CN203896179U - 一种驱动互锁电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种驱动互锁电路,包括第一MOS管、第二MOS管,第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管,其中,所述第一MOS管的栅极通过第一电阻连接第二脉冲驱动信号端,所述第一MOS管的漏极通过第四电阻连接所述电源,源极接地;所述第一MOS管的漏极还通过第五电阻连接所述第一三极管和第二三极管的基极,所述第一三极管的集电极连接电源,发射极连接所述第二三极管的发射极,还连接第一信号输出端,所述第二三极管的集电极接地,第一脉冲驱动信号端连接所述第一MOS管的漏极;第二MOS管、第三三极管、第四三极管与第一MOS管、第一三极管、第二三极管对应的同理连接。本实用新型在信号应用端采用分立元件组成与非电路,确保两个输出信号互锁。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源技术领域,尤其涉及一种互锁驱动电路。
背景技术
高频不间断电源系统(Uninterruptible Power System,UPS)的直流升压电路和液晶电视机冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)的背光驱动电路以使用推挽拓扑的开关电源电路为主。推挽拓扑的开关电源电路如图1所示,包括两个开关管(具体为三极管TA和TB)、线圈N1和N2、二极管D1和D2、电感L、电容C、电阻R,三极管TA和三极管TB的基极分别连接脉冲驱动信号端PWM-A和脉冲驱动信号端PWM-B,发射极相连并接地,集电极分别连接线圈N1和线圈N2的初级线圈,线圈N1和N2的初级线圈相连,连接点连接信号输入端Ui,二极管D1和D2的正极分别连接线圈N1和线圈N2的次级线圈,负极共同连接电感L的一端、电感L的另一端连接信号输出端Uo的正极,线圈N1和线圈N2的次级线圈的连接点连接信号输出端Uo的负极,电容C和电阻R并联,两端分别连接信号输出端Uo的正极和负极。正常工作时,三极管TA和TB通过脉冲驱动信号端PWM-A和脉冲驱动信号端PWM-B输出脉冲信号控制其交替导通。三极管TA导通时,原边电流从信号输入端Ui经线圈N1、三极管TA回流到地。副边二极管D1截止,二极管D2导通,经滤波电感L,向信号输出端Uo供电。同理,三极管TB导通时,原边电流从信号输入端Ui经线圈N2、三极管TB回流到地。副边二极管D2截止,二极管D1导通,经滤波电感L,向信号输出端Uo供电。如果三极管TA和TB同时被驱动导通,电流分别流过线圈N1和N2回流到地。这时N1和N2的磁通量相等而方向相反,即两线圈感量互相抵消。Ui相当于经三极管TA和TB直接短路,电流无限大,造成三极管TA和TB不可恢复性损坏。
目前的UPS中推挽电路的脉冲驱动信号PWM-A和脉冲驱动信号PWM-B由DSP或单片机I/O口直接输出。理论上DSP输出的脉冲驱动信号PWM-A和PWM-B是由DSP内部软件程序决定的,当PWM-A输出高电平时,PWM-B保持低电平。当PWM-B输出高电平时,PWM-A保持低电平。DSP软件逻辑上可以做到桥臂上两个开关管的驱动互锁,不产生同时导通。CCFL上推挽电路由专用IC驱动(如SG3525A),IC内部集成互锁装置,理论上也不会产生两开关管同时导通的现象。但是UPS的控制系统是高度集成,只靠一个DSP控制功率因数校正器、直流升压、交流逆变等电路。这样,在印制电路板的布局和走线时,不可避免地走线较长,容易受到干扰。同样,液晶电视CCFL电路的电源管理芯片到开关管的线路上也有可能耦合到干扰信号。而开关管如MOSFET(场效应晶体管)的栅极开启电压阈值一般只有2~3V。所以,当驱动信号被污染或者控制芯片出现故障时,就可能出现同一桥臂上的两个开关管同时导通,引起功率器件损坏等炸机问题。尤其在UPS系统里,直流升压电路输入端一般连接铅酸电池,这种故障可能是灾难性的。
发明内容
本实用新型提供了一种驱动互锁电路,在信号应用端采用分立元件组成与非电路,确保两个输出信号互锁。
为解决以上技术问题,本实用新型提供了一种驱动互锁电路,包括第一MOS管、第二MOS管,第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管,
其中,所述第一MOS管的栅极通过第一电阻连接第二脉冲驱动信号端,通过第二电阻连接电源,还通过第三电阻接地,所述第一MOS管的漏极通过第四电阻连接所述电源,源极接地;所述第一MOS管的漏极还通过第五电阻连接所述第一三极管和第二三极管的基极,所述第一三极管的集电极连接电源,发射极连接所述第二三极管的发射极,还连接第一信号输出端,所述第二三极管的集电极接地,第一脉冲驱动信号端连接所述第一MOS管的漏极;
所述第二MOS管的栅极通过第六电阻连接所述第一脉冲驱动信号端,通过 第七电阻连接电源,还通过第八电阻接地,所述第二MOS管的漏极通过第九电阻连接电源,源极接地;所述第二MOS管的漏极还通过第十电阻连接所述第三三极管和第四三极管的基极,所述第三三极管的集电极连接所述电源,发射极连接所述第四三极管的发射极,还连接第二信号输出端,所述第四三极管的集电极接地,所述第二脉冲驱动信号端连接所述第二MOS管的漏极。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型可以互锁两个输出信号,使其不会同时输出高电平;另外,本实用新型在功率开关管栅极应用端对脉冲驱动信号进行甄别和处理,可避免脉冲驱动信号在传输途中受干扰产生畸变或者控制芯片故障;其次,本实用新型电路是使用分立小元件组成,所以不受芯片故障的影响;再则,分立元器件在布局和走线的时候更灵活,可以尽量靠近功率开关管,不受走线限制,抗干扰能力更强。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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是现有技术中推挽拓扑的开关电源电路的电路图;
图2是本实用新型实施例提供的驱动互锁电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供了一种驱动互锁电路,如图2所示,包括第一MOS 管QM1、第二MOS管QM2,第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4,
其中,所述第一MOS管QM1的栅极通过第一电阻R1连接第二脉冲驱动信号端PWM-B,通过第二电阻R2连接电源Vcc,还通过第三电阻R3接地,所述第一MOS管QM1的漏极通过第四电阻R4连接所述电源Vcc,源极接地;所述第一MOS管QM1的漏极还通过第五电阻R5连接所述第一三极管Q1和第二三极管Q2的基极,所述第一三极管Q1的集电极连接电源Vcc,发射极连接所述第二三极管Q2的发射极,还连接第一信号输出端OUT-A,所述第二三极管Q2的集电极接地,第一脉冲驱动信号端PWM-A连接所述第一MOS管QM1的漏极;
所述第二MOS管QM2的栅极通过第六电阻R6连接所述第一脉冲驱动信号端PWM-A,通过第七电阻R7连接电源Vcc,还通过第八电阻R8接地,所述第二MOS管QM2的漏极通过第九电阻R9连接电源Vcc,源极接地;所述第二MOS管QM2的漏极还通过第十电阻R10连接所述第三三极管Q3和第四三极管Q4的基极,所述第三三极管Q3的集电极连接所述电源Vcc,发射极连接所述第四三极管Q4的发射极,还连接第二信号输出端OUT-B,所述第四三极管Q4的集电极接地,所述第二脉冲驱动信号PWM-B连接所述第二MOS管QM2的漏极。
其中,所述第一MOS管QM1、第二MOS管QM2是N沟道场效应管。所述第一三极管Q1和第三三极管Q3是NPN型三极管。所述第二三极管Q2和第四三极管Q4是PNP型三极管。
本实用新型的工作原理为:具体的,第一脉冲驱动信号PWM-A和第二脉冲驱动信号PWM-B是由DSP或芯片输出的控制开关管开关的驱动信号,第一信号输出端OUT-A和第二信号输出端OUT-B分别连接开关管TA和开关管TB,用以控制开关管TA和TB的导通与截止,具体的,当第一信号输出端OUT-A输出高电平时,开关管TA导通,当第一信号输出端OUT-A输出低电平时,开关管TA截止,开关管TB同理。
当系统正常工作时,第一脉冲驱动信号PWM-A和第二脉冲驱动信号PWM-B交替为高电平,死区时间两个信号都是低电平。当第一脉冲驱动信号PWM-A为高电平,第二脉冲驱动信号PWM-B为低电平时,第一MOS管QM1截止,第一三极管Q1导通,第二三极管Q2截止,因此第一信号输出端OUT-A输出高电平;此时第二MOS管QM2导通,则第二MOS管QM2的漏极为低电压,第三三极管Q3截止,第四三极管Q4导通,第二信号输出端OUT-B输出低电平。同理,当第一脉冲驱动信号PWM-A为低电平,第二脉冲驱动信号PWM-B为高电平时,第一信号输出端OUT-A输出低电平,第二信号输出端OUT-B输出高电平。当系统处于死区时间时,第一脉冲驱动信号PWM-A为低电平,第二脉冲驱动信号PWM-B为低电平,则第一信号输出端OUT-A输出低电平,第二信号输出端OUT-B输出低电平。因此,系统正常工作时,本实用新型保证了由第一信号输出端OUT-A和第二信号输出端OUT-B控制的两个开关管交替导通或同时截止。
当出现故障时,有可能第一脉冲驱动信号PWM-A为高电平,第二脉冲驱动信号PWM-B也为高电平,则第二MOS管QM2导通,第二MOS管QM2的D极电压为低,所以,无论第二脉冲驱动信号PWM-B是高电平还是低电平,第三三极管Q3都截止,第四三极管Q4都导通,第二信号输出端OUT-B输出低电平,同理,第一信号输出端OUT-A也输出低电平。因此,出现故障时,本实用新型保证了由第一信号输出端OUT-A和第二信号输出端OUT-B控制的两个开关管同时截止,而不是同时导通,保护了整个电路。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型可以互锁两个输出信号,使其不会同时输出高电平;另外,本实用新型在功率开关管栅极应用端对脉冲驱动信号进行甄别和处理,可避免脉冲驱动信号在传输途中受干扰产生畸变或者控制芯片故障;其次,本实用新型电路是使用分立小元件组成,所以不受芯片故障的影响;再则,分立元器件在布局和走线的时候更灵活,可以尽量靠近功率开关管,不受走线限制,抗干扰能力更强。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定 本实用新型之权利范围,因此依本实用新型权利要求所作的等同变化,仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种驱动互锁电路,其特征在于,包括第一MOS管、第二MOS管,第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管,
其中,所述第一MOS管的栅极通过第一电阻连接第二脉冲驱动信号端,漏极通过第四电阻连接电源,源极接地;所述第一MOS管的漏极还通过第五电阻连接所述第一三极管和第二三极管的基极,所述第一三极管的集电极连接电源,发射极连接所述第二三极管的发射极,还连接第一信号输出端,所述第二三极管的集电极接地,第一脉冲驱动信号端连接所述第一MOS管的漏极;
所述第二MOS管的栅极通过第六电阻连接所述第一脉冲驱动信号端,漏极通过第九电阻连接电源,源极接地;所述第二MOS管的漏极还通过第十电阻连接所述第三三极管和第四三极管的基极,所述第三三极管的集电极连接所述电源,发射极连接所述第四三极管的发射极,还连接第二信号输出端,所述第四三极管的集电极接地,所述第二脉冲驱动信号端连接所述第二MOS管的漏极。
2.如权利要求1所述的驱动互锁电路,其特征在于,所述第一MOS管的栅极通过第二电阻连接电源,还通过第三电阻接地。
3.如权利要求1所述的驱动互锁电路,其特征在于,所述第二MOS管的栅极通过第七电阻连接电源,还通过第八电阻接地。
4.如权利要求1所述的驱动互锁电路,其特征在于,所述第一MOS管、第二MOS管是N沟道场效应管。
5.如权利要求1所述的驱动互锁电路,其特征在于,所述第一三极管和第三三极管是NPN型三极管。
6.如权利要求1所述的驱动互锁电路,其特征在于,所述第二三极管和第四三极管是PNP型三极管。
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