CN107276564A - 一种驱动电路及汽车 - Google Patents

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阎交生
肖胜然
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Abstract

本发明提供了一种驱动电路及汽车，该驱动电路包括：驱动信号源；第一金属‑氧化物半导体场效应晶体管，所述驱动信号源与所述第一金属‑氧化物半导体场效应晶体管的源极和栅极连接形成一闭合回路，其中所述第一金属‑氧化物半导体场效应晶体管的漏级与一预设电压端连接；串联于所述闭合回路中的稳压电路；其中，在所述第一金属‑氧化物半导体场效应晶体管处于断开状态时，所述稳压电路使所述第一金属‑氧化物半导体场效应晶体管的源极和栅极之间的电压小于预设值。本发明实施例，通过稳压电路使在有干扰情况下金属‑氧化物半导体场效应晶体管的电压也不会达到导通门限。

Description

一种驱动电路及汽车
技术领域
本发明涉及电路设计技术领域，特别涉及一种驱动电路及汽车。
背景技术
在驱动电路中，采用脉冲宽度调制(PWM，Pulse Width Modulation)驱动方式时，往往为低电平0V关断，高电平+18V开通。但是，当驱动电路中金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET，Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)关断时，驱动电平(0V)容易受到对管开关的干扰，引起2～3V电压尖峰，如果达到金属-氧化物半导体场效应晶体管导通门限Vth电压，则会导致本应该处于关断状态的金属-氧化物半导体场效应晶体管误开通，引起上下桥臂直通短路，有可能导致充电机工作异常或金属-氧化物半导体场效应晶体管炸裂。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供一种驱动电路及汽车，用以实现通过稳压电路使在有干扰情况下金属-氧化物半导体场效应晶体管的电压也不会达到导通门限。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种驱动电路，包括：
驱动信号源；
第一金属-氧化物半导体场效应晶体管，所述驱动信号源与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极和栅极连接形成一闭合回路，其中所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏级与一预设电压端连接；
串联于所述闭合回路中的稳压电路；
其中，在所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管处于断开状态时，所述稳压电路使所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极和栅极之间的电压小于预设值。
进一步的，所述驱动电路还包括：
泄压电路，设置于与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管并联的支路上，用于在所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管呈断开状态时，连通所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极与所述驱动信号源，使所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极的电压降低。
进一步的，所述稳压电路包括：第一稳压管和电容；
其中，所述第一稳压管的正极分别与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极和所述电容的第一端连接，所述第一稳压管的负极分别与所述驱动信号源和所述电容的第二端连接；
所述电容的第一端还与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接，所述电容的第二端还与所述驱动信号源连接。
进一步的，所述泄压电路包括第二金属-氧化物半导体场效应晶体管；
所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极分别与所述驱动信号源和所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连接，源极分别与所述驱动信号源和所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连接，漏级分别与所述稳压电路和所述驱动信号源连接。
进一步的，所述泄压电路还包括：第一电阻、第一二极管和第二稳压管；
其中，所述第一电阻的第一端分别与所述驱动信号源和所述第一二极管的正极连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极、所述第一二极管的负极和所述第二稳压管的负极连接；
所述第一二极管的第一端还与所述驱动信号源连接，所述第一二极管的第二端还分别与所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极和第二稳压管的负极连接；
所述第二稳压管的正极与驱动信号源连接，所述第二稳压管的负极还与所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接。
进一步的，所述驱动电路还包括串联在所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极与所述驱动信号源连接的电路上的第二二极管；
其中，所述第二二极管的正极与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连接，所述第二二极管的负极与所述驱动信号源连接。
进一步的，所述驱动电路还包括第二电阻；
其中，所述第二电阻的第一端与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接，第二端与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连接。
进一步的，所述稳压电路与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接的电路上设置有第三电阻。
进一步的，所述稳压电路与所述驱动信号源连接的电路上设置有第四电阻。
根据本发明又一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括充电电路，还包括如上所述的驱动电路。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种驱动电路及汽车，至少具有以下有益效果：
本发明实施例，通过设置稳压电路使得第一金属-氧化物半导体场效应晶体管处于断开状态时，源极和栅极之间的电压小于预设值，使其在断开状态时即使受到对管工作干扰，源极和栅极之间的电压也小于第一金属-氧化物半导体场效应晶体管导通的导通门限，保证第一金属-氧化物半导体场效应晶体管关断状态的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的驱动电路的电路图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
参见图1，本发明实施例提供了一种驱动电路，包括：
驱动信号源V；
第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1，所述驱动信号源V与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的源极和栅极连接形成一闭合回路，其中所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的漏级与一预设电压端连接；
串联于所述闭合回路中的稳压电路；
其中，在所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1处于断开状态时，所述稳压电路使所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的源极和栅极之间的电压小于预设值。
本发明实施例的驱动电路可以应用于多种采用金属-氧化物半导体场效应晶体管进行关断操作的电路中。例如，在双向车载充电机直流转直流DC/DC中部分使用全桥逻辑链路控制LLC拓补结构，原边谐振腔由4个功率金属-氧化物半导体场效应晶体管、谐振电感、谐振电容、主变压器组成，在该电路中便可采用本发明实施例的驱动电路，其中，第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的漏级与其他控制电路的元器件连接。
本发明实施例，通过设置稳压电路，通过稳压电路产生一预定电压，其中，当稳压电路与第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的栅极连接时则可设置使稳压电路产生一负压，与第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的源极连接的时则可设置使稳压电路产生一正压，使得第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1处于断开状态时，源极和栅极之间的电压小于预设值，使其在断开状态时即使受到对管工作干扰，源极和栅极之间的电压也小于第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1导通的导通门限，保证第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1关断状态的可靠性。下面举例说明，例如，在电路中，金属-氧化物半导体场效应晶体管可能受到干扰或电路存在一定的波动，产生2～3V的电压尖峰，稳压电路则能够产生一与电压尖峰相匹配的电压，当稳压电路与金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极端连接时，则可设置稳压电路能够产生一负压，使得电压尖峰时栅极的正电子能够与稳压电路产生的负压中和，使得在电压尖峰时金属-氧化物半导体场效应晶体管也不会导通。
其中，对于第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1可以是碳化硅金属-氧化物半导体场效应晶体管。
其中，所述驱动电路还可以包括：
泄压电路，设置于与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1并联的支路上，用于在所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1呈断开状态时，连通所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的栅极与所述驱动信号源V，使所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的栅极的电压降低。
在本发明实施例中，还设置了泄压电路，使得在使用PWM脉冲电压信号时，产生高电平PWM脉冲电压时，第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1正常工作，其栅极端电势较高，当产生低电平PWM脉冲电压时，第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1栅极端能够与驱动信号源V连接，使得第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1栅极端电势降低。
继续参见图1，所述稳压电路可以包括：第一稳压管ZD1和电容C；
其中，所述第一稳压管ZD1的正极分别与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的栅极和所述电容C的第一端连接，所述第一稳压管ZD1的负极分别与所述驱动信号源V和所述电容C的第二端连接；
所述电容C的第一端还与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的栅极连接，所述电容C的第二端还与所述驱动信号源V连接。
本发明实施例，根据可能产生的电压尖峰选着对应的第一稳压管ZD1，利用第一稳压管ZD1使得电容C两端的电压为预设的电压。继续上述举例进行解释。在驱动信号源V为高电平时，第一稳压管ZD1使得电容C两端保持为预设的电压，在驱动信号源V为低电平时，第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1关断，保证其Vgs电压为负值(约-3V左右)，通过选择第一稳压管ZD1不同稳压值，与电容C搭配，调整负电压的负值。高电平产生时，电容C两端产生所需要的电压值(约3V左右)，一直维持左正右负，当低电平时，利用电容C电压不能突变的特点，电容C仍然维持3V左右电压值，电压极性不变，此时第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1Vgs产生-3V电压，即使再有3V电压尖峰干扰产生，Vgs最大也就是0V，3V+(-3V)＝0V。保证关断时的驱动电压远低于第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1导通门限电压Vth，保证可靠关断。
继续参见图1，所述泄压电路可以包括第二金属-氧化物半导体场效应晶体管Q2；
所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管Q2的栅极分别与所述驱动信号源V和所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的源极连接，源极分别与所述驱动信号源V和所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的源极连接，漏级分别与所述稳压电路和所述驱动信号源V连接。
其中，所述泄压电路还可以包括：第一电阻R1、第一二极管D1和第二稳压管ZD2；
其中，所述第一电阻R1的第一端分别与所述驱动信号源V和所述第一二极管D1的正极连接，所述第一电阻R1的第二端分别与所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管Q2的栅极、所述第一二极管D1的负极和所述第二稳压管ZD2的负极连接；
所述第一二极管D1的第一端还与所述驱动信号源V连接，所述第一二极管D1的第二端还分别与所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管Q2的栅极和第二稳压管ZD2的负极连接；
所述第二稳压管ZD2的正极与驱动信号源V连接，所述第二稳压管ZD2的负极还与所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管Q2的栅极连接。
本发明实施例中的第二金属-氧化物半导体场效应晶体管Q2也可以替换为三极管。其中，通过设置第一二极管D1，利用二极管导电性能优加快驱动信号源V与第二金属-氧化物半导体场效应晶体管Q2的栅极的连通，其中，通过设置第一电阻R1进行分压，防止第二金属-氧化物半导体场效应晶体管Q2损坏。
继续参见图1，所述驱动电路还可以包括串联在所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的源极与所述驱动信号源V连接的电路上的第二二极管D2；
其中，所述第二二极管D2的正极与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的源极连接，所述第二二极管D2的负极与所述驱动信号源V连接。通过设置第二二极管D2，利用二极管导电性能优加快第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的源极与驱动信号源V的连通。
其中，所述驱动电路还可以包括第二电阻R2；
其中，所述第二电阻R2的第一端与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的栅极连接，第二端与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的源极连接。通过设置第二电阻R2连接第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的栅极和源极，实现防静电功能。
其中，所述稳压电路与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1的栅极连接的电路上设置有第三电阻R3。通过设置第三电阻R3进行分压，防止第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1损坏。
其中，所述稳压电路与所述驱动信号源V连接的电路上设置有第四电阻R4。
根据本发明又一方面，本发明实施例还提供了一种汽车，包括充电电路，还包括如上所述的驱动电路。
综上，本发明实施例，通过设置稳压电路使得第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1处于断开状态时，源极和栅极之间的电压小于预设值，使其在断开状态时即使受到对管工作干扰，源极和栅极之间的电压也小于第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1导通的导通门限，保证第一金属-氧化物半导体场效应晶体管Q1关断状态的可靠性。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种驱动电路，其特征在于，包括：
驱动信号源；
第一金属-氧化物半导体场效应晶体管，所述驱动信号源与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极和栅极连接形成一闭合回路，其中所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的漏级与一预设电压端连接；
串联于所述闭合回路中的稳压电路；
其中，在所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管处于断开状态时，所述稳压电路使所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极和栅极之间的电压小于预设值。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：
泄压电路，设置于与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管并联的支路上，用于在所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管呈断开状态时，连通所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极与所述驱动信号源，使所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极的电压降低。
3.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述稳压电路包括：第一稳压管和电容；
其中，所述第一稳压管的正极分别与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极和所述电容的第一端连接，所述第一稳压管的负极分别与所述驱动信号源和所述电容的第二端连接；
所述电容的第一端还与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接，所述电容的第二端还与所述驱动信号源连接。
4.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述泄压电路包括第二金属-氧化物半导体场效应晶体管；
所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极分别与所述驱动信号源和所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连接，源极分别与所述驱动信号源和所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连接，漏级分别与所述稳压电路和所述驱动信号源连接。
5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述泄压电路还包括：第一电阻、第一二极管和第二稳压管；
其中，所述第一电阻的第一端分别与所述驱动信号源和所述第一二极管的正极连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极、所述第一二极管的负极和所述第二稳压管的负极连接；
所述第一二极管的第一端还与所述驱动信号源连接，所述第一二极管的第二端还分别与所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极和第二稳压管的负极连接；
所述第二稳压管的正极与驱动信号源连接，所述第二稳压管的负极还与所述第二金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接。
6.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括串联在所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极与所述驱动信号源连接的电路上的第二二极管；
其中，所述第二二极管的正极与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连接，所述第二二极管的负极与所述驱动信号源连接。
7.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括第二电阻；
其中，所述第二电阻的第一端与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接，第二端与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的源极连接。
8.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述稳压电路与所述第一金属-氧化物半导体场效应晶体管的栅极连接的电路上设置有第三电阻。
9.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述稳压电路与所述驱动信号源连接的电路上设置有第四电阻。
10.一种汽车，包括充电电路，其特征在于，还包括如权利要求1～9任一项所述的驱动电路。
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