專利名稱：通用型nmos開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種NMOS開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，具體涉及ー種采用分立元件組成的NMOS開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
目前廣泛使用的驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要有專用驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)和光電耦合器驅(qū)動(dòng)，使用專用的NMOS驅(qū)動(dòng)芯片價(jià)格昂貴，在中低檔產(chǎn)品中成本難以承受，光電耦合器驅(qū)動(dòng)若采用普通光電耦合器，其驅(qū)動(dòng)電流需達(dá)到IOMA以上才能可靠驅(qū)動(dòng)，對于需要長時(shí)間工作的充放電開關(guān)電路來說功耗過大，若采用小電流可驅(qū)動(dòng)的光電耦合器，同樣存在價(jià)格過高的問題。采用NMOS管進(jìn)行開關(guān)控制的充放電系統(tǒng)有充電、放電同口和充電、放電異ロ兩種結(jié)構(gòu)，其電路原理圖如圖I、圖2所示。圖I的同ロ結(jié)構(gòu)中，儲能器件的充放電共用ー個(gè)回路。充電時(shí)，雙向開關(guān)K1、K2打向右邊，接通充電機(jī)，此時(shí)，P+為充電機(jī)的正極、P-為充電機(jī)負(fù)極，B+為儲能器件正極，B-為儲能器件負(fù)極，通過啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路DRIVER CIRCUIT使開關(guān)NMOS管Q2導(dǎo)通，形成P+ — B+ — B- — Ql — Q2 — P- — P+的充電回路，其中由于Ql體ニ極管的存在，其通斷狀態(tài)不影響充電回路；放電時(shí)，雙向開關(guān)Kl、K2打向左邊，接通負(fù)載，此吋，P+為負(fù)載的正極、P-為負(fù)載負(fù)極，B+為儲能器件正極，B-為儲能器件負(fù)極，通過啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路DRIVERCIRCUIT使開關(guān)NMOS管Ql導(dǎo)通，形成B+ — P+- — P-Q2 — Ql — B- — B+的放電回路，其中由于Q2體ニ極管的存在，其通斷狀態(tài)不影響放電回路。此結(jié)構(gòu)中，充放電過程不能同時(shí)進(jìn)行。異ロ結(jié)構(gòu)中，充放電回路各自獨(dú)立。充電時(shí)，單向開關(guān)K2閉合，接通充電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路DRIVER CIRCUIT使Q2導(dǎo)通，形成充電回路；放電時(shí)，單向開關(guān)Kl閉合，接通負(fù)載，驅(qū)動(dòng)電路DRIVER CIRCUIT使Ql導(dǎo)通，形成放電回路。此結(jié)構(gòu)中，充放電過程可同時(shí)進(jìn)行。由于充電過程中存在P-比B-電勢更低，而控制系統(tǒng)的地GND是以儲能器件的負(fù)極B-的電勢為參考的，因此導(dǎo)致普通分立元件驅(qū)動(dòng)電路無法正?？刂品烹奛MOS管Q2的通斷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低的NMOS管驅(qū)動(dòng)電路，可以適用于同ロ結(jié)構(gòu)和異ロ結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是以下述方式實(shí)現(xiàn)的ー種通用型NMOS開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，包括控制裝置，控制裝置與放電控制電路、充電控制電路相連。所述充電控制電路包括三極管Q6，三極管Q6集電極和發(fā)射極之間連有電容C2，三極管Q6的基極與電阻R8相連、集電極與電阻R7相連，三極管Q6的集電極與三極管Q7的基極相連、三極管Q6的發(fā)射極與三極管Q7的發(fā)射極相連，三極管Q7的集電極與第一穩(wěn)壓電路相連，第一穩(wěn)壓電路與NMOS管Q8的柵極相連，NMOS管Q8漏極與第二穩(wěn)壓電路相連。[0010]所述放電控制電路包括三極管Q3，三極管Q3的集電極和發(fā)射極之間連有電容Cl，三極管Q3的基極與電阻R2相連，三極管Q3的集電極與電阻Rl、三極管Q4的基極相連，三極管Q4的發(fā)射極與三極管Q3的發(fā)射極相連，三極管Q4的集電極、發(fā)射極之間連有第三穩(wěn)壓電路，第三穩(wěn)壓電路為NMOS管Q5提供柵極電壓，NMOS管Q5的漏極與第四穩(wěn)壓電路相連。采用相對便宜的分立元件組成，與現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)電路相比，本實(shí)用新型成本低、功耗小。另外，本實(shí)用新型對充放電的控制均通過ー對互異的控制信號實(shí)現(xiàn)，以電路冗余的方式増加了控制的可靠性和系統(tǒng)的安全性，當(dāng)控制系統(tǒng)上電瞬間、斷電瞬間、控制器出現(xiàn)異常等情況下，首先切斷充放電回路，避免誤動(dòng)作，確保系統(tǒng)的安全。本實(shí)用新型還解決了普通三極管或MOS管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路由于無法提供與充電機(jī)負(fù)極P-相當(dāng)?shù)碾娢?，而引起的無法可靠導(dǎo)通或截止充電回路，并形成振蕩狀態(tài)的問題。

圖I是現(xiàn)有技術(shù)中NMOS管同ロ充放電的驅(qū)動(dòng)原理圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中NMOS管異ロ充放電的驅(qū)動(dòng)原理圖。圖3是本實(shí)用新型中放電控制電路的電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型中充電控制電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖3和圖4所示，ー種通用型NMOS開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，包括控制裝置，控制裝置與放電控制電路、充電控制電路相連。所述充電控制電路包括三極管Q6，三極管Q6集電極和發(fā)射極之間連有電容C2，三極管Q6的基極與電阻R8相連、集電極與電阻R7相連，三極管Q6的集電極與三極管Q7的基極相連、三極管Q6的發(fā)射極與三極管Q7的發(fā)射極相連，三極管Q7的集電極與第一穩(wěn)壓電路相連，第一穩(wěn)壓電路與NMOS管Q8的柵極相連，NMOS管Q8漏極與第二穩(wěn)壓電路相連。所述放電控制電路包括三極管Q3，三極管Q3的集電極和發(fā)射極之間連有電容Cl，三極管Q3的基極與電阻R2相連，三極管Q3的集電極與電阻Rl、三極管Q4的基極相連，三極管Q4的發(fā)射極與三極管Q3的發(fā)射極相連，三極管Q4的集電極、發(fā)射極之間連有第三穩(wěn)壓電路，第三穩(wěn)壓電路為NMOS管Q5提供柵極電壓，NMOS管Q5的漏極與第四穩(wěn)壓電路相連。本實(shí)用新型工作過程如下放電時(shí)控制器的兩個(gè)不同端ロ分別輸出放電控制信號DISCON和放電使能信號DISEN，其中DISEN輸出低電平使三極管Q3截止，同時(shí)DISCON輸出高電平使三極管Q4導(dǎo)通，三極管Q4集電極輸出低電平到NMOS管Q5的柵極，使NMOS管Q5截止，從而使得由電阻R5、電阻R6和穩(wěn)壓管ZD2構(gòu)成的第四穩(wěn)壓電路工作，為放電控制開關(guān)NMOS管Ql提供可靠的柵源驅(qū)動(dòng)電壓Uffil,形成從Dl到SI的放電通路；需要停止放電時(shí)，DISEN輸出高電平使三極管Q3導(dǎo)通，同時(shí)DISCON輸出低電平，使三極管Q4截止，從而使得由電阻R3、電阻R4和穩(wěn)壓管ZDl構(gòu)成的第三穩(wěn)壓電路工作，并為NMOS管Q5提供可靠的柵源驅(qū)動(dòng)電壓Uffi5,使其導(dǎo)通，從漏極輸出低電平至放電控制開關(guān)NMOS管Ql的柵極，使其截止，從而切斷放電通路。充電時(shí)控制器的兩個(gè)不同端ロ分別輸出充電控制信號CHGCON和充電使能信號CHGEN，其中CHGEN輸出低電平使三極管Q6截止，同時(shí)CHGCON輸出高電平使三極管Q7導(dǎo)通，并使由電阻R9、電阻RlO和穩(wěn)壓管ZD3構(gòu)成的第一穩(wěn)壓電路工作，為三極管Q8提供可靠的負(fù)的柵源驅(qū)動(dòng)電壓Ugs8,并使三極管Q8導(dǎo)通，從而使得由電阻Rl I、電阻R12和穩(wěn)壓管ZD4構(gòu)成的第四穩(wěn)壓電路工作，為充電控制開關(guān)NMOS管Q2提供可靠的柵源驅(qū)動(dòng)電壓UGS2，形成從D2到S2的充電通路；需要停止充電時(shí)，CHGEN輸出高電平使三極管Q6導(dǎo)通，同時(shí)CHGCON輸出低電平，使三極管Q7截止，穩(wěn)壓管ZD3上無壓降，即三極管Q8上沒有有效導(dǎo)通壓降而截止，從而使得由電阻R11、電阻R12和穩(wěn)壓管ZD4構(gòu)成的第二穩(wěn)壓電路不工作，并且穩(wěn)壓管ZD4上無壓降，即充電控制開關(guān)NMOS管Q2因柵極和源極間沒有導(dǎo)通壓降而截止，從而切斷充電通路。本實(shí)用新型工作時(shí)，如果需要使充電回路導(dǎo)通，必須同時(shí)滿足放電使能信號DISEN 為低電平，放電控制信號DISCON為高電平，其他情況下，充電回路均處于截止?fàn)顟B(tài)。如果需要使放電回路導(dǎo)通，必須同時(shí)滿足充電使能信號CHGEN為低電平，充電控制信號DISCON為高電平，其他情況下，放電回路均處于截止?fàn)顟B(tài)。
權(quán)利要求1.ー種通用型NMOS開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，包括控制裝置，其特征在于控制裝置與放電控制電路、充電控制電路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的通用型NMOS開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述充電控制電路包括三極管Q6，三極管Q6集電極和發(fā)射極之間連有電容C2，三極管Q6的基極與電阻R8相連、集電極與電阻R7相連，三極管Q6的集電極與三極管Q7的基極相連、三極管Q6的發(fā)射極與三極管Q7的發(fā)射極相連，三極管Q7的集電極與第一穩(wěn)壓電路相連，第一穩(wěn)壓電路與NMOS管Q8的柵極相連，NMOS管Q8漏極與第二穩(wěn)壓電路相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的通用型NMOS開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述放電控制電路包括三極管Q3，三極管Q3的集電極和發(fā)射極之間連有電容Cl，三極管Q3的基極與電阻R2相連，三極管Q3的集電極與電阻R1、三極管Q4的基極相連，三極管Q4的發(fā)射極與三極管Q3的發(fā)射極相連，三極管Q4的集電極、發(fā)射極之間連有第三穩(wěn)壓電路，第三穩(wěn)壓電路為NMOS管Q5提供柵極電壓，NMOS管Q5的漏極與第四穩(wěn)壓電路相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種通用型NMOS開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路，包括控制裝置，控制裝置與放電控制電路、充電控制電路相連。采用相對便宜的分立元件組成，與現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)電路相比，本實(shí)用新型成本低、功耗小。另外，本實(shí)用新型對充放電的控制均通過一對互異的控制信號實(shí)現(xiàn)，以電路冗余的方式增加了控制的可靠性和系統(tǒng)的安全性，當(dāng)控制系統(tǒng)上電瞬間、斷電瞬間、控制器出現(xiàn)異常等情況下，首先切斷充放電回路，避免誤動(dòng)作，確保系統(tǒng)的安全。本實(shí)用新型還解決了普通三極管或MOS管構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路由于無法提供與充電機(jī)負(fù)極P-相當(dāng)?shù)碾娢唬鸬臒o法可靠導(dǎo)通或截止充電回路，并形成振蕩狀態(tài)的問題。
文檔編號H02J7/00GK202406093SQ201120531678
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者姚雷博, 張偉民, 張波, 段曉明, 董紅政, 鄭玉麗, 郭超 申請人:洛陽理工學(xué)院