CN111404502A - 一种图腾柱电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图腾柱电路，包括两个均为NPN型的三极管Q1、Q2和两个二极管D1、D2；三极管Q1的集电极连接输入电压Vin，输入电压Vin经电阻R1与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的基极经二极管D2与三极管Q2的集电极相连，三极管Q1的发射极经二极管D1与三极管Q2的集电极相连；三极管Q2的基极输入驱动脉冲信号PWM，其发射极接地，其集电极连接驱动输出端。本发明电路在高温环境下具有更稳定的电路性能，同时还具有反向输出功能。

Description

一种图腾柱电路
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种图腾柱电路。
背景技术
目前，现有的图腾柱电路通常由NPN型三极管和PNP型三极管组成，参照图1所示，NPN型三极管的发射极与PNP型三极管的集电极相连，NPN型三极管的基极与PNP型三极管的基极相连，形成图腾柱电路，该电路利用NPN型三极管和PNP型三极管的交互导通便可得到高电平和低电平，当输入高电平时，NPN型三极管导通，PNP型三极管截止，输出端为高电平；同理，输入低电平时，输出同样为低电平。
但是由于NPN型三极管与PNP型三极管的温度特征不相同，因此在高温环境下输出的波形可能会变得不稳定。
其次，参照图2所示，在输入电压为较高的情况下，常规的图腾柱电路上需要在NPN型三极管和PNP型三极管外均连接驱动电路，用于分别驱动NPN型三极管和PNP型三极管，使得常规的图腾柱电路的驱动电路较为复杂。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种图腾柱电路，在高温环境下具有更稳定的电路性能，同时还具有反向输出功能。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种图腾柱电路，包括两个均为NPN型的三极管Q1、Q2和两个二极管D1、D2；三极管Q1的集电极连接输入电压Vin，输入电压Vin经电阻R1与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的基极经二极管D2与三极管Q2的集电极相连，三极管Q1的发射极经二极管D1与三极管Q2的集电极相连；三极管Q2的基极输入驱动脉冲信号PWM，其发射极接地，其集电极连接驱动输出端。
进一步地，所述驱动脉冲信号PWM为方波信号。
进一步地，所述三极管Q1的基极与二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极与三极管Q2的集电极相连。
进一步地，所述三极管Q1的发射极与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与三极管Q2的集电极相连。
进一步地，当三极管Q2的基极输入低电平信号时，三极管Q2截止，三极管Q2的集电极、与三极管Q2集电极相连的二极管D2的阴极均为高电平，使得二极管D2为截止状态；输入电压Vin通过电阻R1向三极管Q1的基极提供偏置电流，三极管Q1导通，输入电压Vin经三极管Q1、二极管D1输出高电平。
进一步地，当三极管Q2的基极输入低电平信号时，所述驱动输出端输出的高电平电压为Vin-VCE-VD1，其中VCE为三极管Q1导通时其集电极与发射极之间的电压，VD1为二极管D1导通时的电压。
进一步地，当三极管Q2的基极输入高电平信号时，三极管Q2导通，三极管Q2的集电极、与三极管Q2集电极相连的二极管D2的阴极均为低电平，使得二极管D2导通，三极管Q1为截止状态，使驱动输出为低电平。
进一步地，所述驱动输出端连接由电容C1和变压器T1串联而成的驱动电路。
进一步地，所述驱动电路驱动三极管Q2导通，使三极管Q1截止；所述驱动电路停止驱动三极管Q2时，三极管Q2截止，使三极管Q1导通。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
利用两个NPN型三极管组成图腾柱电路，由于两个三极管的特性相同，因此在高温度环境下图腾柱电路的输出波形更加稳定；此外，该电路输入低电平时可输出高电平，或输入高电平时可输出低电平，具有反向输出的功能。
附图说明
图1为背景技术中常规图腾柱电路的电路图；
图2为背景技术中常规图腾柱电路连接驱动电路的电路图；
图3为本发明的图腾柱电路的电路图；
图4为本发明的连接有驱动电路的图腾柱电路图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
一种图腾柱电路，具有稳定性好的图腾柱输出，同时该电路具有反向输出功能，简化驱动电路。
参考图3所示，图腾柱电路包括两个特性相同的NPN型三极管，分别命名为NPN型三极管Q1、NPN型三极管Q2；其次，图腾柱电路中还包括两个二极管D1、D2。
NPN型三极管Q1的集电极连接输入电压Vin，输入电压Vin经电阻R1与NPN型三极管Q1的基极相连，NPN型三极管Q1的发射极与二极管D1的阳极相连，而二极管D1的阴极则与NPN型三极管Q2的集电极相连。
而NPN型三极管Q1的基极与二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极则与NPN型三极管Q2的集电极相连，NPN型三极管Q2的基极输入驱动脉冲信号PWM，其发射极接地，并在二极管D1和二极管D2的阴极处(即NPN型三极管Q2的集电极处)连接驱动输出端。
而在本实施例中，输入图腾柱电路的所述驱动脉冲信号PWM为方波信号。当NPN型三极管Q2的基极输入低电平信号时，NPN型三极管Q2截止，此时NPN型三极管Q2的集电极为高电平，且与NPN型三极管Q2集电极相连的二极管D2的阴极同样为高电平，使得二极管D2为截止状态；此时输入电压Vin通过电阻R1向NPN型三极管Q1的基极提供偏置电流，NPN型三极管Q1导通，输入电压Vin经过NPN型三极管Q1的集电极和发射极流经二极管D1，并从驱动输出端输出高电平，该高电平电压为Vin-VCE-VD1，其中VCE为NPN型三极管Q1导通时其集电极与发射极之间的电压，VD1为二极管D1导通时的电压。
当NPN型三极管Q2的基极输入高电平信号时，NPN型三极管Q2导通，NPN型三极管Q2的集电极为低电平，且与NPN型三极管Q2集电极相连的二极管D2的阴极同样为低电平，使得二极管D2导通，此时，NPN型三极管Q1的基极与发射极之间的电压为：Ube＝VD1-VD2-Vbe，可见Ube是负压，因此NPN型三极管Q1为截止状态，此时电路输出为低电平；其中VD2为二极管D2导通时的电压。
可见，本实施例电路具有反向输出功能，即驱动信号为高低电平时，输出为低高电平。
此外，在输入电压为较高的情况下，本实施例只需简单的低压驱动信号，驱动NPN型三极管Q2管即可，而在本实施例中通过驱动电路实现驱动NPN型三极管Q2的功能，参照图4所示，所述驱动电路包括电容C1和变压器T1，电容C1连接在驱动输出端处，电容C1和变压器T1串联后接地，根据上述电路原理可知，驱动电路可驱动三极管Q2导通，使三极管Q1截止；所述驱动电路停止驱动三极管Q2时，三极管Q2截止，使三极管Q1导通，进一步简化电路。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种图腾柱电路，其特征在于，包括两个均为NPN型的三极管Q1、Q2和两个二极管D1、D2；三极管Q1的集电极连接输入电压Vin，输入电压Vin经电阻R1与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的基极经二极管D2与三极管Q2的集电极相连，三极管Q1的发射极经二极管D1与三极管Q2的集电极相连；三极管Q2的基极输入驱动脉冲信号PWM，其发射极接地，其集电极连接驱动输出端。
2.根据权利要求1所述的图腾柱电路，其特征在于，所述驱动脉冲信号PWM为方波信号。
3.根据权利要求2所述的图腾柱电路，其特征在于，所述三极管Q1的基极与二极管D2的阳极相连，二极管D2的阴极与三极管Q2的集电极相连。
4.根据权利要求3所述的图腾柱电路，其特征在于，所述三极管Q1的发射极与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极与三极管Q2的集电极相连。
5.根据权利要求4所述的图腾柱电路，其特征在于，当三极管Q2的基极输入低电平信号时，三极管Q2截止，三极管Q2的集电极、与三极管Q2集电极相连的二极管D2的阴极均为高电平，使得二极管D2为截止状态；输入电压Vin通过电阻R1向三极管Q1的基极提供偏置电流，三极管Q1导通，输入电压Vin经三极管Q1、二极管D1输出高电平。
6.根据权利要求5所述的图腾柱电路，其特征在于，当三极管Q2的基极输入低电平信号时，所述驱动输出端输出的高电平电压为Vin-VCE-VD1，其中VCE为三极管Q1导通时其集电极与发射极之间的电压，VD1为二极管D1导通时的电压。
7.根据权利要求4所述的图腾柱电路，其特征在于，当三极管Q2的基极输入高电平信号时，三极管Q2导通，三极管Q2的集电极、与三极管Q2集电极相连的二极管D2的阴极均为低电平，使得二极管D2导通，三极管Q1为截止状态，使驱动输出为低电平。
8.根据权利要求1所述的图腾柱电路，其特征在于，所述驱动输出端连接由电容C1和变压器T1串联而成的驱动电路。
9.根据权利要求8所述的图腾柱电路，其特征在于，所述驱动电路驱动三极管Q2导通，使三极管Q1截止；所述驱动电路停止驱动三极管Q2时，三极管Q2截止，使三极管Q1导通。
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