專利名稱：N型溝道m(xù)os管驅動電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車電子技術領域，特別涉及一種金屬氧化物半導體場效應管驅動電路。
背景技術：
目前在汽車電子領域，對于集成電路的應用已相當廣泛。集成電路相對于分離件 搭建的電路具有比較明顯的優(yōu)勢，比如一致性好，應用便利，降低電路設計門檻，簡化電路 結構等。但相當一部分集成電路，應用及維修成本高昂，比如，比較常用的金屬氧化物半導 體場效應管(M0S管)驅動電路，尤其是N型管的高邊驅動電路，能在汽車電子領域應用的， 大多集成度比較高，一般為多路驅動，并附帶有診斷功能。在低成本應用場合，造成功能閑 置，不利于有效控制成本。本著物盡其用的原則，在這些場合，可利用分離件搭建驅動電路， 一方面可降低設計冗余，另一方面也可相當程度地提高成本優(yōu)勢。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種低成本、結構簡單、易于調試的N型溝道 MOS管高邊驅動電路。為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供了一種N型溝道MOS管驅動電路，包括被驅 動的MOS管的漏極連接系統(tǒng)電源正端；負載跨接在被驅動MOS管的源極與電源地之間；被 驅動的MOS管的柵極連接到一個電容Cl，所述電容Cl連接到可控開關，受可控開關控制； 所述電容Cl通過電容的自舉作用構成獨立于系統(tǒng)電源的懸浮電源；當可控開關閉合后，電 容Cl通過其所連接的電阻R1、被驅動MOS管的柵源結電容，形成了一個放電回路，同時被 驅動MOS管的柵源結電容被充電，形成開啟被驅動MOS管所需的電壓偏置；當可控開關開路 時，電源通過二極管D1、電容Cl以及電阻R4與負載的并聯(lián)體，形成充電回路，給電容Cl補 充電荷。本發(fā)明的有益效果在于無其他附加功能前提下可實現(xiàn)N型溝道MOS管的高邊驅 動，可替代昂貴的專用驅動芯片，成本低廉、結構簡單、可靠，所用器件通用、易于采購。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明實施例所述可控開關驅動MOS管的示意圖；圖2是本發(fā)明實施例所述給電容Cl充電的示意圖；圖3是本發(fā)明實施例所述加速關閉電路的示意圖；圖4是本發(fā)明實施例所述可控開關的示意圖；圖5是本發(fā)明實施例所述可控開關中加速電容的示意圖；圖6是本發(fā)明實施例所述被驅動MOS管的示意圖；圖7是本發(fā)明實施例所述N型溝道MOS管高邊驅動電路的示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種低成本、結構簡單、易于調試的N型溝道MOS管高邊驅動電路。由N型MOS管的驅動原理可知，驅動其開啟的必要條件是柵源之間保持一定的電 壓。由于N型溝道的MOS管處于高邊，其源極與負載連接，是整個電路的輸出端，其電位不 固定，因此為滿足驅動要求，柵極電位必須跟隨源極電位，使得柵源電壓保持所要求的值。如圖7所示，本發(fā)明提供了一種N型溝道MOS管的高邊驅動電路，即電源正接入 MOS管漏極，負載位于MOS管的源極與電源地之間，其中包括控制端、輸出端、MOS管開啟電 路、MOS管關閉電路?？刂贫送ㄟ^電阻R6連接三極管Q3的基極；三極管Q3的發(fā)射極連接 電阻R7與電容C2 ；電阻R7與電容C2的另一端連接至電源地端；三極管Q3的集電極連接 電阻R5 ；電阻R5的另一端連接三極管Ql的基極；三極管Ql的發(fā)射極與基極之間跨接電阻 R2 ；三極管Ql的集電極連接電阻Rl ；電阻Rl的另一端連接二極管D2的正端；二極管D2的 負端連接被驅動MOS管的柵極；被驅動MOS管的漏極連接電源正端；被驅動MOS管的柵極連 接三極管Q2的發(fā)射極；三極管Q2的集電極連接被驅動MOS管的源極；三極管Q2的基極連 接二極管D2的正端；電阻R3跨接在三極管Q2的基極與集電極之間；電容Cl跨接在被驅動 MOS管的源極與三極管Ql的發(fā)射極之間；電阻R4跨接在被驅動MOS管的源極與電源地之 間；二極管Dl正端連接被驅動MOS管的漏極；二極管Dl負端連接三極管Ql的發(fā)射極。負 載連接在被驅動MOS管的源極。控制端通過高低電平控制三極管Q3的狀態(tài)及三極管Ql的 導通或截止，近而打開或關閉MOS管。本發(fā)明的N型溝道MOS管高邊驅動電路，利用電荷泵原理進行設計。如圖1所示， 當可控開關開啟后，由于電容Cl有儲能，可通過電容Cl放電維持柵源電壓。此時電容Cl放 電回路獨立于電源，自成一體，形成一個懸浮電源。當可控開關開路后，電容Cl可從電源處 獲得能量，為下一次開啟作準備。與此同時，MOS管在加速關閉電路的作用下截止，如圖2、 3。如此，周爾復始地使MOS管交替導通截止。由此也可得出，可控開關不能長時間閉合，因 為此時電容Cl獨立于電源，無法獲得能量補充，其儲能遲早會干涸，因此必須在電容Cl的 電壓下降至臨界點時關閉可控開關，使其補充能量。亦即必須以脈沖激勵。本發(fā)明在無其他附加功能前提下可實現(xiàn)N型溝道MOS管的高邊驅動，可替代昂貴 的專用驅動芯片，成本低廉、結構簡單、可靠，所用器件通用、易于采購。設應用系統(tǒng)為+12V;設被驅動MOS管為Ml ；如圖6所示，柵源結電容為Ciss ；其電 壓為Uci ；柵漏結電容為Crss ；其電壓為Ucr ；Coss為源漏寄生電容；初始狀態(tài)激勵信號為 低，即Ml截止，可得此時Uci = 0 ；Ucr = -12V。如圖4 所示，當激勵信號為高時，13 = (uin-Au3)/R7 ;I1 = Aul/R2 ；12 = β 1* (13-11)；與此同時，Ml結電容獲得充電，當其結電壓達到開啟閾值時Ml開啟，獲得的 電荷總量為uGS*(Ciss+2*Crss)。其中
11為流經電阻R2的電流；12為三極管Q3發(fā)射極電流；13為三極管Ql集電極電流；Δ ul為三極管Ql發(fā)射極基極結壓；Δ u3為三極管Ql基極發(fā)射極結壓；
Uin為控制端輸入電壓；β 1為三極管Ql放大倍數(shù)；uGS為被驅動MOS管柵源結壓；當激勵信號為低時，三極管Q1、Q3均關閉，三極管Q2獲得正向偏置而開啟，如圖3 所示。14= (i3 2+l)*(Uci/R3)；當Uci達到關閉閾值時，Ml關閉。其中14為三極管Q2發(fā) 射極電流；β 2為三極管Q2的放大倍數(shù)。本發(fā)明并不限于上文討論的實施方式。以上對具體實施方式
的描述旨在于為了描 述和說明本發(fā)明涉及的技術方案。基于本發(fā)明啟示的顯而易見的變換或替代也應當被認為 落入本發(fā)明的保護范圍。以上的具體實施方式
用來揭示本發(fā)明的最佳實施方法，以使得本 領域的普通技術人員能夠應用本發(fā)明的多種實施方式以及多種替代方式來達到本發(fā)明的 目的。
權利要求
1.一種N型溝道MOS管驅動電路，其特征在于，包括被驅動的MOS管的漏極連接系統(tǒng)電源正端；負載跨接在被驅動MOS管的源極與電源地 之間；被驅動的MOS管的柵極連接到一個電容Cl，所述電容Cl連接到可控開關，受可控開關 控制；所述電容Cl通過電容的自舉作用構成獨立于系統(tǒng)電源的懸浮電源； 當可控開關閉合后，電容Cl通過其所連接的電阻R1、被驅動MOS管的柵源結電容，形成 了一個放電回路，同時被驅動MOS管的柵源結電容被充電，形成開啟被驅動MOS管所需的電壓偏置；當可控開關開路時，電源通過二極管D1、電容Cl以及電阻R4與負載的并聯(lián)體，形成充 電回路，給電容Cl補充電荷。
2.如權利要求1所述的N型溝道MOS管驅動電路，其特征在于，還包括MOS管加速關閉 電路，其包括二極管D2的負端連接被驅動MOS管的柵極；被驅動MOS管的漏極連接電源正端； 被驅動MOS管的柵極連接三極管Q2的發(fā)射極；三極管Q2的集電極連接被驅動MOS管 的源極；三極管Q2的基極連接二極管D2的正端； 電阻R3跨接在三極管Q2的基極與集電極之間；與當可控開關開路時，二極管D2失去了對三極管Q2的鉗制作用，被驅動MOS管的柵源 結可通過三極管Q2、電阻R3形成低阻抗放電回路，加速截止。
3.如權利要求1所述的N型溝道MOS管驅動電路，其特征在于，所述可控開關，包括 控制端，控制端通過電阻R6連接三極管Q3的基極，所述控制端的輸入為給定電流； 三極管Q3的發(fā)射極連接電阻R7 ；電阻R7的另一端連接至電源地端； 三極管Q3的集電極連接電阻R5 ； 電阻R5的另一端連接三極管Ql的基極。
4.如權利要求3所述的N型溝道MOS管驅動電路，其特征在于，所述可控開關的控制端 輸入一定頻率的方波信號。
5.如權利要求4所述的N型溝道MOS管驅動電路，其特征在于，在電阻R7兩端并聯(lián)一 電容C2以提高電路的響應速度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種N型溝道MOS管驅動電路，包括被驅動的MOS管的漏極連接系統(tǒng)電源正端；負載跨接在被驅動MOS管的源極與電源地之間；被驅動的MOS管的柵極連接到一個電容C1，所述電容C1連接到可控開關，受可控開關控制；所述電容C1通過電容的自舉作用構成獨立于系統(tǒng)電源的懸浮電源；當可控開關閉合后，電容C1通過其所連接的電阻R1、被驅動MOS管的柵源結電容，形成了一個放電回路，同時被驅動MOS管的柵源結電容被充電，形成開啟被驅動MOS管所需的電壓偏置；當可控開關開路時，電源通過二極管D1、電容C1以及電阻R4與負載的并聯(lián)體，形成充電回路，給電容C1補充電荷。本發(fā)明結構簡單、可靠。
文檔編號H03K17/687GK102055452SQ20091020176
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權日2009年11月5日
發(fā)明者張毅, 羅來軍, 黃東亞 申請人:聯(lián)創(chuàng)汽車電子有限公司