CN201975986U - 一种方波逆变器的全桥驱动电路 - Google Patents

一种方波逆变器的全桥驱动电路 Download PDF

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郑魏
周治国
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Abstract

本实用新型涉及一种方波逆变器的全桥驱动电路，其特征是：包括三极管Q5、MOS管Q1和Q4、驱动信号端口PWM1及***电阻R～R6、二极管D1～D3和电容EC1；驱动信号端口PWM1一路依次通过电阻R1、三极管Q5和电阻R4连接MOS管Q1的栅极，驱动信号端口PWM1另一路通过电阻R6与二极管D2的并联组连接MOS管Q4的栅极；MOS管Q1的源极与MOS管Q4的漏极连接；在MOS管Q1的栅极与源极之间跨接有电阻R5与二极管D3的并联组，MOS管Q1的源极通过电容EC1、电阻R3连接三极管Q5的集电极，电容EC1与电阻R3的连接处通过二极管D1连接电源VCC；电阻R2跨接在三极管Q5的基极与发射极之间。本实用新型具有电路简单可靠、容易实现、成本较低的优点。

Description

一种方波逆变器的全桥驱动电路
技术领域
本实用新型涉及一种方波逆变器的全桥驱动电路，属于开关电源驱动技术领域。
背景技术
目前，功率器件MOS管以其开关速度快、驱动功率小和功耗低等优点在开关电源电路得到广泛的应用。在实际应用中，主要用到增强型的NMOS管和PMOS管，这两种MOS管具有不同导通特性，NMOS管适合用于源极接地的场合(即低端驱动)，PMOS管适合用于源极接VCC的场合(即高端驱动)。在开关电源全桥拓扑结构中，必须有两个MOS管处于高端驱动的状态，如果选用PMOS管可以很方便地实现高端驱动，但由于PMOS管导通电阻大，价格昂贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS管。因此，在全桥拓扑结构中，处于高端驱动的NMOS管就需要专门的驱动电路来驱动。现有技术中，通常有两种驱动方式，一个是采用专门的升压自举电路来实现；一个是采用集成了电荷泵的驱动芯片来实现。这两种方法的成本比较高，并不适合对于成本要求较低的应用场合，也不适合大批量推广使用。
实用新型内容
本实用新型的目的，是为了解决上述问题，提供了一种方波逆变器的全桥驱动电路，它具有电路简单可靠、容易实现、成本较低、并具有MOS保护功能的特点。
本实用新型的目的可以通过如下措施达到：
一种方波逆变器的全桥驱动电路，其结构特点是：包括三极管Q5、MOS管Q1和Q4、驱动信号端口PWM1及***电阻R1～R6、二极管D1～D3和电容EC1；驱动信号端口PWM1一路依次通过电阻R1、三极管Q5和电阻R4连接MOS管Q1的栅极，驱动信号端口PWM1另一路通过电阻R6与二极管D2的并联组连接MOS管Q4的栅极；MOS管Q1的源极与MOS管Q4的漏极连接；在MOS管Q1的栅极与源极之间跨接有电阻R5与二极管D3的并联组，MOS管Q1的源极通过电容EC1、电阻R3连接三极管Q5的集电极，电容EC1与电阻R3的连接处通过二极管D1连接电源VCC；电阻R2跨接在三极管Q5的基极与发射极之间；由电阻R1～R4、二极管D1、三极管Q5和电容EC1组成自举升压电路。
本实用新型的目的还可以通过如下措施达到：
本实用新型的一种实施方式是：所述的三极管Q5可以由NPN型三极管构成。
本实用新型的一种实施方式是：所述的MOS管Q1和Q4可以由N型MOS管构成。
本实用新型的一种实施方式是：所述二极管D1可以为超快恢复整流二极管；所述二极管D2、D3可以为快恢复整流二极管。均可以采用常规技术的超快恢复整流二极管或快恢复整流二极管
本实用新型的有益效果是：
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：一方面由电阻R1～R4、二极管D1、三极管Q5、电容EC1组成的自举升压电路可以实现对全桥处于高端位置的MOS管Q1实行有效可靠的驱动；另一方面通过二极管D2～D3、电阻R5～R6的作用，可以加快MOS管的关断，减小开关损耗，保护MOS管避免同一桥臂直通。本实用新型还具有电路简单可靠、容易实现、成本较低、并具有MOS保护功能的优点。
附图说明
图1是本实用新型具体实施例的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述：
具体实施例1：
参照图1，本实施例包括三极管Q5、MOS管Q1和Q4、驱动信号端口PWM1及***电阻R1～R6、二极管D1～D3和电容EC1；驱动信号端口PWM1一路依次通过电阻R1、三极管Q5和电阻R4连接MOS管Q1的栅极，驱动信号端口PWM1另一路通过电阻R6与二及管D2的并联组连接MOS管Q4的栅极；MOS管Q1的源极与MOS管Q4的漏极连接；在MOS管Q1的栅极与源极之间跨接有电阻R5与二极管D3的并联组，MOS管Q1的源极通过电容EC1、电阻R3连接三极管Q5的集电极，电容EC1与电阻R3的连接处通过二极管D1连接电源VCC；电阻R2跨接在三极管Q5的基极与发射极之间；由电阻R1～R4、二极管D1、三极管Q5和电容EC1组成自举升压电路。
本实施例中，所述的三极管Q5的型号为NPN型三极管。所述的MOS管Q1和MOS管Q1Q4均为N型MOS管。所述二极管D1为超快恢复整流二极管；所述二极管D2、D3为快恢复整流二极管。
本实施例的工作原理：
参照图1，当电路上电时，VCC通过二极管D1给电容EC1充电，直到电容EC1两端电压为VCC，当驱动信号PWM1为低电平时，三极管Q5截止，三极管Q5集电极被拉高，电容EC1通过电阻R3、R4对MOS管Q1进行放电，使MOS管Q1的栅源间产生VCC的电压差，MOS管Q1导通。此时MOS管Q4处于截止状态，保证同一时刻同一桥臂只有一个管子导通；当驱动信号PWM1为高电平时，三极管Q5导通，三极管Q5集电极被拉低，MOS管Q1关断，MOS管Q1的栅源的结电容通过电阻R5迅速放电，加速MOS管Q1的关断。与此同时，驱动信号PWM1的高电平通过电阻R6加给MOS管Q4供电，使MOS管Q4导通，此时上管Q1处于截止状态。同样二极管D2也可以起到加速MOS管Q4关断的作用。这样可以保护同一桥臂的两个MOS管不会出现直通短路。
本实用新型所述全桥驱动电路采用有限的几个分立元件构成，一方面构成的自举升压电路可以实现对全桥高端MOS管的有效驱动；另一方面通过增加两个元件可以加快MOS管的关断，减小开关损耗，保护MOS管避免同一桥臂直通。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种方波逆变器的全桥驱动电路，其特征是：包括三极管Q5、MOS管Q1和Q4、驱动信号端口PWM1及***电阻R1～R6、二极管D1～D3和电容EC1；驱动信号端口PWM1一路依次通过电阻R1、三极管Q5和电阻R4连接MOS管Q1的栅极，驱动信号端口PWM1另一路通过电阻R6与二极管D2的并联组连接MOS管Q4的栅极；MOS管Q1的源极与MOS管Q4的漏极连接；在MOS管Q1的栅极与源极之间跨接有电阻R5与二极管D3的并联组，MOS管Q1的源极通过电容EC1、电阻R3连接三极管Q5的集电极，电容EC1与电阻R3的连接处通过二极管D1连接电源VCC；电阻R2跨接在三极管Q5的基极与发射极之间；由电阻R1～R4、二极管D1、三极管Q5和电容EC1组成自举升压电路。
2.根据权利要求1所述的一种方波逆变器的全桥驱动电路，其特征是：所述的三极管Q5由NPN型三极管构成。
3.根据权利要求1所述的一种方波逆变器的全桥驱动电路，其特征是：所述的MOS管Q1和Q4由N型MOS管构成。
4.根据权利要求1所述的一种方波逆变器的全桥驱动电路，其特征是：所述二极管D1由超快恢复整流二极管构成；所述二极管D2、D3为快恢复整流二极管构成。
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