CN106301318B - Mosfet器件的隔离驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种MOSFET器件的隔离驱动电路。该电路包括：低电压控制部分、隔离部分和第一MOSFET的驱动部分，低电压控制部分包括第一限流电阻、第二MOSFET和第二MOSFET的驱动电路，第二MOSFET的驱动电路包括第一滤波电容、第二滤波电容和第二限流电阻。本发明实施例通过在MOSFET器件的隔离驱动电路的隔离部分的输入端连接低电压控制部分，使单片机向隔离部分的输入端输入低电压导致隔离部分输入端引脚之间导通产生电流时，电流流入低电压控制部分，防止电流流入单片机造成单片机的电流消耗较大。

Description

MOSFET器件的隔离驱动电路
技术领域
本发明实施例涉及电力电子驱动应用技术领域，尤其涉及一种MOSFET器件的隔离驱动电路。
背景技术
金属氧化层半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor，简称MOSFET)是电压控制类型的器件，按照工作载流电子的极性不同，有N沟道MOSFET和P沟道MOSFET之分。对于MOSFET的驱动电路，由于应用场合需求不同，导致MOSFET的驱动电路结构不同。
如图1所示是应用于开关速度不高，P沟道MOSFET端输出电压较高，需要电气隔离的P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的结构图，该P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路包括低电压控制部分、隔离部分和P沟道MOSFET驱动部分，其中，低电压控制部分包括限流电阻R3，隔离部分采用光耦G1进行电气隔离，P沟道MOSFET驱动部分包括两个限流电阻R1和R2。
如图2所示是应用于开关速度不高，N沟道MOSFET端输出电压较高，需要电气隔离的N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的结构图，该N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路包括低电压控制部分、隔离部分和N沟道MOSFET驱动部分，其中，低电压控制部分包括限流电阻R3，隔离部分采用光耦G1进行电气隔离，N沟道MOSFET驱动部分包括两个限流电阻R1和R2。
由于N沟道MOSFET或P沟道MOSFET的驱动电路的光耦G1的引脚2即引脚PPSA-CTR直接与单片机相连接，当单片机通过引脚PPSA-CTR向光耦G1的引脚2输入低电压时，光耦G1的引脚1和引脚2之间导通并产生电流，该电流通过引脚PPSA-CTR流入单片机，导致单片机的电流消耗较大。
发明内容
本发明实施例提供一种MOSFET器件的隔离驱动电路，以防止单片机的电流消耗较大。
本发明实施例的一个方面是提供一种MOSFET器件的隔离驱动电路，包括：低电压控制部分、隔离部分和第一MOSFET的驱动部分，其中，
所述低电压控制部分包括第一限流电阻、第二MOSFET和所述第二MOSFET的驱动电路，所述第一限流电阻的一端与所述隔离部分的输入端的第一输入线连接，所述第一限流电阻的另一端与高电压连接，所述第二MOSFET的漏极与所述隔离部分的输入端的第二输入线连接，所述第二MOSFET的源极接地，所述第二MOSFET的驱动电路包括第一滤波电容、第二滤波电容和第二限流电阻，所述第二限流电阻的一端与所述第二MOSFET的栅极电连接，所述第一滤波电容连接在所述第二MOSFET的漏极和栅极之间，所述第二滤波电容连接在所述第二MOSFET的源极和栅极之间；
所述第一MOSFET的栅极与所述隔离部分的输出端的第一输出线连接；
所述第一MOSFET的驱动部分包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻连接在所述第一MOSFET的源极和栅极之间，所述第二电阻的一端与所述隔离部分的输出端的第二输出线连接。
本发明实施例提供的MOSFET器件的隔离驱动电路，通过在MOSFET器件的隔离驱动电路的隔离部分的输入端连接低电压控制部分，使单片机向隔离部分的输入端输入低电压导致隔离部分输入端引脚之间导通产生电流时，电流流入低电压控制部分，防止电流流入单片机造成单片机的电流消耗较大。
附图说明
图1为现有技术中的P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；
图2为现有技术中的N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；
图3为本发明实施例提供的P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；
图4为本发明实施例提供的N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；
图5为本发明另一实施例提供的P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；
图6为本发明另一实施例提供的N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；
图7为本发明另一实施例提供的P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；
图8为本发明另一实施例提供的N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；
图9为本发明另一实施例提供的P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；
图10为本发明另一实施例提供的N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图。
具体实施方式
图3为本发明实施例提供的P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图。如图3所示，P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路包括低电压控制部分、隔离部分和第一MOSFET的驱动部分，所述低电压控制部分包括第一限流电阻R3、第二MOSFET NMOS1和所述第二MOSFET的驱动电路，第一限流电阻R3的一端与隔离部分G1的输入端的第一输入线1连接，第一限流电阻R3的另一端与高电压连接，第二MOSFET NMOS1的漏极与隔离部分G1的输入端的第二输入线2连接，第二MOSFET NMOS1的源极接地，第二MOSFET NMOS1的驱动电路包括第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第二限流电阻R4，第二限流电阻R4的一端与第二MOSFET NMOS1的栅极电连接，第一滤波电容C1连接在第二MOSFET NMOS1的漏极和栅极之间，第二滤波电容C2连接在第二MOSFET NMOS1的源极和栅极之间；第一MOSFET PMOS1的栅极与隔离部分G1的输出端的第一输出线4连接；第一MOSFET PMOS1的驱动部分包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1连接在第一MOSFET PMOS1的源极和栅极之间，第二电阻R2的一端与隔离部分G1的输出端的第二输出线3连接。
在本发明实施例中，所述第一MOSFET为P沟道MOSFET，所述第二MOSFET为N沟道MOSFET；第二电阻R2的另一端接地；P沟道MOSFET PMOS1的引脚1为栅极、引脚2为漏极、引脚3为源极，N沟道MOSFET NMOS1的引脚1为栅极、引脚2为漏极、引脚3为源极。
第一限流电阻R3用于限定隔离部分G1输入端电流，防止隔离部分G1输入端电流过大减少隔离部分G1寿命,NMOS1用于控制隔离部分G1的开关，并且具有减少控制端PPSA-CTR电流输出的作用。第一滤波电容C1和第二滤波电容C2用来对NMOS1的输入端进行滤波。第二电阻R2起到限流的作用，第一电阻R1除了限流作用之外还具有给PMOS1的栅极充电作用。
图4为本发明实施例提供的N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图。如图4所示，N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路包括低电压控制部分、隔离部分和第一MOSFET的驱动部分，所述低电压控制部分包括第一限流电阻R3、第二MOSFET NMOS1和所述第二MOSFET的驱动电路，第一限流电阻R3的一端与隔离部分G1的输入端的第一输入线1连接，第一限流电阻R3的另一端与高电压连接，第二MOSFET NMOS1的漏极与隔离部分G1的输入端的第二输入线2连接，第二MOSFET NMOS1的源极接地，第二MOSFET NMOS1的驱动电路包括第一滤波电容C1、第二滤波电容C2和第二限流电阻R4，第二限流电阻R4的一端与第二MOSFET NMOS1的栅极电连接，第一滤波电容C1连接在第二MOSFET NMOS1的漏极和栅极之间，第二滤波电容C2连接在第二MOSFET NMOS1的源极和栅极之间；第一MOSFET NMOS2的栅极与隔离部分G1的输出端的第一输出线3连接；第一MOSFET NMOS2的驱动部分包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1连接在第一MOSFET NMOS2的源极和栅极之间，第二电阻R2的一端与隔离部分G1的输出端的第二输出线4连接。
在本发明实施例中，所述第一MOSFET为第一N沟道MOSFET，所述第二MOSFET为第二N沟道MOSFET；第二电阻R2的另一端接高电压；第一MOSFET NMOS2的引脚1为栅极、引脚2为漏极、引脚3为源极，第二MOSFET NMOS1的引脚1为栅极、引脚2为漏极、引脚3为源极。
第一限流电阻R3用于限定隔离部分G1输入端电流，防止隔离部分G1输入端电流过大减少隔离部分G1寿命,NMOS1用于控制隔离部分G1的开关，并且具有减少控制端PPSA-CTR电流输出的作用。第一滤波电容C1和第二滤波电容C2用来对NMOS1的输入端进行滤波。第二电阻R2起到限流的作用，第一电阻R1除了限流作用之外还具有给NMOS2的栅极充电作用。
本发明实施例通过在MOSFET器件的隔离驱动电路的隔离部分的输入端连接低电压控制部分，使单片机向隔离部分的输入端输入低电压导致隔离部分输入端引脚之间导通产生电流时，电流流入低电压控制部分，防止电流流入单片机造成单片机的电流消耗较大。
图5为本发明另一实施例提供的P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；图6为本发明另一实施例提供的N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图。在上述实施例的基础上，所述第二MOSFET的驱动电路还包括放电回路，所述放电回路与所述第二限流电阻并联，所述放电回路由第三电阻和二极管串联组成。
如图5和图6所示，第二MOSFET NMOS1的驱动电路还包括放电回路，该放电回路包括第三电阻R5和二极管D1，第三电阻R5和二极管D1串联，放电回路与第二限流电阻R4并联。当单片机通过引脚PPSA-CTR输入高电压时，二极管D1不导通即放电回路不导通，第二限流电阻R4导通，电流流入第二MOSFET NMOS1的栅极，当单片机通过引脚PPSA-CTR输入低电压时，二极管D1导通即放电回路导通，第二限流电阻R4导通，电流从第二MOSFET NMOS1的栅极分别流入第二限流电阻R4和放电回路，即由第三电阻R5和二极管D1串联形成的放电回路起到快速放电的作用。
本发明实施例通过在第二MOSFET的驱动电路增加放电回路，使流入第二MOSFET的电流能够快速放电。
图7为本发明另一实施例提供的P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；图8为本发明另一实施例提供的N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；图9为本发明另一实施例提供的P沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图；图10为本发明另一实施例提供的N沟道MOSFET器件的隔离驱动电路的电路图。在上述实施例的基础上，所述第一MOSFET的驱动部分还包括稳压二极管，所述稳压二极管的一端连接所述第一MOSFET的源极，所述稳压二极管的另一端连接所述第二输出线。
如图7所示，在图5的基础上，第一MOSFET PMOS1的驱动部分还包括稳压二极管T1，稳压二极管T1的一端连接第一MOSFET PMOS1的源极，稳压二极管T1的另一端连接第二输出线3，稳压二极管T1用于限定加载在PMOS1栅极的电压大小，防止PMOS1栅极电压过高损坏第一MOSFET PMOS1。
如图9所示，在图3的基础上，第一MOSFET PMOS1的驱动部分还包括稳压二极管T1，稳压二极管T1的一端连接第一MOSFET PMOS1的源极，稳压二极管T1的另一端连接第二输出线3，稳压二极管T1用于限定加载在PMOS1栅极的电压大小，防止PMOS1栅极电压过高损坏第一MOSFET PMOS1。
如图8所示，在图6的基础上，第一MOSFET NMOS2的驱动部分还包括稳压二极管T1，稳压二极管T1的一端连接第一MOSFET NMOS2的源极，稳压二极管T1的另一端连接第二输出线4，稳压二极管T1用于限定加载在NMOS2栅极的电压大小，防止NMOS2栅极电压过高损坏第一MOSFET NMOS2。
如图10所示，在图4的基础上，第一MOSFET NMOS2的驱动部分还包括稳压二极管T1，稳压二极管T1的一端连接第一MOSFET NMOS2的源极，稳压二极管T1的另一端连接第二输出线4，稳压二极管T1用于限定加载在NMOS2栅极的电压大小，防止NMOS2栅极电压过高损坏第一MOSFET NMOS2。
本发明实施例通过在第一MOSFET的驱动部分增加稳压二极管，限定加载在第一MOSFET栅极的电压大小，防止第一MOSFET栅极电压过高损坏第一MOSFET。
在上述实施例的基础上，所述隔离部分为光耦。
所述第一MOSFET的功率大于所述第二MOSFET的功率。
图3-图10中的隔离部分G1均采用光耦进行电气隔离，光耦的耐压值和开关速度根据实际需要进行选型。PMOS1的功率大于NMOS1的功率；NMOS2的功率大于NMOS1的功率。
综上所述，本发明实施例通过在MOSFET器件的隔离驱动电路的隔离部分的输入端连接低电压控制部分，使单片机向隔离部分的输入端输入低电压导致隔离部分输入端引脚之间导通产生电流时，电流流入低电压控制部分，防止电流流入单片机造成单片机的电流消耗较大；通过在第二MOSFET的驱动电路增加放电回路，使流入第二MOSFET的电流能够快速放电；通过在第一MOSFET的驱动部分增加稳压二极管，限定加载在第一MOSFET栅极的电压大小，防止第一MOSFET栅极电压过高损坏第一MOSFET。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种MOSFET器件的隔离驱动电路，其特征在于，包括：低电压控制部分、隔离部分和第一MOSFET的驱动部分，其中，
所述低电压控制部分包括第一限流电阻、第二MOSFET和所述第二MOSFET的驱动电路，所述第一限流电阻的一端与所述隔离部分的输入端的第一输入线连接，所述第一限流电阻的另一端与高电压连接，所述第二MOSFET的漏极与所述隔离部分的输入端的第二输入线连接，所述第二MOSFET的源极接地，所述第二MOSFET的驱动电路包括第一滤波电容、第二滤波电容和第二限流电阻，所述第二限流电阻的一端与所述第二MOSFET的栅极电连接，所述第一滤波电容连接在所述第二MOSFET的漏极和栅极之间，所述第二滤波电容连接在所述第二MOSFET的源极和栅极之间；
所述第一MOSFET的栅极与所述隔离部分的输出端的第一输出线连接；
所述第一MOSFET的驱动部分包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻连接在所述第一MOSFET的源极和栅极之间，所述第二电阻的一端与所述隔离部分的输出端的第二输出线连接。
2.根据权利要求1所述的MOSFET器件的隔离驱动电路，其特征在于，所述第一MOSFET为P沟道MOSFET，所述第二MOSFET为N沟道MOSFET。
3.根据权利要求2所述的MOSFET器件的隔离驱动电路，其特征在于，所述第二电阻的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的MOSFET器件的隔离驱动电路，其特征在于，所述第一MOSFET为第一N沟道MOSFET，所述第二MOSFET为第二N沟道MOSFET。
5.根据权利要求4所述的MOSFET器件的隔离驱动电路，其特征在于，所述第二电阻的另一端接高电压。
6.根据权利要求1-5任一项所述的MOSFET器件的隔离驱动电路，其特征在于，所述第二MOSFET的驱动电路还包括放电回路，所述放电回路与所述第二限流电阻并联，所述放电回路由第三电阻和二极管串联组成。
7.根据权利要求6所述的MOSFET器件的隔离驱动电路，其特征在于，所述第一MOSFET的驱动部分还包括稳压二极管，所述稳压二极管的一端连接所述第一MOSFET的源极，所述稳压二极管的另一端连接所述第二输出线。
8.根据权利要求7所述的MOSFET器件的隔离驱动电路，其特征在于，所述隔离部分为光耦。
9.根据权利要求8所述的MOSFET器件的隔离驱动电路，其特征在于，所述第一MOSFET的功率大于所述第二MOSFET的功率。
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