CN201854202U - 电动自行车控制器的大功率mos管驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，包括上桥MOS管驱动电源、上桥PWM控制信号、上桥一级导通放大电路、上桥二级导通放大电路、上桥三级导通放大电路、上桥一级关断放大电路、上桥二级关断放大电路和大功率上桥MOS管，以及下桥MOS管驱动电源、下桥PWM控制信号、下桥一级导通放大电路、下桥二级导通放大电路、下桥三级导通放大电路、下桥一级关断放大电路、下桥二级关断放大电路和大功率下桥MOS管。有益效果是：本实用新型采用多级导通放大电路和多级关断放大电路配合使用，能够驱动更大功率的MOS管工作，保证更大功率的MOS管在快速开关时能够同步，并不会导致损坏MOS管的问题。

Description

电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置

技术领域

本实用新型涉及电动自行车领域，尤其涉及一种电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置。

背景技术

参见图1，现有技术的电动自行车控制器的MOS管驱动装置，包括上桥MOS管驱动电源10、上桥PWM控制信号11、上桥一级导通放大电路12、上桥二级导通放大电路13、上桥一级关断放大电路15和小功率上桥MOS管并联组17，以及下桥MOS管驱动电源20、下桥PWM控制信号21、下桥一级导通放大电路22、下桥二级导通放大电路23、下桥一级关断放大电路25和小功率下桥MOS管并联组27；上桥MOS管驱动电源10为上桥一级导通放大电路12和上桥二级导通放大电路13提供电源，上桥PWM控制信号11通过上桥一级导通放大电路12和上桥二级导通放大电路13放大后开启小功率上桥MOS管并联组17，上桥PWM控制信号11通过上桥一级关断放大电路15关闭小功率上桥MOS管并联组17；下桥MOS管驱动电源20为下桥一级导通放大电路22和下桥二级导通放大电路23提供电源，下桥PWM控制信号21经下桥一级导通放大电路22和下桥二级导通放大电路23放大后开启小功率下桥MOS管并联组27，下桥PWM控制信号21通过下桥一级关断放大电路25关闭小功率下桥MOS管并联组27。

由于上述的电动自行车大功率控制器采用的多个小功率MOS管多管并联驱动，因MOS管器件固有的差异性，导致其在开通与关闭时不可能完全同步，也就是说总是有某些MOS管要先开通或后关闭而承受更大的电流冲击，导致MOS管容易损坏。

要解决此问题必须使用更大功率的MOS管，而此类更大功率的MOS管有更大的输入电容，目前的驱动电路驱动电流小，远不能满足大功率MOS管需要，为保证MOS管快速开关，对驱动装置提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，能够驱动更大功率的MOS管，且保证更大功率的MOS管快速开关。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，包括上桥MOS管驱动电源、用于连接控制单片机第一控制脚的上桥PWM控制端口、上桥一级导通放大电路、上桥二级导通放大电路、上桥三级导通放大电路、上桥一级关断放大电路、上桥二级关断放大电路和大功率上桥MOS管，以及下桥MOS管驱动电源、用于连接控制单片机第二控制脚的下桥PWM控制端口、下桥一级导通放大电路、下桥二级导通放大电路、下桥三级导通放大电路、下桥一级关断放大电路、下桥二级关断放大电路和大功率下桥MOS管；所述上桥MOS管驱动电源为上桥一级导通放大电路、上桥二级导通放大电路和上桥三级导通放大电路提供电源，所述上桥PWM控制端口采集控制单片机的控制信号通过上桥一级导通放大电路、上桥二级导通放大电路和上桥三级导通放大电路放大后开启大功率上桥MOS管，所述上桥PWM控制端口采集控制单片机的控制信号通过上桥一级关断放大电路和上桥二级关断放大电路关闭大功率上桥MOS管；所述下桥MOS管驱动电源为下桥一级导通放大电路、下桥二级导通放大电路和下桥三级导通放大电路提供电源，所述下桥PWM控制端口采集控制单片机的控制信号经下桥一级导通放大电路、下桥二级导通放大电路和下桥三级导通放大电路放大后快速开启大功率下桥MOS管，所述下桥PWM控制端口采集控制单片机的控制信号通过下桥一级关断放大电路和下桥二级关断放大电路快速关闭大功率下桥MOS管。

其中，所述上桥三级导通放大电路包括第一电阻和第一三级管，所述第一电阻电连接于第一三级管的基极和发射极之间。

其中，所述上桥二级关断放大电路包括第八电阻和第五三极管，所述第八电阻电连接于第五三极管的基极和发射极之间。

其中，所述下桥三级导通放大电路包括第九电阻和第六三级管，所述第九电阻电连接于第六三级管的基极和发射极之间。

其中，所述下桥二级关断放大电路包括第十七电阻和第十三极管，所述第十七电阻电连接于第十三极管的基极和发射极之间。

其中，所述的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三级管、第五三级管、第六三极管、第七三极管、第八三级管、第九三级管、第十三极管、第一大功率MOS管、第二大功率MOS管、第一二级管、第二二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻，以及驱动电源输入端(ACC)、上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)、+5V输入端、下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)、接地端、主电源输入端(POWER)、电机相线输出端(PHASE)和三相下桥输出端(CURRENT)；所述上桥部分的驱动电源输入端(ACC)通过第一二极管连接到第一三极管的发射极，第一电阻连接于第一三极管的发射极和基极之间，第一三级管的基极与第二三极管的发射极连接，第一三级管的集电极与第二三极管的集电极连接，第二电阻连接于第二三极管的基极和发射极之间，第二三极管的基极与第三三极管的集电极连接，第三三极管的发射极通过第五电阻接地，第三三极管基极通过第三电阻与上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)连接，上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)通过第四电阻接地；第二三极管集电极与第二二极管的正极连接，第二二极管与第六电阻组成串联支路连接于第四三极管的基极和发射极之间，第四三极管的基极通过第七电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第四三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第四三极管的集电极与第五三极管的基极连接后通过第八电阻连接第一大功率MOS管的源极，第五三极管的集电极与第一大功率MOS管的栅极连接，第五三极管的发射极连接第一大功率MOS管的源极，第一电容连接于第五三极管的集电极和发射极之间；第一三极管的发射极通过第三电容与第一大功率MOS管的源极连接；第一大功率MOS管的漏极连接POWER端子，第一大功率MOS管的源极连接PHASE端子；所述下桥部分的驱动电源输入端(ACC)与第六三极管的发射极连接，第九电阻连接于第六三极管的发射极和基极之间，第六三级管的基极与第七三极管的发射极连接，第六三级管的集电极与第七三极管的集电极连接，第十电阻连接于第七三极管的基极和发射极之间，第七三极管的基极与第八三极管的集电极连接，第八三极管的发射极通过第十一电阻接+5V输入端，第八三极管通过第十三电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)通过第十二电阻接+5V输入端；第七三极管集电极通过第十四电阻连接第二大功率MOS管的栅极，第九三极管的基极通过第十五电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第九三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第九三极管的基极与第十三极管的集电极连接，第九三极管的集电极与第十三极管的发射极连接后接地，第十三极管的基极通过第十六电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，第十三极管的基极通过第十七电阻接地，第二电容连接于第二大功率MOS管的栅极和源极之间，第二大功率MOS管的漏极连接PHASE端子，第一大功率MOS管的源极连接CURRENT端子，第十八电阻连接于PHASE端子和CURRENT端子之间。

其中，所述的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三级管、第五三级管、第六三极管、第七三极管、第八三级管、第九三级管、第十三极管、第一大功率MOS管、第二大功率MOS管、第一二级管、第二二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻，以及驱动电源输入端(ACC)、上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)、+5V输入端、下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)、接地端、主电源输入端(POWER)、电机相线输出端(PHASE)和三相下桥输出端(CURRENT)；所述上桥部分的驱动电源输入端(ACC)通过第一二极管连接到第一三极管的发射极，第一电阻连接于第一三极管的发射极和基极之间，第一三级管的基极与第二三极管的发射极连接，第一三级管的集电极与第二三极管的集电极连接，第二电阻连接于第二三极管的基极和发射极之间，第二三极管的基极与第三三极管的集电极连接，第三三极管的发射极通过第五电阻连接上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)，第三三极管通过第三电阻与+5V输入端连接，上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)通过第四电阻连接+5V输入端；第二三极管集电极与第二二极管的正极连接，第二二极管与第六电阻组成串联支路连接于第四三极管的基极和发射极之间，第四三极管的基极通过第七电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第四三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第四三极管的集电极与第五三极管的基极连接后通过第八电阻连接第一大功率MOS管的源极，第五三极管的集电极与第一大功率MOS管的栅极连接，第五三极管的发射极连接第一大功率MOS管的源极，第一电容连接于第五三极管的集电极和发射极之间；第一三极管的发射极通过第三电容与第一大功率MOS管的源极连接；第一大功率MOS管的漏极连接POWER端子，第一大功率MOS管的源极连接PHASE端子；所述下桥部分的驱动电源输入端(ACC)与第六三极管的发射极连接，第九电阻连接于第六三极管的发射极和基极之间，第六三级管的基极与第七三极管的发射极连接，第六三级管的集电极与第七三极管的集电极连接，第十电阻连接于第七三极管的基极和发射极之间，第七三极管的基极与第八三极管的集电极连接，第八三极管的发射极通过第十一电阻接+5V输入端，第八三极管通过第十三电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)通过第十二电阻接+5V输入端；第七三极管集电极通过第十四电阻连接第二大功率MOS管的栅极，第九三极管的基极通过第十五电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第九三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第九三极管的基极与第十三极管的集电极连接，第九三极管的集电极与第十三极管的发射极连接后接地，第十三极管的基极通过第十六电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，第十三极管的基极通过第十七电阻接地，第二电容连接于第二大功率MOS管的栅极和源极之间，第二大功率MOS管的漏极连接PHASE端子，第一大功率MOS管的源极连接CURRENT端子，第十八电阻连接于PHASE端子和CURRENT端子之间。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的电动自行车大功率控制器采用多个小功率MOS管多管并联驱动导致在开通和关闭时不能完全同步容易损坏MOS管的缺陷，本实用新型采用多级导通放大电路和多级关断放大电路配合使用，能够驱动更大功率的MOS管工作，保证更大功率的MOS管在快速开关时能够同步，并不会导致损坏MOS管的问题。

附图说明

图1是现有技术的电动自行车控制器的MOS管驱动装置的方框图；

图2是本实用新型的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置的方框图；

图3是本实用新型的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置驱动电机的示意图；

图4是本实用新型的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置第一实施例的电路图；

图5是本实用新型的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置第二实施例的电路图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图2，本实用新型一种电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，包括上桥MOS管驱动电源10、上桥PWM控制信号11、上桥一级导通放大电路12、上桥二级导通放大电路13、上桥三级导通放大电路14、上桥一级关断放大电路15、上桥二级关断放大电路16和大功率上桥MOS管17，以及下桥MOS管驱动电源20、下桥PWM控制信号21、下桥一级导通放大电路22、下桥二级导通放大电路23、下桥三级导通放大电路24、下桥一级关断放大电路25、下桥二级关断放大电路26和大功率下桥MOS管27；所述上桥MOS管驱动电源10为上桥一级导通放大电路12、上桥二级导通放大电路13和上桥三级导通放大电路14提供电源，所述上桥PWM控制信号11通过上桥一级导通放大电路12、上桥二级导通放大电路13和上桥三级导通放大电路14放大后快速开启大功率上桥MOS管18，所述上桥PWM控制信号11通过上桥一级关断放大电路15和上桥二级关断放大电路16快速关闭大功率上桥MOS管18；所述下桥MOS管驱动电源20为下桥一级导通放大电路22、下桥二级导通放大电路23和下桥三级导通放大电路24提供电源，所述下桥PWM控制信号21经下桥一级导通放大电路22、下桥二级导通放大电路23和下桥三级导通放大电路24放大后快速开启大功率下桥MOS管28，所述下桥PWM控制信号21通过下桥一级关断放大电路25和下桥二级关断放大电路26快速关闭大功率下桥MOS管28。大功率上桥MOS管18和大功率下桥MOS管28共同驱动电机绕组3。

区别于现有技术的电动自行车大功率控制器采用多个小功率MOS管多管并联驱动导致在开通和关闭时不能完全同步容易损坏MOS管的缺陷，本实用新型采用多级导通放大电路和多级关断放大电路配合使用，能够驱动更大功率的MOS管工作，保证更大功率的MOS管在快速开关时能够同步，并不会导致损坏MOS管的问题。

请参阅图3，本实用新型的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置驱动电机的示意图中，A相上桥PWM控制信号A1、A相下桥PWM控制信号A4、B相上桥PWM控制信号B1、B相下桥PWM控制信号B4、C相上桥PWM控制信号C1和C相下桥PWM控制信号C4分别连接控制单片机的六个控制端，由控制单片机产生控制信号。A相上桥PWM控制信号A1通过大功率上桥驱动电路A2驱动大功率上桥MOS管A3，A相下桥PWM控制信号A4通过大功率下桥驱动电路A5驱动大功率下桥MOS管A6；B相上桥PWM控制信号B1通过大功率上桥驱动电路B2驱动大功率上桥MOS管B3，B相下桥PWM控制信号B4通过大功率下桥驱动电路B5驱动大功率下桥MOS管B6；C相上桥PWM控制信号C1通过大功率上桥驱动电路C2驱动大功率上桥MOS管C3，C相下桥PWM控制信号C4通过大功率下桥驱动电路C5驱动大功率下桥MOS管C6。电机绕组3包括电机A相绕组3A、电机B相绕组3B和电机C相绕组3C。大功率上桥MOS管A3和大功率下桥MOS管A6共同驱动电机A相绕组3A，大功率上桥MOS管B3和大功率下桥MOS管B6共同驱动电机B相绕组3B，大功率上桥MOS管C3和大功率下桥MOS管C6共同驱动电机C相绕组3C。

请配合参阅图4，所述上桥三级导通放大电路包括第一电阻和第一三级管，所述第一电阻电连接于第一三级管的基极和发射极之间。

请配合参阅图4，所述上桥二级关断放大电路包括第八电阻和第五三极管，所述第八电阻电连接于第五三极管的基极和发射极之间。

请配合参阅图4，所述下桥三级导通放大电路包括第九电阻和第六三级管，所述第九电阻电连接于第六三级管的基极和发射极之间。

请配合参阅图4，所述下桥二级关断放大电路包括第十七电阻和第十三极管，所述第十七电阻电连接于第十三极管的基极和发射极之间。

请参阅图4，本实用新型电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置的第一实施例的电路图中：电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三级管Q4、第五三级管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三级管Q8、第九三级管Q9、第十三极管Q10、第一大功率MOS管U1、第二大功率MOS管U2、第一二级管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17和第十八电阻R18，以及驱动电源输入端ACC、上桥信号输入端UPPER-BRIDGE、+5V输入端、下桥信号输入端UNDER-BRIDGE、接地端、主电源输入端POWER、电机相线输出端PHASE和三相下桥输出端CURRENT；所述上桥部分的驱动电源输入端(ACC)通过第一二极管连接到第一三极管的发射极，第一电阻连接于第一三极管的发射极和基极之间，第一三级管的基极与第二三极管的发射极连接，第一三级管的集电极与第二三极管的集电极连接，第二电阻连接于第二三极管的基极和发射极之间，第二三极管的基极与第三三极管的集电极连接，第三三极管的发射极通过第五电阻接地，第三三极管基极通过第三电阻与上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)连接，上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)通过第四电阻接地；第二三极管集电极与第二二极管的正极连接，第二二极管与第六电阻组成串联支路连接于第四三极管的基极和发射极之间，第四三极管的基极通过第七电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第四三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第四三极管的集电极与第五三极管的基极连接后通过第八电阻连接第一大功率MOS管的源极，第五三极管的集电极与第一大功率MOS管的栅极连接，第五三极管的发射极连接第一大功率MOS管的源极，第一电容连接于第五三极管的集电极和发射极之间；第一三极管的发射极通过第三电容与第一大功率MOS管的源极连接；第一大功率MOS管的漏极连接POWER端子，第一大功率MOS管的源极连接PHASE端子；所述下桥部分的驱动电源输入端(ACC)与第六三极管的发射极连接，第九电阻连接于第六三极管的发射极和基极之间，第六三级管的基极与第七三极管的发射极连接，第六三级管的集电极与第七三极管的集电极连接，第十电阻连接于第七三极管的基极和发射极之间，第七三极管的基极与第八三极管的集电极连接，第八三极管的发射极通过第十一电阻接+5V输入端，第八三极管通过第十三电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)通过第十二电阻接+5V输入端；第七三极管集电极通过第十四电阻连接第二大功率MOS管的栅极，第九三极管的基极通过第十五电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第九三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第九三极管的基极与第十三极管的集电极连接，第九三极管的集电极与第十三极管的发射极连接后接地，第十三极管的基极通过第十六电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，第十三极管的基极通过第十七电阻接地，第二电容连接于第二大功率MOS管的栅极和源极之间，第二大功率MOS管的漏极连接PHASE端子，第一大功率MOS管的源极连接CURRENT端子，第十八电阻连接于PHASE端子和CURRENT端子之间。

请参阅图5，本实用新型电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置的第二实施例的电路图中：电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三级管Q4、第五三级管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第八三级管Q8、第九三级管Q9、第十三极管Q10、第一大功率MOS管U1、第二大功率MOS管U2、第一二级管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17和第十八电阻R18，以及驱动电源输入端ACC、上桥信号输入端UPPER-BRIDGE、+5V输入端、下桥信号输入端UNDER-BRIDGE、接地端、主电源输入端POWER、电机相线输出端PHASE和三相下桥输出端CURRENT；所述上桥部分的驱动电源输入端(ACC)通过第一二极管连接到第一三极管的发射极，第一电阻连接于第一三极管的发射极和基极之间，第一三级管的基极与第二三极管的发射极连接，第一三级管的集电极与第二三极管的集电极连接，第二电阻连接于第二三极管的基极和发射极之间，第二三极管的基极与第三三极管的集电极连接，第三三极管的发射极通过第五电阻连接上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)，第三三极管通过第三电阻与+5V输入端连接，上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)通过第四电阻连接+5V输入端；第二三极管集电极与第二二极管的正极连接，第二二极管与第六电阻组成串联支路连接于第四三极管的基极和发射极之间，第四三极管的基极通过第七电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第四三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第四三极管的集电极与第五三极管的基极连接后通过第八电阻连接第一大功率MOS管的源极，第五三极管的集电极与第一大功率MOS管的栅极连接，第五三极管的发射极连接第一大功率MOS管的源极，第一电容连接于第五三极管的集电极和发射极之间；第一三极管的发射极通过第三电容与第一大功率MOS管的源极连接；第一大功率MOS管的漏极连接POWER端子，第一大功率MOS管的源极连接PHASE端子；所述下桥部分的驱动电源输入端(ACC)与第六三极管的发射极连接，第九电阻连接于第六三极管的发射极和基极之间，第六三级管的基极与第七三极管的发射极连接，第六三级管的集电极与第七三极管的集电极连接，第十电阻连接于第七三极管的基极和发射极之间，第七三极管的基极与第八三极管的集电极连接，第八三极管的发射极通过第十一电阻接+5V输入端，第八三极管通过第十三电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)通过第十二电阻接+5V输入端；第七三极管集电极通过第十四电阻连接第二大功率MOS管的栅极，第九三极管的基极通过第十五电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第九三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第九三极管的基极与第十三极管的集电极连接，第九三极管的集电极与第十三极管的发射极连接后接地，第十三极管的基极通过第十六电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，第十三极管的基极通过第十七电阻接地，第二电容连接于第二大功率MOS管的栅极和源极之间，第二大功率MOS管的漏极连接PHASE端子，第一大功率MOS管的源极连接CURRENT端子，第十八电阻连接于PHASE端子和CURRENT端子之间。

上述的UPPER-BRIDGE端子和UNDER-BRIDGE端子分别是单片机提供的控制上桥和下桥的PWM信号。ACC是MOS管GS驱动电源，通常为10-15V左右。POWER为电源。PHASE为与电机相线接口。CURRENT与其它二相下桥MOS管S端相接，再经电流检测电阻(此电阻在附图的全桥驱动示意图中未标出)接地。UPPER-BRIDGE为高电平时上桥U1开通，低电平时U1关闭；UNDER-BRIDGE为低电平时下桥U2开通，为高电平时U2关闭。以第一实施例为例，本实用新型的工作原理为：

1、上桥开通：

R4为下拉电阻，R3、R5起限三极管Q3基极电流作用，特别是R5参数，同时决定了Q3集电极电流大小，电路中Q3工作于放大区。

R2、Q2组成二级电路，Q2工作于饱和区，R2起控制Q2饱和程度作用。

R1、Q1组成三级电路，这也是本专利比现有驱动多出来的部分，Q1工作与饱和区，R1同样起控制Q1饱和程度作用，要求R1参数使Q1开通时压降尽量小，同时又能快速退出饱和状态，这级电路的加入使得上桥驱动电流可达2A左右，是现有驱动500mA左右的4倍。

C3是自举电容，在上下桥都关闭时(如控制器刚通电与待机时)，ACC就可以通过电阻R18对C3充电，使其两端保持ACC电压，在下桥开通时则可以通过下桥快速充电。

当UPPER-BRIDGE为高电平时，Q3、Q2、Q1开通，ACC经过D1、Q1、Q2、D2、R6对C1和U1的GS输入电容充电，当GS电压高于U1阀值时，U1开通，PHASE处电位升高至POWER值，因为C3两端电压为ACC，所以D1负端电压升为POWER+ACC，此时D1负端电压高于正端(ACC)，D1截止，高电压无法进入ACC；此时C3作为电源通过Q1、Q2、D2、R6继续对C1和U1的GS输入电容充电，直到其电压等于C3两端电压(ACC)时，不再充电，此时U1处于持续开通状态。

2、上桥关闭

当upper-BRIDGE为低电平时，Q1、Q2、Q3关闭，D2正端因通过电阻R7与PHASE相连而电势降为与PHASE处相同，而U1的G极电压比PHASE处高ACC的数值，也即Q4的E极比B极电压高ACC的数值，因而Q4开通(这里D2的作用是阻止电流从R6分流，使Q4基极电流增加，开通更完全)。

Q5与R8是二级放大电路，也是本专利比现在驱动电路多出的部分，Q4C集电流一部分流经Q5基极(电阻R8参数调整可以为Q5基极分流，并控制Q5开通程度)使Q5饱和开通，C1与U1的GS电容电量通过Q4、Q5快速放电，U1GS电压迅速降低，U1截止，增加Q5与R8后，放电电流最大值由之前的1.5A提高到3.0A。

3.下桥开通

当UNDER-BRIDGE为低电平时，Q10关闭，Q6、Q7、Q8开通，ACC电流经Q6、Q7、R14对C2、U2GS输入电容充电，使U2开通。

4.下桥关闭

当UNDER-BRIDGE为高电平时，Q8关闭，Q10开通，R16、R17起限制通过Q10基极电流作用，控制Q10饱和程序和加速其退出饱和状态。

Q9和R15组成二级放大电路，这也是本专利比现有驱动多出的部分，R15限制Q9基极电流，控制其饱和程度和加速其退出饱和状态。Q9基极电流流经开通的Q10，使Q9开通，C2和U2GS电容通过Q10、Q9快速放电，使U2快速截止，加入这部分后，放电电流由原来的1.5A变成3.0A，加快了U2的关闭速度。

实施例2与实施例的控制原理基本相同，其区别在于，将实例1的上桥开通控制信号UPPER-BRIDGE从高电平控制改为低电平控制。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，其特征在于：包括上桥MOS管驱动电源、用于连接控制单片机第一控制脚的上桥PWM控制端口、上桥一级导通放大电路、上桥二级导通放大电路、上桥三级导通放大电路、上桥一级关断放大电路、上桥二级关断放大电路和大功率上桥MOS管，以及下桥MOS管驱动电源、用于连接控制单片机第二控制脚的下桥PWM控制端口、下桥一级导通放大电路、下桥二级导通放大电路、下桥三级导通放大电路、下桥一级关断放大电路、下桥二级关断放大电路和大功率下桥MOS管；

所述上桥MOS管驱动电源为上桥一级导通放大电路、上桥二级导通放大电路和上桥三级导通放大电路提供电源，所述上桥PWM控制端口采集控制单片机的控制信号通过上桥一级导通放大电路、上桥二级导通放大电路和上桥三级导通放大电路放大后开启大功率上桥MOS管，所述上桥PWM控制端口采集控制单片机的控制信号通过上桥一级关断放大电路和上桥二级关断放大电路关闭大功率上桥MOS管；

所述下桥MOS管驱动电源为下桥一级导通放大电路、下桥二级导通放大电路和下桥三级导通放大电路提供电源，所述下桥PWM控制端口采集控制单片机的控制信号经下桥一级导通放大电路、下桥二级导通放大电路和下桥三级导通放大电路放大后快速开启大功率下桥MOS管，所述下桥PWM控制端口采集控制单片机的控制信号通过下桥一级关断放大电路和下桥二级关断放大电路快速关闭大功率下桥MOS管。

2.根据权利要求1所述的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，其特征在于：所述上桥三级导通放大电路包括第一电阻和第一三级管，所述第一电阻电连接于第一三级管的基极和发射极之间。

3.根据权利要求1所述的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，其特征在于：所述上桥二级关断放大电路包括第八电阻和第五三极管，所述第八电阻电连接于第五三极管的基极和发射极之间。

4.根据权利要求1所述的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，其特征在于：所述下桥三级导通放大电路包括第九电阻和第六三级管，所述第九电阻电连接于第六三级管的基极和发射极之间。

5.根据权利要求1所述的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，其特征在于：所述下桥二级关断放大电路包括第十七电阻和第十三极管，所述第十七电阻电连接于第十三极管的基极和发射极之间。

6.根据权利要求1～5任一项所述的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，其特征在于：包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三级管、第五三级管、第六三极管、第七三极管、第八三级管、第九三级管、第十三极管、第一大功率MOS管、第二大功率MOS管、第一二级管、第二二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻，以及驱动电源输入端(ACC)、上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)、+5V输入端、下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)、接地端、主电源输入端(POWER)、电机相线输出端(PHASE)和三相下桥输出端(CURRENT)；

所述上桥部分的驱动电源输入端(ACC)通过第一二极管连接到第一三极管的发射极，第一电阻连接于第一三极管的发射极和基极之间，第一三级管的基极与第二三极管的发射极连接，第一三级管的集电极与第二三极管的集电极连接，第二电阻连接于第二三极管的基极和发射极之间，第二三极管的基极与第三三极管的集电极连接，第三三极管的发射极通过第五电阻接地，第三三极管基极通过第三电阻与上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)连接，上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)通过第四电阻接地；第二三极管集电极与第二二极管的正极连接，第二二极管与第六电阻组成串联支路连接于第四三极管的基极和发射极之间，第四三极管的基极通过第七电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第四三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第四三极管的集电极与第五三极管的基极连接后通过第八电阻连接第一大功率MOS管的源极，第五三极管的集电极与第一大功率MOS管的栅极连接，第五三极管的发射极连接第一大功率MOS管的源极，第一电容连接于第五三极管的集电极和发射极之间；第一三极管的发射极通过第三电容与第一大功率MOS管的源极连接；第一大功率MOS管的漏极连接POWER端子，第一大功率MOS管的源极连接PHASE端子；

所述下桥部分的驱动电源输入端(ACC)与第六三极管的发射极连接，第九电阻连接于第六三极管的发射极和基极之间，第六三级管的基极与第七三极管的发射极连接，第六三级管的集电极与第七三极管的集电极连接，第十电阻连接于第七三极管的基极和发射极之间，第七三极管的基极与第八三极管的集电极连接，第八三极管的发射极通过第十一电阻接+5V输入端，第八三极管通过第十三电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)通过第十二电阻接+5V输入端；第七三极管集电极通过第十四电阻连接第二大功率MOS管的栅极，第九三极管的基极通过第十五电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第九三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第九三极管的基极与第十三极管的集电极连接，第九三极管的集电极与第十三极管的发射极连接后接地，第十三极管的基极通过第十六电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，第十三极管的基极通过第十七电阻接地，第二电容连接于第二大功率MOS管的栅极和源极之间，第二大功率MOS管的漏极连接PHASE端子，第一大功率MOS管的源极连接CURRENT端子，第十八电阻连接于PHASE端子和CURRENT端子之间。

7.根据权利要求1～5任一项所述的电动自行车控制器的大功率MOS管驱动装置，其特征在于：包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三级管、第五三级管、第六三极管、第七三极管、第八三级管、第九三级管、第十三极管、第一大功率MOS管、第二大功率MOS管、第一二级管、第二二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻和第十八电阻，以及驱动电源输入端(ACC)、上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)、+5V输入端、下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)、接地端、主电源输入端(POWER)、电机相线输出端(PHASE)和三相下桥输出端(CURRENT)；

所述上桥部分的驱动电源输入端(ACC)通过第一二极管连接到第一三极管的发射极，第一电阻连接于第一三极管的发射极和基极之间，第一三级管的基极与第二三极管的发射极连接，第一三级管的集电极与第二三极管的集电极连接，第二电阻连接于第二三极管的基极和发射极之间，第二三极管的基极与第三三极管的集电极连接，第三三极管的发射极通过第五电阻连接上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)，第三三极管通过第三电阻与+5V输入端连接，上桥信号输入端(UPPER-BRIDGE)通过第四电阻连接+5V输入端；第二三极管集电极与第二二极管的正极连接，第二二极管与第六电阻组成串联支路连接于第四三极管的基极和发射极之间，第四三极管的基极通过第七电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第四三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第四三极管的集电极与第五三极管的基极连接后通过第八电阻连接第一大功率MOS管的源极，第五三极管的集电极与第一大功率MOS管的栅极连接，第五三极管的发射极连接第一大功率MOS管的源极，第一电容连接于第五三极管的集电极和发射极之间；第一三极管的发射极通过第三电容与第一大功率MOS管的源极连接；第一大功率MOS管的漏极连接POWER端子，第一大功率MOS管的源极连接PHASE端子；

所述下桥部分的驱动电源输入端(ACC)与第六三极管的发射极连接，第九电阻连接于第六三极管的发射极和基极之间，第六三级管的基极与第七三极管的发射极连接，第六三级管的集电极与第七三极管的集电极连接，第十电阻连接于第七三极管的基极和发射极之间，第七三极管的基极与第八三极管的集电极连接，第八三极管的发射极通过第十一电阻接+5V输入端，第八三极管通过第十三电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)通过第十二电阻接+5V输入端；第七三极管集电极通过第十四电阻连接第二大功率MOS管的栅极，第九三极管的基极通过第十五电阻与第一大功率MOS管的源极连接，第九三极管的发射极与第一大功率MOS管的栅极连接，第九三极管的基极与第十三极管的集电极连接，第九三极管的集电极与第十三极管的发射极连接后接地，第十三极管的基极通过第十六电阻与下桥信号输入端(UNDER-BRIDGE)连接，第十三极管的基极通过第十七电阻接地，第二电容连接于第二大功率MOS管的栅极和源极之间，第二大功率MOS管的漏极连接PHASE端子，第一大功率MOS管的源极连接CURRENT端子，第十八电阻连接于PHASE端子和CURRENT端子之间。

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