專利名稱:Mosfet擴容驅(qū)動及過流保護裝置的制作方法
技術(shù)領域:
本實用新型涉及一種基于MOSFET元件的擴容驅(qū)動和保護電路,主要應用 于機車的數(shù)字量輸出單元,也可應用于一般工業(yè)用數(shù)字量輸出。
背景技術(shù):
現(xiàn)在機車上,由于觸點式的數(shù)字量輸出的可靠性高,開關容量大等特點被 廣泛使用。不過也存在著一定的局限性。1、觸點是機械式的使用壽命有限。2、 抗干擾目前機車上,由于觸點式的數(shù)字量輸出的可靠性高,開關容量大等特點 被能力差。3、觸點式數(shù)字量輸出的產(chǎn)品通用性差。大功率直流負載斷開時拉弧 現(xiàn)象易使觸點燒結(jié),若選擇更大容量的繼電器,在小功率負載時,容易造成觸 點氧化,影響導通質(zhì)量。
隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展,功率MOSFET以其高頻性能好、開關損耗 小、輸入阻抗高、驅(qū)動功率小、驅(qū)動電路簡單等優(yōu)點在機車的數(shù)字量輸出中得 到了廣泛的應用。但是,功率MOSFET容量有限及過流保護困難也成了亟待解 決的問題。針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題,研究設計一種新型的MOSFET 擴容驅(qū)動及過流保護裝置,從而克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題是十分必要的。 發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題,本實用新型的目的是研究設計一種新 型的MOSFET擴容驅(qū)動及過流保護裝置,從而解決機車控制中機械式觸點的使 用壽命有限、抗干擾能力差以及功率MOSFET元件容量有限及過流保護困難等 問題。本實用新型所述的MOSFET擴容驅(qū)動及過流保護裝置,是由信號輸入電 路、光電隔離電路、驅(qū)動電路、輸出電路和反饋電路所組成;其輸出電路采用 雙MOSFET并聯(lián)電路,雙MOSFET的驅(qū)動信號來自于驅(qū)動電路同一芯片U4的 同一輸出端。過流保護信號取自于輸出電路中的電阻R6,反饋給驅(qū)動電路。本 實用新型所述的由驅(qū)動電路同一芯片U4引出的驅(qū)動信號到達雙MOSFET的G 極引線應盡量短,到每個MOSFET的G極線路要等長。
本實用新型的目的是提供一種大容量、高可靠性的MOSFET驅(qū)動保護裝置,是由一個雙管MOSFET組成的輸出單元,包括信號隔離、MOSFET的驅(qū)動電路、 反饋電路。輸出信號從控制單元引入,經(jīng)驅(qū)動電路處理輸出給MOSFET的G、 D極,并通過驅(qū)動保護電路檢測MOSFET的電流,來監(jiān)測MOSFET的過流狀態(tài), 以便過流發(fā)生時及時切除MOSFET驅(qū)動電壓,使兩個MOSFET呈現(xiàn)高阻態(tài),再 反饋給控制單元處理。從而實現(xiàn)對MOSFET的保護和狀態(tài)的監(jiān)視功能。所述的 輸出信號處理電路由門電路及隔離光藕構(gòu)成。所述的驅(qū)動保護電路由驅(qū)動電路 及反饋電路電阻R6組成。與現(xiàn)有技術(shù)中常用的單管MOSFET輸出單元及觸點式輸出單元相比較,本 實用新型的雙管MOSFET輸出單元的比較優(yōu)勢在于,容量大、可靠性高、占用 空間小等特點適用于電力機車及一般工業(yè)應用場合。與常用的單管MOSFET輸 出單元及觸點式輸出單元的優(yōu)缺點比較,示于下表項目繼電器單MOSFET管雙MOSFET管容量一般小大相同電流產(chǎn)生熱量一般大小過流保護無有有抗干擾差一般強產(chǎn)品通用性差一般好本實用新型在使用中考慮到其導通電阻RDS(on)具有正溫度系數(shù)的特點,采 用多管并聯(lián)來增加其功率傳導能力。又由于空間及驅(qū)動芯片的驅(qū)動能力的關系, 采用兩管并聯(lián)實現(xiàn)擴容,基本能夠滿足機車中數(shù)字量輸出的容量需求。本實用新型具有結(jié)構(gòu)新穎、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、維護方便、非常適用于 機車及一般工業(yè)應用場合等優(yōu)點,其大批量投入市場必將產(chǎn)生積極的社會效益和顯著的經(jīng)濟效益。
本實用新型共有兩張附圖,其中附圖1、本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖;附圖2、雙管MOSFET驅(qū)動保護單元的電路圖;具體實施方式
本實用新型的具體實施例如附圖所示,是由輸入電路、光電隔離電路、驅(qū)動電路、輸出電路和反饋電路所組成。驅(qū)動MOSFET需要有12V 15V的柵極 電壓,控制信號通過光電隔離,送給驅(qū)動保護芯片U4,由驅(qū)動保護芯片U4實 現(xiàn)對雙MOSFET (Ql、 Q2)的驅(qū)動,在這里,驅(qū)動信號由同一個驅(qū)動保護芯片 U4的同一管腳8給出,并且在制做電路板時,要保證這一線路盡量的短,到每 個MOSFET的線路等長。在輸出線路上的電阻R6是采樣電阻,作用是監(jiān)視流 過MOSFET的電流,若超過某一界限,電阻R6上的電壓超過設定值,此電壓 信號送往驅(qū)動保護芯片U4,驅(qū)動保護芯片U4及時切斷對雙MOSFET驅(qū)動信號, 使雙MOSFET呈高阻態(tài),避免MOSFET燒毀。
權(quán)利要求1、一種MOSFET擴容驅(qū)動及過流保護裝置,是由信號輸入電路、光電隔離電路、驅(qū)動電路、輸出電路和反饋電路所組成;其特征在于輸出電路采用雙MOSFET并聯(lián)電路,雙MOSFET的驅(qū)動信號來自于驅(qū)動電路同一芯片U4的同一輸出端;過流保護信號取自于輸出電路中的電阻R6,反饋給驅(qū)動電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的MOSFET擴容驅(qū)動及過流保護裝置,其特征在 于由驅(qū)動電路同一芯片U4引出的驅(qū)動信號到達雙MOSFET的G極引線應盡量 短,到每個MOSFET的G極線路要等長。
專利摘要本實用新型所述的MOSFET擴容驅(qū)動及過流保護裝置,是由信號輸入電路、光電隔離電路、驅(qū)動電路、輸出電路和反饋電路所組成;輸出電路采用雙MOSFET并聯(lián)電路,雙MOSFET的驅(qū)動信號來自于驅(qū)動電路同一芯片U4的同一輸出端;過流保護信號取自于輸出電路中的電阻R6,反饋給驅(qū)動電路。本實用新型采用兩管并聯(lián)實現(xiàn)擴容,基本能夠滿足機車中數(shù)字量輸出的容量需求。本實用新型具有結(jié)構(gòu)新穎、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、維護方便,非常適用于機車及一般工業(yè)應用場合等特點,故屬于一種集經(jīng)濟性與實用性為一體的新型裝置。
文檔編號H03K17/08GK201122940SQ200720016008
公開日2008年9月24日 申請日期2007年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月19日
發(fā)明者劉維洋, 李礫工, 王忠福 申請人:謝步明