CN105704874B - 一种基于pwm调光的pba驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于PWM调光的PBA驱动电路，包括PBA调光电源电路和PBA开关电路，其特征在于所述PBA调光电源电路接PWM信号输入端，根据PWM信号输出调光电源；所述PBA开关电路包括第一场效应管，所述第一场效应管的输入端接开关信号输入端，所述第一场效应管的源极接地，所述场效应管的漏极接PBA的负极，PBA的正极接所述PBA调光电源电路的输出端。本发明解决了PBA受调光信号和开关信号共同驱动的问题，调光方法通过调节PWM的占空比实现，PBA的开启与关闭通过控制MOS管的导通与否来实现，解决了PBA内部LED在关闭时微亮的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种PBA驱动电路设计，特别是针对机载设备中基于PWM调光的PBA驱动电路。
背景技术
带灯按压开关PBA（Illuminated Push Button Switches andAnnunciators）是机载设备中不可缺少的一种电器元件，主要用于信息指示和控制输入等，由于机载设备对信号延迟和工作环境温度范围以及可靠性方面都有较高的要求，而且在电路设计方面还会受到成本等因素的约束，所以同时满足上述条件还是会有一定的难度，如果PBA可以使用晶体管或者场效应管进行驱动，场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源获取较小电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源获取较大电流的条件下，应选用晶体管。
场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点，电子产品中使用场效应管可以获得一般晶体管很难达到的性能，比如大电流小封装，低功耗低散热等。但是场效应管各极之间存在着寄生电容，在电路设计时应当注意。
现代飞机对环境适应性尤其是可靠性安全性提出了越来越高的要求，所以在设计PBA驱动时需要考虑到余量设计和可靠性设计，这对保障飞行安全方面有着至关重要的意义。
由于场效应管各极之间存在着寄生电容，在开通和关断过程中，特别是在高频率应用中，驱动电路必须能够对其寄生电容进行快速充/放电。因此驱动脉冲应具有足够陡的上升和下降速度且延迟要小。开通时能提供足够大的瞬时峰值电流，使得开通延迟和密勒平台时间足够短，在要求的时间内完成对功率管输入电容Ciss的充放电；关断时能为栅极电荷提供低阻放电回路，提高关断速度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于PWM调光的PBA驱动电路，为PBA调光和开关提供解决方案。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于PWM调光的PBA驱动电路，包括PBA调光电源电路和PBA开关电路，其特征在于所述PBA调光电源电路接PWM信号输入端，根据PWM信号输出调光电源；所述PBA开关电路包括第一场效应管，所述第一场效应管的输入端接开关信号输入端，所述第一场效应管的源极接地，所述场效应管的漏极接PBA的负极，PBA的正极接所述PBA调光电源电路的输出端。所述PBA还与一防微亮电阻并联。在所述PBA调光电源电路的输出端还与二极管的负极连接，二极管的正极接地，所述二极管还与一电阻并联。PBA调光电源电路包括三极管，三极管的基极接PWM信号输入端，三极管的集电极通过串联的第五电阻和第六电阻接电源端，三极管的发射极接地，第五电阻和第六电阻的连接点与第二场效应管的栅极连接，第二场效应管的源极接电源端，第二场效应管的漏极为所述PBA调光电源电路的输出端。
其中第一场效应管采用N沟道MOS管，第二场效应管采用P沟道MOS管，输入电压15VDC，PWM（脉冲宽度调制）高电平电压5V，ON/OFF Signal信号电压5VDC，如图所示第二场效应管Q2的驱动电路为PBA的调光电源电路，第一场效应管Q1的驱动电路为PBA开关电路。
本发明解决了PBA受调光信号和开关信号共同驱动的问题，通过调节PWM的占空比产生调光光源，PBA的开启与关闭通过控制场效应管的导通与否来实现，解决了PBA内部LED在关闭时微亮的问题，并解决了PBA关闭时调光电源低电平不为0和负值的问题。
附图说明
图1为本发明的电气原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
如附图1所示，一种基于PWM调光的PBA驱动电路由三部分电路组成，分别为：PWM调光电源电路、PBA开关电路、波形调整及PBA防微亮电路。
PWM调光电源电路，PWM信号通过第三电阻R3和第四电阻R4分压后，高电平电压被钳位到0.7V（三极管的导通压降），从而使三极管Q3处于开关状态，当三极管Q3导通时C点电压7.5V（忽略Q3 ce的导通压降），从而使第二场效应管（P沟道MOS管）Q2导通，开始导通的一瞬间栅极和漏极间的寄生电容Cgd通过第六电阻R6和三极管Q3对地放电，当C点电压稳定在7.5V时停止放电，放电时间可以根据栅极和漏极间的寄生电容Cgd和第六电阻R6的参数算出，放电时间的长短决定A点从0V到15V的上升沿时间；当三极管Q3从导通到关断的瞬间，15V电源通过第五电阻R5对栅极和漏极间的寄生电容Cgd进行充电，充电时间可以根据栅极和漏极间的寄生电容Cgd和第五电阻R5的参数算出，充电时间的长短决定A点从15V到0V的下降沿时间；如果对上升沿和下降沿时间有特殊的要求可以更改第五电阻R5和第六电阻R6的参数。
PBA 开关电路，PBA开关电路主要通过第一场效应管（N沟道MOS管）Q1来实现，栅极和源极之间的开启电压VGS(th)为2V，5V的开关信号ON/OFF Signal完全可以驱动，第一电阻R1起到限流作用，用于限制驱动信号对寄生电容充电的电流，用以消除信号振铃现象，但第一电阻R1阻值大小会影响PBA开启和关断的时间，第一电阻R1越小PBA开启时间越短，反之越长，由于MOS管为高输入阻抗的电子元件，极易受到静电损坏，第二电阻R2起到对栅极的保护作用。
考虑到MOS管的漏电流以及PBA在小电流时就会发光，采用一个防微亮电阻R7和PBA并联，以减小通过PBA的漏电流，第八电阻R8在PBA关闭的情况下能拉低A点电压时A点波形在低电平时接近0V，考虑到负载的电感特性在负载PBA和地之间并联反向二极管D1，以便于A点电压低于0V时的泄放。
Claims (1)
1.一种基于PWM调光的PBA驱动电路，包括PBA调光电源电路和PBA开关电路，其特征在于所述PBA调光电源电路接PWM信号输入端，根据PWM信号输出调光电源；所述PBA开关电路包括第一场效应管，所述第一场效应管的输入端接开关信号输入端，所述第一场效应管的源极接地，所述场效应管的漏极接PBA的负极，PBA的正极接所述PBA调光电源电路的输出端，PBA调光电源电路包括三极管，三极管的基极接PWM信号输入端，三极管的集电极通过串联的第五电阻和第六电阻接电源端，三极管的发射极接地，第五电阻和第六电阻的连接点与第二场效应管的栅极连接，第二场效应管的源极接电源端，第二场效应管的漏极为所述PBA调光电源电路的输出端，第一场效应管采用N沟道MOS管，第二场效应管采用P沟道MOS管，所述PBA还与一防微亮电阻并联，在所述PBA调光电源电路的输出端和地之间连接有一电阻，在所述PBA调光电源电路的输出端还与二极管的负极连接，二极管的正极接地。
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