一種場效應晶體管的驅動電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種場效應晶體管的驅動電路，包括：NPN型三極管，其集電極通過第一限流電阻與外部電源連接；PNP型三極管，其基極與所述NPN型三極管的基極連接后，形成所述驅動電路的輸入端，該輸入端接收外部數字控制信號；所述NPN型三極管的發射極與所述PNP型三極管的發射極連接后，接入驅動所述場效應晶體管的門極的線路，而所述PNP型三極管的集電極接入驅動所述場效應晶體管的源極的線路。這種驅動電路增強電流驅動能力，保證MOSFET&IGBT的開關速度，電路在工作時對密勒效應與噪聲的抑制能力更強，最大程度的防止MOSFET&IGBT的誤動作，以減小功率器件的損壞，提高對系統與設備的防護。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種驅動電路，特別涉及一種金氧半場效晶體管和絕緣柵雙極型晶體管(M0SFET&IGBT)優化驅動電路。
技術介紹
隨著開關電源以及電機控制技術的發展，M0SFET&IGBT的全橋以及半橋驅動電路也隨之發展，市場出現了各式各樣的M0SFET&IGBT驅動電路，驅動電路的作用是實現MOSFET和IGBT的通斷操作。但是這些驅動電路存在驅動能力不足、密勒效應和噪聲抑制能力差、易使M0SFET&IGBT產生誤導通等現象。圖2中示出了一種現有的驅動電路，其中包括NPN型三極管Ql和PNP型三極管Q2組成的圖騰柱電路。這個圖騰柱電路用于控制門極驅動電路的導通與斷開。自舉電源VBl連接至NPN型三極管Ql的集電極，作為驅動電路的電壓來源。圖2中最右端上方的G表示該線路連接至場效應晶體管的門極(柵極)，而下方的S表示該線路連接至場效應晶體管的源極。若門極和源極之間的電壓超過一定的值，場效應晶體管就導通，若門極和源極之間的電壓小于一定的值，則場效應晶體管就斷開。利用場效應晶體管這種導通和斷開的特性，可將場效應晶體管用于開關電源或者馬達的驅動。為此，需要向門極施加較大的驅動電壓。圖2中的自舉電源VBl即為這種驅動電壓的來源。圖2的驅動電路中還包括噪聲抑制電阻R3，中和電容Cl，第二限流電阻R1、門極驅動匹配電阻Rg以及一個二極管，和與二極管并聯的第一限流電阻R2。圖2中所示的第一限流電阻R2設計在三極管的發射極，導致驅動電路存在以下兩種設計缺陷第一，驅動電路的電流驅動能力會下降以及要求門極驅動電壓升高，影響M0SFET&IGBT的開關速度；第二，電路在工作時容易受到密勒效應的影響，可能會導致三極管誤動作致使所驅動的M0SFET&IGBT誤動作。具體而言，第一限流電阻R2設置在兩個三極管的發射極與門極驅動電壓輸出端之間，會導致在第一限流電阻R2的兩端形成壓力差，也就是造成驅動電壓的下降。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種高效可靠的M0SFET&IGBT驅動電路，增強電流驅動能力。為了克服現有存在的困難，達到上述目的，本技術提供了一種場效應晶體管的驅動電路，包括NPN型三極管，其集電極通過第一限流電阻與外部電源連接；PNP型三極管，其基極與所述NPN型三極管的基極連接后，形成所述驅動電路的輸入端，該輸入端接收外部數字控制信號；所述NPN型三極管的發射極與所述PNP型三極管的發射極連接后，接入驅動所述場效應晶體管的門極的線路，而所述PNP型三極管的集電極接入驅動所述場效應晶體管的源極的線路。優選的是，所述的場效應晶體管的驅動電路中，還包括第二限流電阻，其串聯在所述驅動電路的輸入端上。優選的是，所述的場效應晶體管的驅動電路中，還包括中和電容，其并聯在所述PNP三極管的發射極和集電極之間。優選的是，所述的場效應晶體管的驅動電路中，還包括噪聲抑制電阻，其并聯在所述PNP三極管的發射極和集電極之間。優選的是，所述的場效應晶體管的驅動電路中，所述噪聲抑制電阻設置在比所述中和電容更加靠近場效應晶體管的一側。優選的是，所述的場效應晶體管的驅動電路中，還包括門極驅動匹配電阻，其串聯 在驅動所述場效應晶體管的門極的線路上。優選的是，所述的場效應晶體管的驅動電路中，還包括零值電阻，其串聯在所述PNP三極管的集電極與所述中和電容之間。優選的是，所述的場效應晶體管的驅動電路中，所述外部電源為自舉電源和/或所述外部數字控制信號為脈沖寬度調制控制信號。優選的是，所述的場效應晶體管的驅動電路中，所述場效應晶體管為金氧半場效晶體管或絕緣柵雙極型晶體管。優選的是，所述的場效應晶體管的驅動電路中，第二限流電阻的阻值范圍為47-100歐姆和/或噪聲抑制電阻的阻值范圍為4. 7K-100K歐姆。本技術的有益效果是采用的NPN與PNP三極管的組合驅動電路拓撲最大限度地提高了 M0SFET&IGBT驅動電路的驅動電流和減小了噪聲與密勒效應對M0SFET&IGBT的影響，最大程度的防止M0SFET&IGBT的誤動作，以減小功率器件的損壞，提高對系統與設備的防護。本技術所述的驅動電路元件數量少，體積小，成本低，適合各類高集成度的M0SFET&IGBT的驅動電路。附圖說明圖I為本技術所述的場效應晶體管驅動電路原理圖；圖2為傳統的場效應晶體管驅動電路原理圖。具體實施方式下面根據圖I對本技術做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。請參見圖1，本技術的場效應晶體管的驅動電路，這是一種全橋驅動電路，其中包括NPN型三極管Q1，其集電極3通過第一限流電阻R2與外部電源VBl連接；PNP型三極管Q2，其基極2與所述NPN型三極管Ql的基極2連接后，形成所述驅動電路的輸入端，該輸入端接收外部數字控制信號PWM ；所述NPN型三極管Ql的發射極I與所述PNP型三極管Q2的發射極I連接后，接入驅動所述場效應晶體管的門極G的線路，而所述PNP型三極管Q2的集電極3接入驅動所述場效應晶體管的源極S的線路。所述的場效應晶體管的驅動電路中，還包括第二限流電阻R1，其串聯在所述驅動電路的輸入端PWM Control (PWM控制)上。所述的場效應晶體管的驅動電路中，還包括中和電容Cl，其并聯在所述PNP三極管Q2的發射極I和集電極3之間。所述的場效應晶體管的驅動電路中，還包括噪聲抑制電阻R3，其并聯在所述PNP三極管Q2的發射極I和集電極3之間。所述的場效應晶體管的驅動電路中，所述噪聲抑制電阻R3設置在比所述中和電容Cl更加靠近場效應晶體管的一側。所述的場效應晶體管的驅動電路中，還包括門極驅動匹配電阻Rg，其串聯在驅動 所述場效應晶體管的門極G的線路上。所述的場效應晶體管的驅動電路中，還包括零值電阻R4，其串聯在所述PNP三極管Q2的集電極3與所述中和電容Cl之間。所述的場效應晶體管的驅動電路中，所述外部電源VBl為自舉電源和/或所述外部數字控制信號為脈沖寬度調制控制信號PWM Control。所述的場效應晶體管的驅動電路中，所述場效應晶體管為金氧半場效晶體管MOSFET或絕緣柵雙極型晶體管IGBT。所述的場效應晶體管的驅動電路中，第二限流電阻Rl的阻值范圍為47-100歐姆和/或噪聲抑制電阻的阻值范圍為4. 7K-100K歐姆。本技術的場效應晶體管驅動電路包含一個電源輸入端，即上述外部電源VB1。本技術的驅動電路的外部電源VBl可保證即使所述輸入端PWM接收的外部數字信號微弱，也能驅動需要高驅動電壓的場效應晶體管。所述NPN型三極管Ql和PNP型三極管Q2組成一圖騰柱電路，用以控制自舉電源VBl與門極G線路之間的導通與斷開。調整第二限流電阻Rl的阻值，可調整通過所述輸入端PWM輸入的數字信號，該數字信號通常近似為方波。通過調節第二限流電阻Rl的阻值，能夠在圖騰柱電路中形成飽和電流，以實現NPN型三極管Ql和PNP型三極管Q2的完全導通。第一限流電阻R2對驅動所述場效應晶體管的門極G的線路起到限流作用。通過改變第一限流電阻R2的阻值，可以設置驅動電流以將場效應晶體管的開關速度調節到需要的值。并且第一限流電阻R2不會導致發射本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種場效應晶體管的驅動電路，其特征在于，包括：NPN型三極管，其集電極通過第一限流電阻與外部電源連接；PNP型三極管，其基極與所述NPN型三極管的基極連接后，形成所述驅動電路的輸入端，該輸入端接收外部數字控制信號；所述NPN型三極管的發射極與所述PNP型三極管的發射極連接后，接入驅動所述場效應晶體管的門極的線路，而所述PNP型三極管的集電極接入驅動所述場效應晶體管的源極的線路。

【技術特征摘要】
1.一種場效應晶體管的驅動電路，其特征在于，包括 NPN型三極管，其集電極通過第一限流電阻與外部電源連接； PNP型三極管，其基極與所述NPN型三極管的基極連接后，形成所述驅動電路的輸入端，該輸入端接收外部數字控制信號； 所述NPN型三極管的發射極與所述PNP型三極管的發射極連接后，接入驅動所述場效應晶體管的門極的線路，而所述PNP型三極管的集電極接入驅動所述場效應晶體管的源極的線路。2.如權利要求I所述的場效應晶體管的驅動電路，其特征在于，還包括第二限流電阻，其串聯在所述驅動電路的輸入端上。3.如權利要求2所述的場效應晶體管的驅動電路，其特征在于，還包括中和電容，其并聯在所述PNP三極管的發射極和集電極之間。4.如權利要求3所述的場效應晶體管的驅動電路，其特征在于，還包括噪聲抑制電阻，其并聯在所述PNP三極管的發射極和集電極之間。5.如權利要求4所述的場效應晶...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張未，李霞，方波，
申請(專利權)人：蘇州舜唐新能源電控設備有限公司，
類型：實用新型
國別省市：