CN216625709U

CN216625709U - 一种大功率场效应管的高压驱动电路

Info

Publication number: CN216625709U
Application number: CN202123207419.9U
Authority: CN
Inventors: 王欢
Original assignee: Ruitao Electronic Technology Wuxi Co ltd
Current assignee: Ruitao Electronic Technology Wuxi Co ltd
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2022-05-27
Anticipated expiration: 2031-12-20

Abstract

本实用新型公开了一种大功率场效应管的高压驱动电路，通过薄栅NMOS管和薄栅PMOS管构成反相器结构，采用脉冲辅助快速锁存结构高压驱动薄栅PMOS管，通过级联反相器驱动低压驱动薄栅NMOS管，确保了高压驱动电路的快速驱动能力，同时无需采用面积大、价格高的驱动芯片，确保高压驱动电路不会产生较大静态功耗的同时节省了整体电路的成本，且具有结构简单，易于实现的优点。

Description

一种大功率场效应管的高压驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种场效应管驱动电路，特别是一种大功率场效应管的高压驱动电路。

背景技术

在现有的LED灯具驱动电路中需要驱动多个大功率管，具体而言，LED灯具的驱动电路一般会由NMOS管和PMOS管构成反相器，由于功率管的驱动电压一般会达到10V以上，如果采用10V以上的高压直接为驱动级反相器供电，则反相器管子的栅极需要承受10V以上的高压，驱动级NMOS管和PMOS管就必须采用耐高压的厚栅器件，导通电阻大，加之采用达到相同驱动能力的电子芯片，其面积都会偏大，价格也会偏高，无疑会增加LED灯具的成本高以及实际电路的大小；若直接采用薄栅器件进行驱动，则只能分开控制驱动级的薄栅NMOS和薄栅PMOS，且需要额外产生电源为PMOS驱动电路提供电压，存在电源稳定性和采用过大滤波电容等问题，电路复杂，实现成本高，同时静态功耗大，驱动速度会偏慢。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种大功率场效应管的高压驱动电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大功率场效应管的高压驱动电路，包括稳压二极管D3、稳压二极管D4、PMOS管Q8、NMOS管Q9、NMOS管Q5、NMOS管Q6、NMOS管Q4、NMOS管Q7、PMOS管Q10、PMOS管Q11、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R7和限流电阻R8；所述PMOS管Q8的漏极接所述NMOS管Q9的漏极，所述PMOS管Q8的源极分四路，一路接所述稳压二极管D4的负极，第二路接所述PMOS管Q11的源极，第三路接所述PMOS管Q10的源极，第四路接所述稳压二极管D3的负极；所述PMOS管Q8的栅极分五路，一路接所述稳压二极管D4的正极，第二路接所述PMOS管Q11的漏极，第三路接所述PMOS管Q10的栅极，第四路通过所述限流电阻R8接所述NMOS管Q7的漏极，第五路通过所述限流电阻R7接所述PMOS管Q6的漏极；所述稳压二极管D3的正极分四路，一路接所述PMOS管Q11的栅极，第二路接所述PMOS管Q10的漏极，第三路通过所述限流电阻R5接所述NMOS管Q4的漏极，第四路通过所述限流电阻R6接所述NMOS管Q5的漏极；所述NMOS管Q4、NMOS管Q5、NMOS管Q6和NMOS管Q7四者的源极均接地，且四者的栅极分别接入输入信号φA、输入信号φB、输入信号φC和输入信号φD。

所述输入信号φC为所述输入信号φA的反向信号；所述输入信号φB和输入信号φD分别为所述输入信号φA和输入信号φC的上升边沿脉冲信号。

所述限流电阻R6的阻值小于所述限流电阻R5的阻值，所述限流电阻R8的阻值小于所述限流电阻R7的阻值。

一种高压驱动电路包括反相器U1和反相器U2，所述反相器U1的输入端接入输入信号φA，，所述反相器U1的输出端通过所述反相器U2接所述NMOS管Q9的栅极。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过薄栅NMOS管和薄栅PMOS管构成反相器结构，采用脉冲辅助快速锁存结构高压驱动薄栅PMOS管，通过级联反相器驱动低压驱动薄栅NMOS管，确保了高压驱动电路的快速驱动能力，同时无需采用面积大、价格高的驱动芯片，确保高压驱动电路不会产生较大静态功耗的同时节省了整体电路的成本，且具有结构简单，易于实现的优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电路原理图；

图2是输入信号波形图。

具体实施方式

面将结合本实用新型实施例中的附图，对实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1和图2，一种大功率场效应管的高压驱动电路，包括稳压二极管D3、稳压二极管D4、PMOS管Q8、NMOS管Q9、NMOS管Q5、NMOS管Q6、NMOS管Q4、NMOS管Q7、PMOS管Q10、PMOS管Q11、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R7和限流电阻R8；所述PMOS管Q8的漏极接所述NMOS管Q9的漏极，所述PMOS管Q8的源极分四路，一路接所述稳压二极管D4的负极，第二路接所述PMOS管Q11的源极，第三路接所述PMOS管Q10的源极，第四路接所述稳压二极管D3的负极；所述PMOS管Q8的栅极分五路，一路接所述稳压二极管D4的正极，第二路接所述PMOS管Q11的漏极，第三路接所述PMOS管Q10的栅极，第四路通过所述限流电阻R8接所述NMOS管Q7的漏极，第五路通过所述限流电阻R7接所述PMOS管Q6的漏极；所述稳压二极管D3的正极分四路，一路接所述PMOS管Q11的栅极，第二路接所述PMOS管Q10的漏极，第三路通过所述限流电阻R5接所述NMOS管Q4的漏极，第四路通过所述限流电阻R6接所述NMOS管Q5的漏极；所述NMOS管Q4、NMOS管Q5、NMOS管Q6和NMOS管Q7四者的源极均接地，且四者的栅极分别接入输入信号φA、输入信号φB、输入信号φC和输入信号φD，图1中的VDDH标号为所述稳压二极管D3的负极接入的高压电源，电源伏值范围是8-20V，图1中的VDDL标号为低压电源，电源伏值范围是1.8-5.5V，图1中的OUT标号为NMOS管Q9与PMOS管Q8之间的节点为输出端点。

高压驱动电路包括反相器U1和反相器U2，所述反相器U1的输入端接入输入信号φA，所述反相器U1的输出端通过所述反相器U2接所述NMOS管Q9的栅极。高压驱动电路采用反相器结构，前级电路对薄栅NMOS管Q9和薄栅PMOS管Q8分开驱动，主要为脉冲辅助快速锁存器驱动，电路结构图如图1所示。NMOS管Q9和PMOS管Q8为主驱动器件，输出驱动后续功率MOS管，由于PMOS管Q8为耐高压薄栅PMOS管，NMOS管Q9为耐高压薄栅NMOS管，构成反相器结构，传统的低压反相器可以直接由前级反相器驱动，但在高压电源供电***中薄栅器件导通电阻小，虽然漏极耐压很高，但栅极耐压一般不超过6V，NMOS栅极到地的压差不能超过6V，高压NMOS管Q9的栅极可以由低压反相器驱动，低压反相器由低压电源供电，如5V，因此，在高压驱动电路中，特意两个不同的高低压驱动电路对PMOS管Q8和NMOS管Q9进行独立驱动。

NMOS管Q4-Q7以及PMOS管Q10和PMOS管Q11构成为锁存器结构，所述输入信号φC为所述输入信号φA的反向信号；所述输入信号φB和输入信号φD分别为所述输入信号φA和输入信号φC的上升边沿脉冲信号；当NMOS管Q4的栅极输入信号φA由电平上升为高电平时，NMOS管Q4导通，NMOS管Q5的栅极产生一个输入信号φB，并在此脉冲期间导通，由于限流电阻R6远小于限流电阻R5，因此，NMOS管Q5中的导通电流远大于NMOS管Q4，NMOS管Q6和NMOS管Q7处于关断状态，使得NMOS管Q11栅极被快速拉低，由于稳压二极管D3的限制，NMOS管Q11的栅极电压，即PMOS管Q10的漏极电压被拉低到比电源（接入的高压电源VDDH）低5~6V，同时，PMOS管Q10的栅极也被快速拉高至电源，因此，驱动级PMOS管Q8被关断，NMOS管Q5的栅极脉冲信号消失后，管子关断，稳压二极管D3中的电流为NMOS管Q4中的小电流，维持NMOS管Q11处于导通，PMOS管Q10处于关断状态，PMOS管Q8的栅极为高电平，从而维持PMOS管Q8处于关断状态；同理，当NMOS管Q6的栅极输入信号φC由电平上升为高电平时，NMOS管Q6导通，NMOS管Q7的栅极产生一个输入信号φD，并在此脉冲期间导通，由于限流电阻R8远小于限流电阻R7，因此，NMOS管Q7中的导通电流远大于NMOS管Q6，NMOS管Q4和NMOS管Q5处于关断状态，使得PMOS管Q10栅极被快速拉低，由于稳压二极管10的限制，PMOS管Q10的栅极电压，即NMOS管Q11的漏极电压被拉低到比电源低5~6V，同时，NMOS管Q11的栅极也被快速拉高到电源，因此，驱动级PMOS管Q8开启，NMOS管Q7的栅极脉冲信号消失后，管子关断，稳压二极管D4中的电流为NMOS管Q6中的小电流，维持PMOS管Q10处于导通，NMOS管Q11处于关断状态，PMOS管Q8的栅极为低电平，从而维持PMOS管Q8处于关断状态，稳压二极管D3、稳压二极管D4、NMOS管Q5、NMOS管Q6、NMOS管Q4、NMOS管Q7、PMOS管Q10、PMOS管Q11、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R7和限流电阻R8构成脉冲辅助快速锁存器驱动薄栅PMOS管Q8，既确保了高压驱动电路的快速驱动能力，又不会产生较大静态功耗，结构简单，易于实现。

以上的实施方式不能限定本实用新型创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

Claims

1.一种大功率场效应管的高压驱动电路，其特征在于它包括稳压二极管D3、稳压二极管D4、PMOS管Q8、NMOS管Q9、NMOS管Q5、NMOS管Q6、NMOS管Q4、NMOS管Q7、PMOS管Q10、PMOS管Q11、限流电阻R5、限流电阻R6、限流电阻R7和限流电阻R8；所述PMOS管Q8的漏极接所述NMOS管Q9的漏极，所述PMOS管Q8的源极分四路，一路接所述稳压二极管D4的负极，第二路接所述PMOS管Q11的源极，第三路接所述PMOS管Q10的源极，第四路接所述稳压二极管D3的负极；所述PMOS管Q8的栅极分五路，一路接所述稳压二极管D4的正极，第二路接所述PMOS管Q11的漏极，第三路接所述PMOS管Q10的栅极，第四路通过所述限流电阻R8接所述NMOS管Q7的漏极，第五路通过所述限流电阻R7接所述NMOS管Q6的漏极；所述稳压二极管D3的正极分四路，一路接所述PMOS管Q11的栅极，第二路接所述PMOS管Q10的漏极，第三路通过所述限流电阻R5接所述NMOS管Q4的漏极，第四路通过所述限流电阻R6接所述NMOS管Q5的漏极；所述NMOS管Q4、NMOS管Q5、NMOS管Q6和NMOS管Q7四者的源极均接地，且四者的栅极分别接入输入信号φA、输入信号φB、输入信号φC和输入信号φD。

2.根据权利要求1所述的高压驱动电路，其特征在于所述输入信号φC为所述输入信号φA的反向信号；所述输入信号φB和输入信号φD分别为所述输入信号φA和输入信号φC的上升边沿脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的高压驱动电路，其特征在于所述限流电阻R6的阻值小于所述限流电阻R5的阻值，所述限流电阻R8的阻值小于所述限流电阻R7的阻值。

4.根据权利要求1所述的高压驱动电路，其特征在于它包括反相器U1和反相器U2，所述反相器U1的输入端接入输入信号φA，所述反相器U1的输出端通过所述反相器U2接所述NMOS管Q9的栅极。