CN203554269U - 一种上臂mos管驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种上臂MOS管驱动电路，包括自举升压电路和MOS管开关装置电路，所述自举升压电路由开关信号电路和图腾柱输出电路组成，所述开关信号电路连接单片机MCU的输出端，所述开关信号电路与所述图腾柱输出电路连接，所述图腾柱输出电路连接所述MOS管开关装置电路的MOS管栅极输入端。其有益效果是：采用自举升压电路作为MOS管的驱动，在电路结构上简单，通过MCU发送控制信号，简单方便，电压和频率调整灵活，易于实现。

Description

一种上臂MOS管驱动电路

技术领域

本实用新型涉及开关电源及电力电源技术领域，具体地涉及一种上臂MOS管驱动电路。 

背景技术

开关电源和电力电源广泛用于家电、计算机、通信控制、航空、医疗等设备中。现在电子、通信技术的发展对电源要求越来越高，而MOS管的开关装置是电源***应用最为广泛，最为核心部分，然而MOS管的驱动电路是否稳定、可靠，又是MOS管开关装置中核心中的主导部位。 

因此，在电子技术高速发展的同时，竞争也极为激烈所以对于成本的控制也极为重要，设计一种实用新型、电路结构简单、成本低廉、工作稳定可靠的上臂MOS管驱动电路具有重要的意义。 

目前对于大部分的上臂MOS管驱动电路来说，基本上是通过采用专用驱动IC（如IRF2110），使MOS管的栅极（G）悬浮于源极（S）之上来驱动MOS管的开通和关断，该方法需要给驱动IC提供稳定的工作电源，以及***辅助电路，基本上能实现上臂MOS管的驱动，但电路结构复杂，设计成本高，可靠性低，尤其是当工作电源不稳定或是外部环境干扰很有可能导致驱动IC工作不稳定，输出驱动电压不正常，导致MOS管被损坏。所以在一些开关或电力电源的高可靠要求的运用有一定的局限性。 

实用新型内容

为此，本实用新型为解决上述技术问题，提供一种上臂MOS管驱动电路。 

于是，本实用新型提供了以下技术方案：一种上臂MOS管驱动电路，其特征在于，所述上臂MOS管驱动电路包括自举升压电路和MOS管开关装置电路，所述自举升压电路由开关信号电路和图腾柱输出电路组成，所述开关信号电路连接单片机MCU的输出端，所述开关信号电路与所述图腾柱输出电路连接，所述图腾柱输出电路连接所述MOS管开关装置电路的MOS管栅极输入端。 

具体地，所述开关信号电路为三极管Q1，三极管Q1连接单片机MCU的输出端,由单片机MCU发出脉冲PWM控制信号控制三极管Q1开通和关断。 

具体地，所述图腾柱输出电路包括电阻器R1、电阻器R2、三极管Q2、三极管Q3、电容器C1、电容器C2、二极管D1和二极管D2；电阻器R1连接三极管Q1的基极b，三极管Q1的集电极c接地；电阻器R2一端接有+VCC电源，另一端与三极管Q1的集电极c以及三极管Q2、三极管Q3的基极b相连；三极管Q2的发射极e和三极管Q3的发射极e相连，三极管Q3的集电极c接地；电容器C1一端与三极管Q2的发射极e和三极管Q3的发射极e连接，另一端与二极管D1和二极管D2相连，电容器C2并接二极管D1和二极管D2另一端。 

具体地，所述的MOS管开关装置电路包括MOS管Q4，MOS管Q4的栅极G接电阻器R3一端和电阻器R4另一端。MOS管Q4的源极S 并接有电阻器R4的另一端、二极管D2的一端和电容器C2的另一端。 

本实用新型的有益效果是：采用自举升压电路作为MOS管的驱动，在电路结构上简单，通过MCU发送控制信号，简单方便，电压和频率调整灵活，易于实现。 

本实用新型对于上臂MOS管的驱动是非常有效，具有以下特点： 

1、结构简单、成本低廉、实用性强、稳定可靠。通过MCU发出来的控制信号，简单方便，易于调整，稳定性高，不易受外部干扰产生误动作，从而避免MOS管的损坏。 

2、本实用新型的MOS管耐压可以做到1kV，开关频率在0-100kHz，适合运用于开关电源、太阳能光伏电源、逆变器电源、UPS电源等悬浮驱动MOS管、IGBT管的要求。 

附图说明

图1为实施例用于太阳能极板对电池充电的上臂MOS管的驱动电路的电路图。 

具体实施方式

下面，结合附图对本实用新型进行详细描述。 

本实施例以用于太阳能极板对电池充电为例，详细介绍上臂MOS管驱动电路，实施例用于太阳能极板对电池充电的上臂MOS管的驱动电路的电路图参看附图1，包括自举升压电路1和MOS管开关装置电路2，自举升压电路1由开关信号电路和图腾柱输出电路组成，开关信号电路为三极管Q1，三极管Q1连接单片机MCU的输出端由单片机MCU发出脉冲PWM控制信号，控制三极管Q1开通和关断，开关信号 电路与图腾柱输出电路连接，图腾柱输出电路包括电阻器R1、电阻器R2、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、电容器C1、电容器C2、二极管D1、二极管D2组成；其中电阻器R1一端与单片机MCU的输出引脚连接，得到MCU送出的PWM控制信号，另一端并接三极管Q1的基极b，三极管Q1的集电极c接地；电阻器R2一端接有+12V电源，另一端与三极管Q1的集电极c接以及三极管Q2、Q3的基极b相连；三极管Q2的发射极e和三极管Q3的发射极e连，三极管Q3的集电极c接地；电容器C1一端与三极管Q2、Q3的发射极e相连，另一端与二极管D1和二极管D2相连，电容器C2并接着二极管D1和二极管D2另一端而组成；其中当有MCU送出PWM控制信号（频率F=32.8kHz，电压幅度Vi=5V），从而控制三极管Q1高速开通和关断，由于三极管Q2和三极管Q3组合为经典的图腾电路，因而在三极管Q1高速开通和关断激励作用下，使三极管Q2和三极管Q3的b极也处于与三极管Q1具有同频率PWM控制信号（频率F=32.8kHz），在电源电压+12V的推动下，处于高速的开通和关断，从而在三极管Q2的发射极e处产生以电压幅值为+12V的脉冲信号。此脉冲信号通过电容器C1的滤波和二极管D1的整流得到所需的驱动电压信号Vb=+12V（假设为Vb），将该驱动电压信号送至MOS开关管装置电路。 

其中，MOS管开关装置电路2是由MOS管Q4、电阻器R3、电阻器R4组成：其中电阻器R3与MOS管Q4的栅极G相连，电阻器R4与MOS管Q4的源极S相连，同时MOS管Q4的源极S接有电池电压正（假设为VS），MOS管Q4的漏极D接有太阳能输入正（假设为VD），根据 自举升压电路所得到的驱动电压信号为Vb，应该很容易就得到MOS管Q4的栅极G电压信号（假设为VG）,那么VG=VS+12V，达到MOS管Q4栅极G所需的驱动电压，驱动电压MOS管Q4导通，使太阳能正极电压流入电池输入正极。 

本实施例电路的具体工作过程如下： 

当MCU发出的PWM控制信号（设为F=32.8kHz，幅值Vi=5V）施加到三极管Q1的基极端，从而控制三极管Q1高速的开通和关断，与之相连的图腾柱电路的三极管Q2和三极管Q3也受此激励和振荡，同时Q2和Q3组合成的图腾柱电路在电源电压+12V的推动下，也处于高速开通和关断，因此在三极管Q2的发射极e处产生以电压幅值为+12V的脉冲信号。此脉冲信号通过电容器C1的滤波和二极管D1的整流得到所需的电压信号Vb=+12V（假设为Vb），将该驱动电压信号同过驱动电阻R3送至MOS开关管的栅极，在开关管装置电路中MOS管Q4的源极S接有电池正电压（假设为VS）也送至MOS开关管的栅极，根据自举升压电路所得到的驱动电压信号为Vb，很容易就得到MOS管Q4的栅极G电压信号（假设为VG）,那么VG=VS+12V，达到MOS管Q4栅极G所需的驱动电压，驱动MOS开关管装置电路工作。使太阳能正极电压流入电池输入正极。 

实施例的上臂MOS管的驱动电路结构简单，稳定性好，实用性强，可以广泛运用于开关电源和电力电源领域中。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (4)

1.一种上臂MOS管驱动电路，其特征在于，所述上臂MOS管驱动电路包括自举升压电路和MOS管开关装置电路，所述自举升压电路由开关信号电路和图腾柱输出电路组成，所述开关信号电路连接单片机MCU的输出端，所述开关信号电路与所述图腾柱输出电路连接，所述图腾柱输出电路连接所述MOS管开关装置电路的MOS管栅极输入端。 

2.根据权利要求1所述的上臂MOS管驱动电路，其特征在于：所述开关信号电路为三极管Q1，三极管Q1连接单片机MCU的输出端，由单片机MCU发出脉冲PWM控制信号控制三极管Q1开通和关断。 

3.根据权利要求2所述的上臂MOS管驱动电路，其特征在于：所述图腾柱输出电路包括电阻器R1、电阻器R2、三极管Q2、三极管Q3、电容器C1、电容器C2、二极管D1和二极管D2；电阻器R1连接三极管Q1的基极b，三极管Q1的集电极c接地；电阻器R2一端接有+VCC电源，另一端与三极管Q1的集电极c以及三极管Q2、三极管Q3的基极b相连；三极管Q2的发射极e和三极管Q3的发射极e相连，三极管Q3的集电极c接地；电容器C1一端与三极管Q2的发射极e和三极管Q3的发射极e连接，另一端与二极管D1和二极管D2相连，电容器C2并接二极管D1和二极管D2另一端。 

4.根据权利要求2所述的上臂MOS管驱动电路，其特征在于：所述的MOS管开关装置电路包括MOS管Q4，MOS管Q4的栅极G接电阻器R3一端和电阻器R4另一端，MOS管Q4的源极S并接有电阻器R4的另一端、二极管D2的一端和电容器C2的另一端。 

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