CN102324834A

CN102324834A - 应用于电子保险装置中的功率开关管驱动电路

Info

Publication number: CN102324834A
Application number: CN201110290101A
Authority: CN
Inventors: 刘兴元; 陈忠民; 董建涛; 顾秀成
Original assignee: Weidmueller Interface Shanghai Co Ltd
Current assignee: Weidmueller Interface Shanghai Co Ltd
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明公开了一种应用于电子保险装置中的功率开关管驱动电路，其包括电源输入端、电源输出端、漏极与电源输入端的正极相连且的第一功率开关管、漏极与第一功率开关管的栅极相连的第二功率开关管、通过第一接入电阻连接到第一功率开关管的栅极的辅助电源、以及通过第二接入电阻与第二功率开关管的栅极相连的保护信号。本发明电路结构简单、性能可靠、方便设计、便于控制，同时为选择面更广的N沟道功率开关管，也是进行高端驱动的理想电路。

Description

应用于电子保险装置中的功率开关管驱动电路

技术领域

本发明属于电子技术领域，尤其是应用于电子保险装置中的功率开关管驱动电路。

背景技术

在工业控制系统中，对保护电路的要求越来越高，特别是保险丝的要求也越来越高。在工业控制领域中，保险丝可分为保护后可恢复，以及保护后不可恢复两种。保护后可恢复的保险丝由于节约成本，性能可靠，后期维护方便，目前得到了非常广泛的应用。

随着科学技术的日新月异，工业控制领域需求保护后可恢复保险丝，具有连续分断并可恢复、分断时间可控、多路不同电流等级分断、可通讯、过载电流可灵活选择等特点。针对这些更高的要求，普通的保险丝和保护后可恢复保险丝已经无法满足这些要求，于是电子保险装置也就应运而生了，而作为电子保险装置中最重要的电路部分功率开关管开关控制电路的设计，尤为关键和重要。

通常情况下，功率开关管的驱动电路，在低端(对输入或输出回路来说，低端为电压的接地处，即通常所说的负极，高端相对接地处来说的另一端，即通常所说的正极。)是比较容易控制的，也就是功率开关管的漏极，源极串联在负端电路中，如果选择N沟道功率开关管的话，这样栅极的控制电位容易选择，电路也比较容易设计和实现。但是在电子保险装置中有多路输出，多数情况下是共用一条公共地的，所以不可能在接地端放置开关电路，而只能是把开关电路放在高端，也就是功率开关管的漏极，源极串联在电路的正极输出上。若此时选用P沟道功率开关管是一个合理的选择，但是P沟道功率开关管往往成本较高，大电流的功率开关管又很少，对设计及生产极为不利，而选择N沟道功率开关管的问题是一旦放在高端进行驱动，那么在栅极，源极两极之间势必要有大于输入电压的驱动电压(都以公共地为参照)才能变得可靠，而且驱动电路的设计也复杂。

发明内容

本发明目的是：提供一种应用于电子保险装置中的功率开关管驱动电路。

本发明的技术方案是：一种应用于电子保险装置中的功率开关管驱动电路，其包括电源输入端、电源输出端、漏极与电源输入端的正极相连且的第一功率开关管、漏极与第一功率开关管的栅极相连的第二功率开关管、通过第一接入电阻连接到第一功率开关管的栅极的辅助电源、以及通过第二接入电阻与第二功率开关管的栅极相连的保护信号。

在上述技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案：

所述第一功率开关管的栅极同时接第一稳压管的正端和第一分压电阻的一端，第一稳压管的负端接第二稳压管的负端，第二稳压管的正端接电源输出端的正极。

所述第一功率开关管的源极通过第二分压电阻接地。

所述第二功率开关管的栅极通过接地电阻与地相连，而源极则直接与地相连，其中电源输入端、电源输出端、辅助电源的负极均与地相连。

本发明优点是：

本发明电路结构简单、性能可靠、方便设计、便于控制，同时为选择面更广的N沟道功率开关管，也是进行高端驱动的理想电路。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

实施例：如图1所示，本发明提供了一种应用于电子保险装置中的功率开关管驱动电路的具体实施例。其包括电源输入端(INPUT)、电源输出端(OUTPUT)、漏极与电源输入端的正极相连且的第一功率开关管Q1、漏极与第一功率开关管Q1的栅极相连的第二功率开关管Q2、通过第一接入电阻R1连接到第一功率开关管Q1的栅极的辅助电源、以及通过第二接入电阻R3与第二功率开关管Q2的栅极相连的保护信号(CONTROL)，其中第一功率开关管Q1的栅极同时接第一稳压管D1的正端和第一分压电阻R2的一端，第一稳压管D1的负端接第二稳压管D2的负端，第二稳压管D2的正端接电源输出端的正极，由此通过第一、第二稳压管D1、D2的串联相连来保护第一功率开关管Q1的栅极安全。第一功率开关管Q1的源极通过第二分压电阻R4接地，由此第一分压电阻R2和第二分压电阻R4防止开始的瞬间第一功率开关管Q1的栅极电压悬空，同时通过两个电阻的分压，实现第一功率开关管Q1的导通和截至。第二功率开关管Q2的栅极通过接地电阻R5与地相连，而源极则直接与地相连。电源输入端、电源输出端、辅助电源的负极均与地相连。第一功率开关管Q1用于控制电源输出端的电压，辅助电源为36V直流电压，而电源输入端的直流电压范围为18-30V，由此保证第一功率开关管Q1的栅极与源极间的电压差大于第一功率开关管的门槛电压，可使第一功率开关管Q1可靠的导通和截止。第一功率开关管Q1导通时，电源输出端的电压约等于电源输入端的电压。保护信号与芯片的控制端口相连并用于控制第二功率开关管Q2，而第二功率开关管Q2则控制第一功率开关管Q1，由此实现自动切换控制。

当保护信号变为高电平时，引起第二功率开关管Q2的栅极与源极之间的电压差大于第二功率开关管Q2的门槛电压，第二功率开关管Q2导通后，第一功率开关管Q1的栅极为低电位，第一功率开关管Q1的栅极与源极的电压差小于第一功率开关管Q1的门槛电压，第一功率开关管Q1由导通状态变为截止，电源输出端的电源关断。

当保护信号变为低电平时，引起第二功率开关管Q2的栅极与源极之间的电压差小于第二功率开关管Q2的门槛电压，第二功率开关管Q2截至后，第一功率开关管Q1的栅极为高电位，第一功率开关管Q1的栅极与源极的电压差大于第一功率开关管Q1的门槛电压，功率开关管Q1由截止状态变为导通，由此电源输出端的电源输出。

综上所述，通过芯片来控制保护信号高低电平的转换，可控制第一功率开关管Q1的导通和截至，来同时控制电源输出端的输出，实现了N沟道功率开关管的高端控制。同时解决了功率开关管应用在电路高端驱动中，可以不采用P沟道功率开关管，而采用N沟道功率开关管的设计，并在24V额定电压输入下，在18-30V的电压变化范围内仍然能够可靠驱动。

当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种应用于电子保险装置中的功率开关管驱动电路，其特征在于：其包括电源输入端、电源输出端、漏极与电源输入端的正极相连且的第一功率开关管、漏极与第一功率开关管的栅极相连的第二功率开关管、通过第一接入电阻连接到第一功率开关管的栅极的辅助电源、以及通过第二接入电阻与第二功率开关管的栅极相连的保护信号。

2.根据权利要求1所述的功率开关管驱动电路，其特征在于：所述第一功率开关管的栅极同时接第一稳压管的距端和第一分压电阻的一端，第一稳压管的负端接第二稳压管的负端，第二稳压管的正端接电源输出端的正极。

3.根据权利要求2所述的功率开关管驱动电路，其特征在于：所述第一功率开关管的源极通过第二分压电阻接地。

4.根据权利要求1或2或3所述的功率开关管驱动电路，其特征在于：所述第二功率开关管的栅极通过接地电阻与地相连，而源极则直接与地相连，其中电源输入端、电源输出端、辅助电源的负极均与地相连。