CN101777830B - 开关管的控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开关管的控制电路，其包括：波形发生电路、隔直流电压电容、开关管，其中，隔直流电压电容的第一端连接至波形发生电路，隔直流电压电容的第二端连接至开关管的栅极，开关管的源极连接至电源电压，开关管的漏极为输出端，此外，该开关管的控制电路还包括：第一稳压部件和第二稳压部件，其中，第一稳压部件的第一端连接至隔直流电压电容的第二端和开关管的栅极，第一稳压部件的第二端连接至第二稳压部件的第一端，第二稳压部件的第二端连接至开关管的源极。根据本发明，达到了使得电压开关电路具有很强的抗干扰能力效果。

Description

开关管的控制电路

技术领域

本发明涉及一种开关管的控制电路。

背景技术

在PDP(Plasma Display Panel，等离子显示面板)的工作过程中，考虑到能量的循环使用，地址电极的供电需要与能量回复电路进行配合工作，其中，通过开关的形式来提供电压给地址电极。通常的做法是，通过在电路中使用功率开关管，以实现电压的接通与断开。

图1是根据相关技术的电压开关电路的示意图。如图1所示，波形发生电路与开关管Q1连接，用于输出波形信号给Q1，以便实现开关控制。此外，电源电压VPP是TCP(Tape Carrier Package，封装芯片的软接线)上芯片所需要的地址电极的电源，通过开关管Q1实现VPP与TCP上芯片之间的接通与断开。在正常工作时，Q1的导通与关断配合地址电极的加电时序，实现TCP主电源的接入控制。

在图1所示的电路中，开关管Q1采用的是P型MOS管，其需要栅极G端电压低于源极S端电压，功率管才能导通。当G端电压高于一定数值时，MOS管关断，这里，电压开关电路在控制开关管Q1开关的过程中需要进行相应的隔离或者匹配。为了解决上述问题，最简单的方式就是采用电容来隔离直流电压，例如，如图2所示，在开关控制电路和Q1功率管之间串联隔直电容。

图2是根据相关技术的采用电容进行直流隔离的电压开关电路的示意图。如图2所示，隔直流电压电容C1设置于波形发生电路和功率管之间，实现直流电压的隔离。波形发生电路产生0-15V的波形的基准电压为接地电平，这样经过电容的隔离作用后，在Vgs端会产生一个0-15V的波形，使得开关管Q1的正向导通电压为7.5V，反向阻断电压为7.5V。

但是在这种情况下，Q1不能完全开通，这是因为，开关管Q1的完全开通所需的电压在10V电压以上，当Vgs的电压比较低的时候，在开关管Q1的D端和S端之间会产生一定的压差，从而使得功率管D端的电位不能够完全的传递到S端，不能完全实现开关的连通作用。此外，在Vgs电压比较低的情况下，也会使得开关管开通的速度比较缓慢，从而增大了器件在开通过程中的损耗。

由上可知，波形发生电路产生的波形经过隔直流电压处理后就直接传输给开关管，而没有对隔直流电压之后的波形进行控制处理，使得开关管的开通速度比较慢，而且开关管不能完全开通，从而造成电压开关电路的抗干扰性较差。

发明内容

本发明旨在提供一种开关管的控制电路，能够解决相关技术中开关管的开通速度比较慢，而且开关管不能完全开通等问题。

为了实现上述目的，提供了一种开关管的控制电路，其包括：波形发生电路、隔直流电压电容、开关管，其中，隔直流电压电容的第一端连接至波形发生电路，隔直流电压电容的第二端连接至开关管的栅极，用于隔离由波形发生电路产生的波形信号中的直流电压信号，开关管的源极连接至电源电压，开关管的漏极为输出端，此外，该开关管的控制电路还包括：第一稳压部件和第二稳压部件，其中，第一稳压部件的第一端连接至隔直流电压电容的第二端和开关管的栅极，第一稳压部件的第二端连接至第二稳压部件的第一端，用于在第一稳压部件的第二端和第一端之间提供值为第一稳定电压值的压降；第二稳压部件的第二端连接至开关管的源极，用于在第二稳压部件的第一端和第二端之间提供值为第二稳定电压值的压降。

优选的，第一稳压部件包括：第一稳压管，与电阻并联，第一稳压管的正极为第一稳压部件的第一端，第一稳压管的负极为第一稳压部件的第二端。

优选的，第二稳压部件包括：第二稳压管，第二稳压管的正极为第二稳压部件的第二端，第二稳压管的负极为第二稳压部件的第一端。

优选的，该开关管的控制电路还包括：限流电阻，连接在隔直流电压电容的第二端与第一稳压部件的第一端之间。

优选的，限流电阻包括：并联的多个电阻。

优选的，第一稳定电压值为15V。

优选的，第二稳定电压值为5V。

因为采用了由稳压管构成的开关管的控制电路，提高了开关管的正向导通电压，并相应的保证了反向阻断电压，所以克服了相关技术中没有对隔直流电压之后的波形进行控制处理，并造成电压开关电路的抗干扰性较差等问题，进而达到了使得电压开关电路具有很强的抗干扰能力效果。此外，由于本发明中的开关管的控制电路具有简单的结构，使得可以方便地实现本发明。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的电压开关电路的示意图；

图2是根据相关技术的采用电容进行直流隔离的电压开关电路的示意图；

图3是根据本发明实施例的开关管的控制电路的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图3是根据本发明实施例的开关管的控制电路的示意图。如图3所示，该开关管的控制电路包括：波形发生电路、隔直流电压电容C1、限流电阻R6～R9、作为第一稳压部件的稳压管ZD1和电阻R10、作为第二稳压部件的稳压管ZD2、以及开关管Q3。

在上述开关管的控制电路中，波形发生电路包括：由电平转换芯片IC1及其外围电路构成的电平转换电路，用于将输入的低压波形信号转成15V的电平波形输出；以及，由三极管Q1、Q2构成的推挽电路，用于产生预定的波形，以便对开关管Q3进行开关控制。电平转换芯片IC1芯片使用的15V电平波形经过R3与C2的滤波电路提供给推挽电路。

具体的，在VPP_CTRL2端输入低压波形信号，在Q1与Q2推挽电路的输出端产生0到15V的电压波形，此电压波形以地电位为基准。图3中的C1为隔离直流电压电容，其与稳压管ZD1、ZD2及R10配合，将由波形发生电路产生的控制波形转换成适合功率开关管Q3的控制波形。

如图3所示，电阻R6、R7、R8、R9是4个5.6欧姆的电阻，它们并联在一起阻值很小，在电路中的影响基本可以忽略，ZD1是15V的稳压管，ZD2是5V的稳压管，R10是39K的电阻。

稳压管ZD1和电阻R10并联构成第一稳压部件，其中，第一稳压部件的第一端连接至所述隔直流电压电容C1的第二端和所述开关管Q3的栅极G。稳压管ZD1的正极与电阻R6～R9连接，稳压管ZD1的负极与稳压管ZD2的负极，这样，在稳压管ZD1的负极和正极之间产生了一定的第一压降，在本实施例中，第一压降为15V。

稳压管ZD2构成第二稳压部件，稳压管ZD2的正极与VPP和开关管Q3的源级，这样，在稳压管ZD2的负极和正极之间产生了一定的第二压降，在本实施例中，第二压降为5V。这里，稳压管ZD2的正极为第二稳压部件的第二端，稳压管ZD2的负极为所述第二稳压部件的第一端。

下面将详细分析图3所示的开关管的控制电路的工作原理。

假设VPP为60V，当推挽电路输出15V的高电平时，电容C1就会通过ZD1和ZD2进行放电，这时ZD1正向相当于二极管，ZD2是5V的稳压管，产生5V的电压降，这样稳态情况下电容C1两端的直流电压是50V。当推挽电路输出0V的时候，VPP会通过ZD2、R10向C1充电，此时ZD2相当于二极管正向导通，但由于R10的电阻比较大，所以这个过程不会使C1增加多少电压，所以可以认为C1的直流电压基本在50V左右。

具体的，隔直流电压电容C1的充电和放电过程如下：

当推挽电路输出的电平为0的时候，VPP通过稳压管ZD2、ZD1与R10的并联电路、R6到R9的并联电路向电容C1充电，在稳态的情况下电容C1的电压会充的比较高。当推挽电路输出电平转为15V的时候，由于电容C1上电压不能突变，所以C1的右端(与电阻R6～R9相连的那一端)会瞬间抬升15V的电压，这个点的电位就会超出VPP一定的电压值，电容C1就会通过上述线路向VPP放电，但是由于线路中5V稳压管ZD2的作用，使得在推挽电路输出15V保持的情况下C1的右端的电位最高只能达到VPP+5V。由此计算得到，当VPP取60V的时候，ZD2的稳压端为65V，推挽的输出为15V，那么电容C1两端的电压就是65V减去15V，即，电容C1两端的电压为50V。

当推挽电路输出的电位再次转换为0的时候，由于C1与推挽线路直接连接，电容电压不能突变、且C1两端的电压为50V，所以这时C1的右端电位为0加50V，即为50V。这样，使得Vgs的电压就是VPP减去50V，即为10V，从而可以使得功率管完全开通。此时，由于并联在ZD1上的R10电阻比较大，当推挽电路输出保持0状态的时间内不能给C1充太多的能量，所以在开关管Q3开通的时间内，电容C1两端电位基本不变，所以开通时的Vgs压降基本在10V左右，而关断的Vgs电压为-5V左右。

可见，开关管Q3的栅极端G的最低电压是50V，最高电压是65V。由于VPP为60V，则在开通时，开关管Q3的开通电压能达到10V左右，关断电压则为反向5V左右，这样开通电压和关断电压基本适用于开关管Q3的开通和关断，使得开关管Q3在开通和关断时都有很强的抗干扰性能，并具有优良的开关性能。

实际在电路中无论VPP电压变化与否，只要在控制端供给15V的PWM波形，在MOS管G端都会产生开通10V电压关断反向5V电压，电路无需调整，这部分电路只使用简单的3个元件就实现了控制的简单化，并具有很强的抗干扰能力。

在上述实施例中，由稳压管ZD1和电阻R10并联构成第一稳压部件，由稳压管ZD2构成第二稳压部件，以便在所述第一稳压部件的第二端和第一端之间提供值为第一稳定电压值(例如，15V)的压降，在所述第二稳压部件的第一端和第二端之间提供值为第二稳定电压值(例如，5V)的压降，这只是本实施例的一种示例，本发明不仅限于此，例如，本发明还可以采用其他元件或电路，只要它们能起到将波形发生电路产生的控制波形调整为合适的开关管正向和反向导通电压。

在上述实施例中，在电容C1与第一稳压部件之间插入起到限流作用的电阻R6～R9，这只是一种示例。在一定的条件下，本发明还可以省略该限流作用的电阻，或者，使用其他能够起限流作用的元件或电路来替换上述的电阻R6～R9。

因为采用了由稳压管构成的开关管的控制电路，提高了开关管的正向导通电压，并相应的保证了反向阻断电压，所以克服了相关技术中没有对隔直流电压之后的波形进行控制处理，并造成电压开关电路的抗干扰性较差等问题，进而达到了使得电压开关电路具有很强的抗干扰能力效果。此外，由于本发明中的开关管的控制电路具有简单的结构，使得可以方便的实现本发明。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种开关管的控制电路，包括：波形发生电路、隔直流电压电容、开关管，其中，所述隔直流电压电容的第一端连接至所述波形发生电路，所述隔直流电压电容的第二端连接至所述开关管的栅极，用于隔离由所述波形发生电路产生的波形信号中的直流电压信号，所述开关管的源极连接至电源电压，所述开关管的漏极为输出端，其特征在于，还包括：第一稳压部件和第二稳压部件，其中，

所述第一稳压部件的第一端连接至所述隔直流电压电容的第二端和所述开关管的栅极，所述第一稳压部件的第二端连接至所述第二稳压部件的第一端，用于在所述第一稳压部件的第二端和第一端之间提供值为第一稳定电压值的压降；

所述第二稳压部件的第二端连接至所述开关管的源极，用于在所述第二稳压部件的第一端和第二端之间提供值为第二稳定电压值的压降，

其中，所述开关管为P型开关管。

2.根据权利要求1所述的开关管的控制电路，其特征在于，所述第一稳压部件包括：

第一稳压管，与电阻并联，所述第一稳压管的正极为所述第一稳压部件的第一端，所述第一稳压管的负极为所述第一稳压部件的第二端。

3.根据权利要求1所述的开关管的控制电路，其特征在于，所述第二稳压部件包括：

第二稳压管，所述第二稳压管的正极为所述第二稳压部件的第二端，所述第二稳压管的负极为所述第二稳压部件的第一端。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的开关管的控制电路，其特征在于，还包括：

限流电阻，连接在所述隔直流电压电容的第二端与所述第一稳压部件的第一端之间。

5.根据权利要求4所述的开关管的控制电路，其特征在于，所述限流电阻包括：并联的多个电阻。

6.根据权利要求1所述的开关管的控制电路，其特征在于，所述第一稳定电压值为15V。

7.根据权利要求1所述的开关管的控制电路，其特征在于，所述第二稳定电压值为5V。

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