專利名稱：柵極浮置及電平轉(zhuǎn)換的功率mos管柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種功率MOS管柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法，特別是一種具有柵極浮置及電 平轉(zhuǎn)換功能的功率MOS管柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法。
背景技術(shù)：
上下功率MOS管的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于當(dāng)今很多的功率變換器中，如半橋、全橋 電源、雙管正激電源、逆變器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、class D功放等，其結(jié)構(gòu)如圖l虛框中所示。
—般功率MOS管的柵極驅(qū)動(dòng)，需要高電平為10V 15V的脈寬調(diào)制信號，并且需要 瞬時(shí)電流大于1A的驅(qū)動(dòng)能力。此外對于上管的柵極驅(qū)動(dòng)，由于其源極電位是浮動(dòng)的，則其 柵極驅(qū)動(dòng)電壓必須浮置在源極的電位上，才能正常地驅(qū)動(dòng)上管打開。 目前絕大部分功率變換器電路中，對功率MOS管的原始脈寬調(diào)制控制信號都是由 低壓的模擬及數(shù)字邏輯電路產(chǎn)生，其不能直接用來進(jìn)行功率MOS管的柵極驅(qū)動(dòng)，需要在控 制信號后加一級驅(qū)動(dòng)電路，用以實(shí)現(xiàn)功率MOS管的柵極驅(qū)動(dòng)，控制其導(dǎo)通及關(guān)斷。這樣的驅(qū) 動(dòng)電路需要將控制芯片或數(shù)字控制器輸出的脈寬調(diào)制信號進(jìn)行電流放大，并將電平轉(zhuǎn)換為 10V 15V范圍。在上下管結(jié)構(gòu)中還需要對上管進(jìn)行柵極浮置驅(qū)動(dòng)。目前解決此類驅(qū)動(dòng)的 主要方法有如下兩種 采用專用驅(qū)動(dòng)芯片，如IR2113、LM5100等，成本高，電路復(fù)雜； 采用隔離變壓器，需要繞制變壓器，具有體積大，有延遲，飽和等問題，高頻時(shí)驅(qū)動(dòng)
波形不理想； 采用帶驅(qū)動(dòng)能力的光耦進(jìn)行隔離浮置驅(qū)動(dòng)，光耦的動(dòng)態(tài)響應(yīng)較慢，線性度差，需提 供附加電源，不適用于頻率較高的場合，另外帶驅(qū)動(dòng)的光耦成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種柵極浮置及電平轉(zhuǎn)換的功率MOS 管柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法。 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案 本發(fā)明柵極浮置及電平轉(zhuǎn)換的功率MOS管柵極驅(qū)動(dòng)電路，包括上管驅(qū)動(dòng)電路和下 管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述上管驅(qū)動(dòng)電路包括第一至第四電阻、自舉電容第二電容、第一 和第二二極管、第一和第二 PNP型三極管以及第一 NPN型三極管，所述下管驅(qū)動(dòng)電路包括第 五至第九電阻、第三和第四電容、第三二極管、第三和第四PNP型三極管以及第二NPN型三 極管；其中第一 NPN型三極管的基極接第一原始脈寬調(diào)制信號，發(fā)射極串接第三電阻后接 地，集電極分別接第二PNP型三極管的基極和第四電阻的一端；第二PNP型三極管的集電極 分別接第一二極管的陽極、第一 PNP型三極管的基極和第二電阻的一端，發(fā)射極分別接第 四電阻的另一端、第二二極管的陰極、自舉電容的輸入端；第一 PNP型三極管的發(fā)射極分別 接第二電容的輸入端、第一電阻的一端和第一功率MOS管的柵極，集電極分別接第二電阻 的另一端、第二電容的輸出端、自舉電容的輸出端、第一功率MOS管的源極和第二功率MOS
4管的的漏極；第一電阻的另一端接第一二極管的陰極，第二二極管的陽極分別接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)
電壓電源、第八電阻的一端和第三PNP型三極管的發(fā)射極；第二NPN型三極管的基極接第二
原始脈寬調(diào)制信號，發(fā)射極串接第九電阻后接地，集電極分別接第八電阻的另一端和第三
PNP型三極管的基極；第三PNP型三極管的集電極分別接第三二極管的陽極、第四PNP型三
極管的基極和第七電阻的一端；第四PNP型三極管的發(fā)射極分別接第六電阻的一端和第四
電容的輸入端，集電極分別與第七電阻的另一端、第三電容的輸入出端、第五電阻的一端和
第二功率MOS管的源極連接接地；第六電阻的另一端接第三二極管的陰極，第四電容的輸
出端分別與第三電容的輸入端、第五電阻的另一端和第二功率MOS管的柵極連接。 所述的柵極浮置及電平轉(zhuǎn)換的功率MOS管柵極驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于
所述方法如下 對于第一功率MOS管，需要柵極浮置驅(qū)動(dòng)當(dāng)?shù)谝?NPN型三極管基極的第一原始 脈寬調(diào)制信號為低電平時(shí)，第一 NPN型三極管和第二 PNP型三極管都不導(dǎo)通，第一功率MOS 管的柵源電壓為0即關(guān)斷，當(dāng)?shù)谝还β蔒OS管關(guān)斷期間，若第二功率MOS管導(dǎo)通，則柵極驅(qū) 動(dòng)電壓電源壓經(jīng)第二二極管向自舉電容充電；當(dāng)?shù)谝辉济}寬調(diào)制信號為高電平時(shí)，第一 NPN型三極管和第二 PNP型三極管導(dǎo)通，自舉電容兩端的電壓通過第二 PNP型三極管、第 一二極管、第一電阻加到第一功率MOS管的柵極上，這樣第一功率MOS管柵極驅(qū)動(dòng)電壓是浮 置于其源極之上的，實(shí)現(xiàn)了柵浮置驅(qū)動(dòng)；當(dāng)?shù)谝辉济}寬調(diào)制信號再次轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，第一 PNP型三極管導(dǎo)通，使第一功率MOS管的柵極放電，關(guān)斷第一功率MOS管；
對于第二功率MOS管，不需要柵極浮置驅(qū)動(dòng)當(dāng)?shù)诙﨨PN型三極管基極的第二原始 脈寬調(diào)制信號為低電平時(shí)，第二 NPN型三極管和第三PNP型三極管都不導(dǎo)通，第二功率MOS 管的柵源電壓由于第四電容的隔離直流分量作用，為負(fù)壓即關(guān)斷，當(dāng)?shù)诙济}寬調(diào)制信 號為高電平時(shí)，第二 NPN型三極管和第三PNP型三極管相繼導(dǎo)通，柵極驅(qū)動(dòng)電壓電源通過第 三PNP型三極管、第三二極管、第六電阻、第四電容加到第一功率MOS管的柵極上，第二功率 MOS管的柵源電壓為柵極驅(qū)動(dòng)電壓電源經(jīng)過第四電容隔離直流分量后的電壓；當(dāng)?shù)诙?脈寬調(diào)制信號再次轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，第四PNP型三極管導(dǎo)通，使第二功率MOS管的柵極放電， 關(guān)斷第二功率MOS管。 本發(fā)明完全采用分立器件的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單可靠，成本低； 利用N型、P型三極管的巧妙組合，實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，能夠直接利用數(shù)字P麗信號
(5V， 3. 3V)進(jìn)行MOS管柵極驅(qū)動(dòng)( 一般為10V 15V); 采用防高壓反偏二極管與浮置電容，配合三極管的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)上管的浮置驅(qū) 動(dòng)功能； 本發(fā)明中，對下管驅(qū)動(dòng)采用了 C4作為隔直電容，結(jié)合R5，可把原來O-Vd的柵極驅(qū) 動(dòng)電壓變?yōu)橛胸?fù)壓驅(qū)動(dòng)的信號。負(fù)壓驅(qū)動(dòng)對于下管來說有很多好處，可以防止Cdv/dt導(dǎo) 致的下管誤導(dǎo)通現(xiàn)象，另外使S2的柵源電容放電速度更快，可減小能量損耗以及提高可靠 性； 利用三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電流放大，提高柵極驅(qū)動(dòng)的灌、拉電流能力； 該電路應(yīng)用廣泛，可用在只要采用了上下臂MOS管驅(qū)動(dòng)的各種變換器電路中，如
半橋、全橋電源及逆變器、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、class D功放等。


圖1 :現(xiàn)有技術(shù)中上下MOS管的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2 :本發(fā)明電路原理圖。
圖3 :以半橋開關(guān)電源為例的電路原理圖。
圖4 :對半橋開關(guān)電源電路的上下管柵極驅(qū)動(dòng)波形圖。
圖5 :本發(fā)明上管柵極浮置驅(qū)動(dòng)波形圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明 如圖1所示，本發(fā)明柵極浮置及電平轉(zhuǎn)換的功率M0S管柵極驅(qū)動(dòng)電路，包括上管驅(qū) 動(dòng)電路和下管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述上管驅(qū)動(dòng)電路包括第一至第四電阻Rl R4、自舉 電容CI第二電容C2、第一和第二二極管Dl、 D2、第一和第二 PNP型三極管Pl、 P2以及第一 NPN型三極管Nl，所述下管驅(qū)動(dòng)電路包括第五至第九電阻R5 R9、第三和第四電容C3、C4、 第三二極管D3、第三和第四PNP型三極管P3、 P4以及第二 NPN型三極管N2 ;其中第一 NPN 型三極管N1的基極接第一原始脈寬調(diào)制信號P麗inl，發(fā)射極串接第三電阻R3后接地，集 電極分別接第二 PNP型三極管P2的基極和第四電阻R4的一端；第二 PNP型三極管P2的集 電極分別接第一二極管D1的陽極、第一PNP型三極管P1的基極和第二電阻R2的一端，發(fā) 射極分別接第四電阻R4的另一端、第二二極管D2的陰極、自舉電容C1的輸入端；第一PNP 型三極管P1的發(fā)射極分別接第二電容C2的輸入端、第一電阻R1的一端和第一功率MOS管 Sl的柵極，集電極分別接第二電阻R2的另一端、第二電容C2的輸出端、自舉電容C1的輸出 端、第一功率M0S管Sl的源極和第二功率M0S管S2的的漏極；第一電阻Rl的另一端接第 一二極管D1的陰極，第二二極管D2的陽極分別接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)電壓電源Vd、第八電阻R8的一 端和第三PNP型三極管P3的發(fā)射極；第二 NPN型三極管N2的基極接第二原始脈寬調(diào)制信 號P麗in2，發(fā)射極串接第九電阻R9后接地，集電極分別接第八電阻R8的另一端和第三PNP 型三極管P3的基極；第三PNP型三極管P3的集電極分別接第三二極管D3的陽極、第四PNP 型三極管P4的基極和第七電阻R7的一端；第四PNP型三極管P4的發(fā)射極分別接第六電阻 R6的一端和第四電容C4的輸入端，集電極分別與第七電阻R7的另一端、第三電容C3的輸 入出端、第五電阻R5的一端和第二功率MOS管S2的源極連接接地；第六電阻R6的另一端 接第三二極管D3的陰極，第四電容C4的輸出端分別與第三電容C3的輸入端、第五電阻R5 的另一端和第二功率MOS管S2的柵極連接。 P麗inl和P麗in2是控制電路產(chǎn)生的原始脈寬調(diào)制信號，分別對應(yīng)上管和下管的 柵極驅(qū)動(dòng)波形。Vd為柵極驅(qū)動(dòng)電壓的電源，一般為10V 15V。兩路原始脈寬調(diào)制控制信號 經(jīng)過上、下管驅(qū)動(dòng)電路，將原始電平轉(zhuǎn)換為適于功率MOS管驅(qū)動(dòng)的電平，并增加電流驅(qū)動(dòng)能 力，實(shí)現(xiàn)了對功率MOS管Sl和S2的柵極驅(qū)動(dòng)。其中對上管Sl具有柵極浮置驅(qū)動(dòng)的功能。
對于上管Sl，需要柵極浮置驅(qū)動(dòng)。當(dāng)Nl基極的P麗inl信號為低電平時(shí)，N1和P2 都不導(dǎo)通，Sl的柵源電壓為O，是關(guān)斷的。上管Sl關(guān)斷期間，若下管S2導(dǎo)通，則Vd電源電 壓經(jīng)D2向自舉電容Cl充電，使得Cl兩端電壓為Vd減去D2的管壓降。當(dāng)P麗inl信號為 高電平時(shí)，N2和P2相繼導(dǎo)通，自舉電容Cl兩端的電壓通過P2、D1、R1加到Sl的柵極上，這 樣的上管Sl柵極驅(qū)動(dòng)電壓是浮置于其源極之上的，實(shí)現(xiàn)了柵浮置驅(qū)動(dòng)功能，電壓差為Vd左
6右，一般是10V 15V，保證打開上管Sl，使其導(dǎo)通。當(dāng)P麗inl信號再次轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，PI 會導(dǎo)通，使S1的柵極迅速放電，及時(shí)關(guān)斷Sl。 對于下管S2，由于其源極恒定接地，不需要柵極浮置驅(qū)動(dòng)。當(dāng)N2基極的P麗in2信 號為低電平時(shí)，N2和P3都不導(dǎo)通，S2的柵源電壓為O，是關(guān)斷的。當(dāng)P麗in2信號為高電平 時(shí)，N2和P3相繼導(dǎo)通，電源Vd電壓通過P3、 D3、 R6、 C4加到Sl的柵極上，S2的柵源電壓 為Vd左右， 一般是10V 15V，可保證打開下管S2，使其導(dǎo)通。當(dāng)P麗in2信號再次轉(zhuǎn)為低 電平時(shí)，P4會導(dǎo)通，使S2的柵極迅速放電，及時(shí)關(guān)斷S2。下管驅(qū)動(dòng)電路中S2柵極前面采用 了C4作為隔直電容，結(jié)合電阻R5，可把原來0-15V的柵極驅(qū)動(dòng)電壓變?yōu)橛胸?fù)壓驅(qū)動(dòng)的信號。 負(fù)壓驅(qū)動(dòng)對于下管來說有很多好處，可以防止Cdv/dt導(dǎo)致的下管誤導(dǎo)通現(xiàn)象，另外S2的柵 源電容放電速度更快。
各元器件作用及選擇 Cl起儲能作用，為上管柵極驅(qū)動(dòng)的浮置電源存儲能量。當(dāng)Cl的負(fù)端為0V后，Vd 通過D2對Cl充電，使Cl所帶電壓為Vd減去D2的管壓降。當(dāng)Cl負(fù)端電壓抬高后，Cl正 端的電壓也隨之抬高，為上管柵極提供浮置電源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。此時(shí)C1正端電壓高于Vd，為防 止反灌，D2起反向截止作用。 C2和C3分別并聯(lián)于Sl和S2的柵極與源極之間，起到減緩柵極電壓上升的作用， 防止由于上升過快而給MOS管帶來的尖峰振蕩等問題。 C4起隔直作用， 一端接于S2的柵極， 一端接P4的發(fā)射極。R5 —端接S2柵極，一
端接地。C4和R5配合起來為S2提供關(guān)斷時(shí)的負(fù)壓驅(qū)動(dòng)。 D1、D3都是起反向截止作用，防止其負(fù)端電壓高于正端時(shí)電流反灌。 Rl和R6分別為Sl與S2的柵極限流電阻，起到限制柵極電流的作用，防止由于上
升過快而給MOS管帶來的尖峰振蕩等問題。R2—端接在S1柵極，另一端接在D1的負(fù)極。
R6 —端接在P4的發(fā)射極，另一端接在D3的負(fù)極。 R2和R7為限流電阻，分別接在Pl和P4的基極與集電極之間，限制Pl和P4導(dǎo)通 時(shí)的基極電流。 R3和R9為限流電阻，分別接在Nl和N2的發(fā)射極與地之間，限制Nl和N2導(dǎo)通時(shí) 的基極電流。 R4和R8分別接在P2和P3的基極與集電極之間，當(dāng)Nl或N2導(dǎo)通時(shí)，R4或R8上 會產(chǎn)生壓降，可控制P2和P3的導(dǎo)通。 Nl、 N2為NPN型三極管，Pl、 P2、 P3、 P4為PNP型三極管。Nl基極接原始上管脈 寬調(diào)制控制信號P麗inl，發(fā)射極接R3，集電極接R4 ;N2基極接原始下管脈寬調(diào)制控制信號 P麗in2，發(fā)射極接R9，集電極接R8 ;P1基極接R2，發(fā)射極接Sl柵極，集電極接Sl源極；P2 基極接Nl集電極，發(fā)射極接D2負(fù)極，集電極接Dl正極；P3基極接N2集電極，發(fā)射極接Vd， 集電極接D3負(fù)極；P4基極接D3負(fù)極，發(fā)射極接R6，集電極接地。Nl、 P2為Sl開啟時(shí)提供 驅(qū)動(dòng)，Pl為Sl關(guān)斷時(shí)泄放電流。N2、P3為Sl開啟時(shí)提供驅(qū)動(dòng)，P4為Sl關(guān)斷時(shí)泄放電流。
如圖3所示，以半橋開關(guān)電源為例，本發(fā)明在50KHz開關(guān)頻率下，P麗inl和P麗in2 分別是占空比為0. 3的一對互補(bǔ)開關(guān)信號。對半橋開關(guān)電源電路的上下管柵極驅(qū)動(dòng)波形如 圖4所示。 可見0 5V的數(shù)字控制信號P麗inl和P麗in2通過驅(qū)動(dòng)電路后，可以轉(zhuǎn)化為功率
7M0S管柵極驅(qū)動(dòng)信號Vgsl和Vgs2。從波形可以看出，驅(qū)動(dòng)信號與原始控制信號相位相同， 基本沒有延時(shí)，波形質(zhì)量較好。此外下管的柵極驅(qū)動(dòng)Vgs2實(shí)現(xiàn)了負(fù)壓驅(qū)動(dòng)功能，低電位時(shí) 為負(fù)的4V左右。 從圖5波形可以看出，上管源極電位Vsl在工作過程中是變化的。通過上管的驅(qū) 動(dòng)電路，使得上管的柵極電位Vgl浮置于其源極電位之上，兩者之差構(gòu)成了上管的柵源電 壓Vgsl，成功地實(shí)現(xiàn)了上管的柵極浮置驅(qū)動(dòng)。
權(quán)利要求
一種柵極浮置及電平轉(zhuǎn)換的功率MOS管柵極驅(qū)動(dòng)電路，包括上管驅(qū)動(dòng)電路和下管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述上管驅(qū)動(dòng)電路包括第一至第四電阻(R1～R4)、自舉電容(C1)、第二電容(C2)、第一和第二二極管(D1、D2)、第一和第二PNP型三極管(P1、P2)以及第一NPN型三極管(N1)，所述下管驅(qū)動(dòng)電路包括第五至第九電阻(R5～R9)、第三和第四電容(C3、C4)、第三二極管(D3)、第三和第四PNP型三極管(P3、P4)以及第二NPN型三極管(N2)；其中第一NPN型三極管(N1)的基極接第一原始脈寬調(diào)制信號(PWMin1)，發(fā)射極串接第三電阻(R3)后接地，集電極分別接第二PNP型三極管(P2)的基極和第四電阻(R4)的一端；第二PNP型三極管(P2)的集電極分別接第一二極管(D1)的陽極、第一PNP型三極管(P1)的基極和第二電阻(R2)的一端，發(fā)射極分別接第四電阻(R4)的另一端、第二二極管(D2)的陰極、自舉電容(C1)的輸入端；第一PNP型三極管(P1)的發(fā)射極分別接第二電容(C2)的輸入端、第一電阻(R1)的一端和第一功率MOS管(S1)的柵極，集電極分別接第二電阻(R2)的另一端、第二電容(C2)的輸出端、自舉電容(C1)的輸出端、第一功率MOS管(S1)的源極和第二功率MOS管(S2)的的漏極；第一電阻(R1)的另一端接第一二極管(D1)的陰極，第二二極管(D2)的陽極分別接?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)電壓電源(Vd)、第八電阻(R8)的一端和第三PNP型三極管(P3)的發(fā)射極；第二NPN型三極管(N2)的基極接第二原始脈寬調(diào)制信號(PWMin2)，發(fā)射極串接第九電阻(R9)后接地，集電極分別接第八電阻(R8)的另一端和第三PNP型三極管(P3)的基極；第三PNP型三極管(P3)的集電極分別接第三二極管(D3)的陽極、第四PNP型三極管(P4)的基極和第七電阻(R7)的一端；第四PNP型三極管(P4)的發(fā)射極分別與第六電阻(R6)的一端和第四電容(C4)的輸入端，集電極分別與第七電阻(R7)的另一端、第三電容(C3)的輸入出端、第五電阻(R5)的一端和第二功率MOS管(S2)的源極連接接地；第六電阻(R6)的另一端接第三二極管(D3)的陰極，第四電容(C4)的輸出端分別與第三電容(C3)的輸入端、第五電阻(R5)的另一端和第二功率MOS管(S2)的柵極連接。
2. —種基于權(quán)利要求1所述的柵極浮置及電平轉(zhuǎn)換的功率M0S管柵極驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng) 方法，其特征在于所述方法如下對于第一功率MOS管(Sl)，需要柵極浮置驅(qū)動(dòng)當(dāng)?shù)谝籒PN型三極管(Nl)基極的第 一原始脈寬調(diào)制信號(P麗inl)為低電平時(shí)，第一NPN型三極管(Nl)和第二PNP型三極管 (P2)都不導(dǎo)通，第一功率MOS管(Sl)的柵源電壓為O即關(guān)斷，當(dāng)?shù)谝还β蔒OS管(Sl)關(guān)斷 期間，若第二功率MOS管(S2)導(dǎo)通，則柵極驅(qū)動(dòng)電壓電源(Vd)壓經(jīng)第二二極管(D2)向自 舉電容(Cl)充電；當(dāng)?shù)谝辉济}寬調(diào)制信號(P麗inl)為高電平時(shí)，第一NPN型三極管(Nl) 和第二PNP型三極管(P2)導(dǎo)通，自舉電容(Cl)兩端的電壓通過第二PNP型三極管(P2)、第 一二極管(Dl)、第一電阻(Rl)加到第一功率MOS管(Sl)的柵極上，這樣第一功率MOS管 (Sl)柵極驅(qū)動(dòng)電壓是浮置于其源極之上的，實(shí)現(xiàn)了柵浮置驅(qū)動(dòng)；當(dāng)?shù)谝辉济}寬調(diào)制信號 (P麗inl)再次轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，第一PNP型三極管(Pl)導(dǎo)通，使第一功率MOS管(Sl)的柵極 放電，關(guān)斷第一功率MOS管(Sl);對于第二功率MOS管(S2)，不需要柵極浮置驅(qū)動(dòng)當(dāng)?shù)诙﨨PN型三極管(N2)基極的第 二原始脈寬調(diào)制信號(P麗in2)為低電平時(shí)，第二NPN型三極管(N2)和第三PNP型三極管 (P3)都不導(dǎo)通，第二功率MOS管(S2)的柵源電壓由于第四電容(C4)的隔離直流分量作用， 為負(fù)壓即關(guān)斷，當(dāng)?shù)诙济}寬調(diào)制信號(P麗in2)為高電平時(shí)，第二NPN型三極管(N2)和 第三PNP型三極管(P3)相繼導(dǎo)通，柵極驅(qū)動(dòng)電壓電源(Vd)通過第三PNP型三極管(P3)、第三二極管(D3)、第六電阻(R6)、第四電容(C4)加到第一功率MOS管(Sl)的柵極上，第二 功率M0S管(S2)的柵源電壓為柵極驅(qū)動(dòng)電壓電源(Vd)經(jīng)過第四電容(C4)隔離直流分量 后的電壓；當(dāng)?shù)诙济}寬調(diào)制信號(P麗in2)再次轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，第四PNP型三極管(P4) 導(dǎo)通，使第二功率MOS管(S2)的柵極放電，關(guān)斷第二功率MOS管(S2)。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種柵極浮置及電平轉(zhuǎn)換的功率MOS管柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法，本發(fā)明所述驅(qū)動(dòng)電路包括上管驅(qū)動(dòng)電路和下管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述上管驅(qū)動(dòng)電路包括第一至第四電阻、自舉電容、第二電容、第一和第二二極管、第一和第二PNP型三極管以及第一NPN型三極管，所述下管驅(qū)動(dòng)電路包括第五至第九電阻、第三和第四電容、第三二極管、第三和第四PNP型三極管以及第二NPN型三極管。本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)上下功率MOS管結(jié)構(gòu)的柵極驅(qū)動(dòng)電平轉(zhuǎn)換、下管柵極驅(qū)動(dòng)及上管柵極浮置驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明不采用任何驅(qū)動(dòng)芯片，僅用電阻、電容、三極管等普通分立元器件構(gòu)成，成本低、可靠性、穩(wěn)定性高且驅(qū)動(dòng)效率高。
文檔編號H02M1/08GK101753000SQ200910263229
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者何曉瑩, 孫偉鋒, 徐申, 時(shí)龍興, 闞明建, 陸生禮 申請人:東南大學(xué)