CN107612535A - 提高功率场效应管驱动电压的激励电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高功率场效应管驱动电压的激励电路，包括：BMS电池管理系统电压输出端、单片机、蓄能电容C1、电源输入端、过压保护电阻R1、R2、R3、R4，稳压芯片U1、功率场效应管Q1；所述BMS电池管理系统电压输出端通过蓄能电容C1连接单片机的脉冲宽度调制PWM输出端；所述功率场效应管Q1通过过压保护电阻R4连接稳压芯片U1的电压输出端；所述BMS电池管理系统电压输出端通过过压保护电阻R1连接稳压芯片U1的电源输入端；所述电源输入端VCC通过过压保护电阻R2、R3向所述稳压芯片U1供电。本发明解决了电压降低的情况无法驱动功率场效应管的情况，电路结构简单，调整方便，具有输出稳定电压以及精度高、低纹波、易控制的优点。
Description
技术领域
本发明涉及场效应管技术领域，尤其涉及一种提高功率场效应管驱动电压的激励电路。
背景技术
功率场效应管的应用领域越来越广泛，其组成的驱动电路是影响整个电子电路系统稳定性和可靠性的重要因数，不同规格功率场效应管的G极驱动要求也有差异。在功率场效应管的G极驱动要求中，其中有一项技术特性参数Vgs（th），通常低压场效应管的阈值电压Vgs（th）在4V以内，高压场效应管则通常在3-5V之间，驱动电路必需满足的要求，电路才能可靠稳定的工作。
然而，在场效应管的现有使用环境中，MCU通常的VCC供电电压在5V以内，加上内部的导通压降以及外围驱动电路的损耗，最终到达功率场效应管到的电压可能只有4V或者更低的电压，如果使用简单的驱动电路，一些功率场效应管就会出现驱动不足的现象，由于驱动电压低，场效应管没有饱和导通，而是处于放大状态，DS电压高，电流较大，此时功率场效应管的损耗很大，严重会过热损坏，最终导致电路失效。而在高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同，所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。如果在同一个系统里，要得到比VCC大的电压，就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵，但这会导致设计成本的提高，不利于产品的销售。
因此，现有技术需要改进。
发明内容
本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种提高功率场效应管驱动电压的激励电路，以解决现有技术中存在的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供的一种提高功率场效应管驱动电压的激励电路，包括：
BMS电池管理系统电压输出端、单片机、蓄能电容C1、电源输入端、过压保护电阻R1、R2、R3、R4，稳压芯片U1、功率场效应管Q1；
所述BMS电池管理系统电压输出端通过蓄能电容C1连接单片机的脉冲宽度调制PWM输出端；
所述功率场效应管Q1通过过压保护电阻R4连接稳压芯片U1的电压输出端；
所述BMS电池管理系统电压输出端通过过压保护电阻R1连接稳压芯片U1的电源输入端，用于驱动功率场效应管Q1，当所述BMS电池管理系统电压输出端的输出电压无法驱动功率场效应管Q1时，所述单片机的脉冲宽度调制PWM输出端用于通过所述蓄能电容C1驱动功率场效应管Q1；
所述电源输入端VCC通过过压保护电阻R2、R3向所述稳压芯片U1供电。
基于本发明上述提高功率场效应管驱动电压的激励电路的另一个实施例中，所述稳压芯片U1为SC71501芯片。
基于本发明上述提高功率场效应管驱动电压的激励电路的另一个实施例中，所述单片机的脉冲宽度调制PWM输出端的输出电压为3.3V。
基于本发明上述提高功率场效应管驱动电压的激励电路的另一个实施例中，所述BMS电池管理系统电压输出端为两个相互串联的电池。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明通过在BMS电池管理系统电压输出端增加激励电压，以此来提高功率场效应管的驱动电压，通过单片机作检测BMS电池管理系统电压输出端的电压，当检测到电压无法提供驱动功率场效应管时，单片机采用脉冲宽度调制PWM的输出方式，利用蓄能电容，将BMS电池管理系统电压输出端电压提高到能驱动功率场效应管电压，将提高后的电压通过稳压芯片U1输出的电压提供给功率场效应管作为驱动电压，从而解决了电压降低的情况无法驱动功率场效应管的情况，使得整个系统设计使用简单，调整方便，具有输出稳定电压以及精度高、低纹波、易控制的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的提高功率场效应管驱动电压的激励电路的一个实施例的电路图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和实施例对本发明提供的一种提高功率场效应管驱动电压的激励电路进行更详细地说明。
图1是本发明的提高功率场效应管驱动电压的激励电路的一个实施例的电路图，如图1所示，该实施例的提高功率场效应管驱动电压的激励电路包括：
BMS电池管理系统电压输出端、单片机、蓄能电容C1、电源输入端、过压保护电阻R1、R2、R3、R4，稳压芯片U1、功率场效应管Q1；
所述BMS电池管理系统电压输出端通过蓄能电容C1连接单片机的脉冲宽度调制PWM输出端；
所述功率场效应管Q1通过过压保护电阻R4连接稳压芯片U1的电压输出端；
所述BMS电池管理系统电压输出端通过过压保护电阻R1连接稳压芯片U1的电源输入端，用于驱动功率场效应管Q1，当所述BMS电池管理系统电压输出端的输出电压无法驱动功率场效应管Q1时，所述单片机的脉冲宽度调制PWM输出端用于通过所述蓄能电容C1驱动功率场效应管Q1；
所述电源输入端VCC通过过压保护电阻R2、R3向所述稳压芯片U1供电。
所述稳压芯片U1为SC71501芯片。所述单片机的脉冲宽度调制PWM输出端的输出电压为3.3V，所述BMS电池管理系统电压输出端可以为两个相互串联的电池。
在具体的实施过程中，其工作原理为：当BMS电池管理系统电压输出端的电压降到5V以下时，其电压不足以提供场效应管的驱动电压，单片机开始工作，单片机的脉冲宽度调制PWM输出端输出3.3V的驱动电压，功率场效应管的驱动电压由5V抬升到8.3V，通过测量功率场效应管的两端电压，可知在驱动电压为高时，场效应管饱和导通，其漏极与源极之间的电压接近于零，没有出现驱动不足的现象。因此，实现了通过单片机作检测BMS电池管理系统电压输出端的电压，当检测到电压无法提供驱动功率场效应管时，单片机采用脉冲宽度调制PWM的输出方式，利用蓄能电容，将BMS电池管理系统电压输出端电压提高到能驱动功率场效应管电压，将提高后的电压通过稳压芯片U1输出的电压提供给功率场效应管作为驱动电压，从而解决了电压降低的情况无法驱动功率场效应管的情况。
以上对本发明所提供的一种提高功率场效应管驱动电压的激励电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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 (4)
1.一种提高功率场效应管驱动电压的激励电路，其特征在于，包括：
BMS电池管理系统电压输出端、单片机、蓄能电容C1、电源输入端、过压保护电阻R1、R2、R3、R4，稳压芯片U1、功率场效应管Q1；
所述BMS电池管理系统电压输出端通过蓄能电容C1连接单片机的脉冲宽度调制PWM输出端；
所述功率场效应管Q1通过过压保护电阻R4连接稳压芯片U1的电压输出端；
所述BMS电池管理系统电压输出端通过过压保护电阻R1连接稳压芯片U1的电源输入端，用于驱动功率场效应管Q1，当所述BMS电池管理系统电压输出端的输出电压无法驱动功率场效应管Q1时，所述单片机的脉冲宽度调制PWM输出端用于通过所述蓄能电容C1驱动功率场效应管Q1；
所述电源输入端VCC通过过压保护电阻R2、R3向所述稳压芯片U1供电。
2.根据权利要求1所述的提高功率场效应管驱动电压的激励电路，其特征在于，所述稳压芯片U1为SC71501芯片。
3.根据权利要求1所述的提高功率场效应管驱动电压的激励电路，其特征在于，所述单片机的脉冲宽度调制PWM输出端的输出电压为3.3V。
4.根据权利要求1所述的提高功率场效应管驱动电压的激励电路，其特征在于，所述BMS电池管理系统电压输出端为两个相互串联的电池。
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