓器T2的原邊接第二驅動芯片或電路，隔直電容C4，限流電阻R5，并且第二驅動芯片或電路接到第二與門的輸出端，所述變壓器T2的副邊通過整流二極管D3，限流電阻 R6驅動所述放電功率管Q1，所述放電功率管Ql和放電限流電阻R4串聯后接到所述副邊濾波電容C3兩端，電阻R7接放電功率管Ql的門級。進一步地，所述加速關斷驅動電路包括第二驅動芯片或電路、隔直電容C4、限流電阻R5、變壓器T2，電容C5、整流二極管D3、電阻R7、放電功率管Ql以及放電限流電阻R4，所述變壓器T2的原邊接第二驅動芯片或電路，隔直電容C4，限流電阻R5，并且第二驅動芯片或電路接到第二與門的輸出端，所述變壓器T2的副邊通過電容C5及整流二極管D3 驅動所述放電功率管Q1，所述放電功率管Ql和放電限流電阻R4串聯后接到所述副邊濾波電容C3兩端，電阻R7接放電功率管Ql的門級。進一步地，所述開通隔離驅動電路包括第一驅動芯片或電路、電容Cl、電阻R1、 變壓器Tl、電容C2、二極管D1、二極管D2、電容C3、電阻R2以及電阻R3，所述變壓器Tl的原邊分別接電阻R1、電容Cl以及第一驅動芯片或電路，所述第一驅動芯片或電路與第一與門的輸出端相連，所述變壓器Tl的副邊接二極管D1、電容C3、電阻 R3，所述C2的一端接Dl的輸出端，另一端接Tl的副邊，所述D2的輸入端接Dl的輸出端， 所述D2的輸出端接R2的一端，R2的另一端接R3。在本專利技術的實施例中，在現有的功率開關管的隔離驅動電路的基礎上，通過增加功率開關管門級濾波電容及相應的加速關斷放電通路，以此提高隔離驅動電路導通和關斷時的可靠性和穩定性。加速關斷放電通路是在門級濾波電容比較大時起作用的，在關斷時讓門級濾波電容迅速放電，避免門級電壓下降緩慢引起MOSFET開關振蕩的現象。門級濾波電容比較大時，門級電壓會非常穩定，這對MOSFET是有好處的。如果門級電容非常小，門級電壓紋波會非常大，引起MOSFET開關不穩定的現象發生。并且，在輸入信號為關閉狀態時， 通過加速關斷放電通路，始終給MOSFET門級進行放電，使得門級電壓不能累積，進而避免了需要關斷的功率開關管誤導通。 附圖說明圖1是現有技術提供的功率開關管的隔離驅動電路的電路圖； 圖2是本專利技術實施例提供的功率開關管的隔離驅動電路的結構框圖； 圖3是本專利技術第一實施例提供的功率開關管的隔離驅動電路的電路圖； 圖4是本專利技術第二實施例提供的功率開關管的隔離驅動電路的電路圖。具體實施例方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。請參閱圖2-3，示出了本專利技術實施例提供的功率開關管的隔離驅動電路，外部的控制電路將控制功率開關管Ml開通或關斷的開關信號輸出到本隔離驅動電路的輸入端。該功率開關管的隔離驅動電路包括產生載波信號的振蕩器，與所述振蕩器相連的邏輯選擇電路，所述邏輯選擇電路還分別與加速關斷放電電路、開通隔離驅動電路相連。所述開關信號經過邏輯選擇電路，由邏輯選擇電路同時控制開通隔離驅動電路和加速關斷放電電路，當開關信號為開啟功率開關管時，所述開通隔離驅動電路工作，輸出高電平使得功率開關管開通，加速關斷驅動電路關閉，所述隔離驅動電路的輸入信號為關閉功率開關管時，所述開通隔離驅動電路停止工作，加速關斷電路工作使得功率開關本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種功率開關管的隔離驅動電路，其特征在于，所述電路包括產生載波信號的振蕩器，與所述振蕩器相連的邏輯選擇電路，所述邏輯選擇電路還分別與加速關斷放電電路、開通隔離驅動電路相連，所述開關信號經過邏輯選擇電路，由邏輯選擇電路同時控制開通隔離驅動電路和加速關斷放電電路，當開關信號為開啟功率開關管時，所述開通隔離驅動電路工作，輸出高電平使得功率開關管開通，加速關斷驅動電路關閉，所述隔離驅動電路的輸入信號為關閉功率開關管時，所述開通隔離驅動電路停止工作，加速關斷電路工作使得功率開關管門級電容迅速放電，使所述被驅動功率開關管迅速關閉。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：付明，王騫，
申請(專利權)人：深圳航天科技創新研究院，
類型：發明
國別省市：94