CN205681311U - 用单片机控制的自举升压电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可以对浮压N沟道MOS管进行驱动，而且信号波形易于实现，结构简单、运行更稳定的具有通用特性的用单片机控制的自举升压电路。所述的单片机U3、三极管Q5、Q6、Q7和电阻R2、R3、R6、R8、R11、R12组成信号驱动电路，所述的电阻R4、R5、R10、R13、R14、电容C1、C2、二极管D1和三极管Q4组成自举电路，所述的三端稳压器U4、电容C4、C6组成单片机供电电路，所述的电阻R16、R17和二极管D3组成三端稳压器U4的使能电路；所述的双向TVS管ZD2组成MOS管Q3的栅极保护电路。

Description

用单片机控制的自举升压电路

技术领域

本实用新型涉及一种用单片机实现的自举升压电路结构，特别是指一种主要用在浮压N沟道MOS管驱动电路场合上使用的自举升压电路。

背景技术

一般地N沟道MOS管驱动是应用在MOS管接地场合，如果N沟道MOS管是处于浮压状态的，即MOS管的S极不是接地，S极接浮压。那么，要驱动MOS管需要升压电路实现，或者MOS管需要有专门的驱动芯片实现自举升压功能，需要繁琐的硬件电路实现。此种方式的缺点是需要专门的驱动电路，结构较复杂，而且控制方式单一。所以有必要设计一种结构简单、易实现，且控制灵活、适用范围更广的，而且可以用单片机控制来实现其自举升压驱动电路的升压电路。

鉴于以上问题，现有技术中急需要一种简单易行的控制方式，经济实用的，可以在大多数情况下，浮压驱动N沟道MOS管的电路结构。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种可以对浮压N沟道MOS管进行驱动，而且信号波形易于实现，结构简单、运行更稳定的具有通用特性的用单片机控制的自举升压电路。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种用单片机控制的自举升压电路，它包括一个MOS管Q3，十五个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17，两个二极管D1、D3，五个三极管Q2、Q4、Q5、Q6、Q7，一个双向TVS管ZD2，五个电容C1、C2、C3、C4、C6，一个单机片U3和一个三端稳压器U4；所述的单片机U3、三极管Q5、Q6、Q7和电阻R2、R3、R6、R8、R11、R12组成信号驱动电路，所述的电阻R4、R5、R10、R13、R14、电容C1、C2、二极管D1和三极管Q4组成自举电路，所述的三端稳压器U4、电容C4、C6组成单片机供电电路，所述的电阻R16、R17和二极管D3组成三端稳压器U4的使能电路；所述的双向TVS管ZD2组成MOS管Q3的栅极保护电路；MOS管Q3的驱动电路由电阻R1、R15和电容C1组成；所述的单片机U3的三个控制信号输出端分别连接三个三极管Q5、Q6、Q7；电阻R3、R8、R12分别是三极管Q5、Q6、Q7的驱动电阻，三个电阻R3、R8、R12的一端分别连接至对应的三极管的基极，三个电阻R3、R8、R12的另一端分别连接单片机U3的三个输出端；电阻R2、R6、R11分别是三极管Q5、Q6、Q7的下拉电阻，三个电阻R2、R6、R11的一端分别连接单片机U3的三个输出端，三个电阻R2、R6、R11的另一端连接到地；PNP三极管Q2、Q4、充电二极管D1和自举升压电容C2组成电荷搬移电路，三极管Q2的基极通过电阻R10与三极管Q5集电极相连，三极管Q2的集电极通过电阻R13接入在电容C1和电阻R14之间的节点，三极管Q2的发射极与充电二极管D1的负极相连，充电二极管D1的正极与电源正极相连；三极管Q4的发射极与电源正极相连，所述的三极管Q4的基极依次通过电阻R5和电阻R4后与发射极相连，三极管Q4的集电极连接在电容C2与三极管Q6的集电极之间；所述的电容C4为三端稳压器U4的退耦电容，电容C4的一端连接三端稳压器U4的输出端，另一端连接地；所述的三端稳压器U4的第一脚接输入电压，第二脚接使能控制，第三脚接输出端，第四脚接地；所述的三端稳压器U4的使能控制由电阻R16、R17、二极管D3和电容C6组成，使能信号通过电阻R16和R17分压，分压点连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接三端稳压器U4的第二脚，三端稳压器U4的第二脚同时通过电容C6接地。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：它包括使能电路、单片机控制电路、自举升压电路及MOS管的驱动电路，所述的使能电路由电阻R16、R17、二极管D3、电容C6组成；所述的单片机控制电路由单片机U3、电容C3、电阻R2、R3、R6、R8、R11、R12、三极管Q5、Q6、Q7组成；所述的自举升压电路由三极管Q2、Q4、电容C2、电阻R4、R5、R10、R13、R14、二极管D1组成；所述的MOS管驱动电路由电阻R1、R15、电容C1、MOS管Q3组成。首先，第一步，单片机U3的3脚输出高电平，驱动三极管Q6的基极，自举电容C2的一端通过三极管的集电极下拉到地，此时输入电压BAT+通过二极管D1给电容C2充电，输入电压BAT+为12V，充电到接近12V；第二步，单片机U3的3脚由刚才输出的高电平转换为低电平，同时单片机U3的4脚输出高电平，驱动三极管Q5的基极， 此时三极管Q4、Q5同时导通，自举电容C2一端由刚才的Q6下拉到地，转嫁到接输入电压BAT+，为12V，电容的另一端由刚才经过二极管D1充电，升压到接近24V电压，即二极管D1或者三极管发射极的电压为24V左右，三极管Q2的基极通过电阻R10连接到三极管Q5的集电极，三极管Q2导通，自举电容C2上端的24V电压通过三极管Q2的导通转移到电阻R13、R15上，从而实现驱动浮压MOS管的目的，至此一个驱动周期完成。电容C1是为了维持MOS管Q3栅极驱动电压，在第二个周期来临前，维持MOS管Q3的栅极电压，单片机U3的2脚驱动三极管Q7，目的是为了给MOS管Q3放电，实现关断MOS管Q3的目的。正是通过单片机控制三极管Q2、Q4、Q5、Q6给电容C2充电，实现电压的抬升，从而达到自举升压的目的。当单片机U3的6脚接收到命令时，即启动升压模式的运行，控制方式简单灵活。

综上所述，本实用新型提供了一种可以具有较强灵活性，且通用性很强的自举升压电路，运用此项技术可以具有更智能性，而且电路技术方式易于实现，电路简单、运行更稳定，可靠性高且成本低的一种用单片机控制的自举升压电路，应用范围更广，极具有市场竞争力。

附图说明

图1是本实用新型中用单片机控制的自举升压电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

结合附图1，一种用单片机控制的自举升压电路，它包括一个MOS管Q3，十五个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17，两个二极管D1、D3，五个三极管Q2、Q4、Q5、Q6、Q7，一个双向TVS管ZD2，五个电容C1、C2、C3、C4、C6，一个单机片U3和一个三端稳压器U4；所述的单片机U3、三极管Q5、Q6、Q7和电阻R2、R3、R6、R8、R11、R12组成信号驱动电路，所述的电阻R4、R5、R10、R13、R14、电容C1、C2、二极管D1和三极管Q4组成自举电路，所述的三端稳压器U4、电容C4、C6组成单片机供电电路，所述的电阻R16、R17和二极管D3组成三端稳压器U4的使能电路；所述的双向TVS管ZD2组成MOS管Q3的栅极保护电路；MOS管Q3的驱动电路由电阻R1、R15和电容C1组成；所述的单片机U3的三个控制信号输出端分别连接三个三极管Q5、Q6、Q7；电阻R3、R8、R12分别是三极管Q5、Q6、Q7的驱动电阻，三个电阻R3、R8、R12的一端分别连接至对应的三极管的基极，三个电阻R3、R8、R12的另一端分别连接单片机U3的三个输出端；电阻R2、R6、R11分别是三极管Q5、Q6、Q7的下拉电阻，三个电阻R2、R6、R11的一端分别连接单片机U3的三个输出端，三个电阻R2、R6、R11的另一端连接到地；PNP三极管Q2、Q4、充电二极管D1和自举升压电容C2组成电荷搬移电路，三极管Q2的基极通过电阻R10与三极管Q5集电极相连，三极管Q2的集电极通过电阻R13接入在电容C1和电阻R14之间的节点，三极管Q2的发射极与充电二极管D1的负极相连，充电二极管D1的正极与电源正极相连；三极管Q4的发射极与电源正极相连，所述的三极管Q4的基极依次通过电阻R5和电阻R4后与发射极相连，三极管Q4的集电极连接在电容C2与三极管Q6的集电极之间；所述的电容C4为三端稳压器U4的退耦电容，电容C4的一端连接三端稳压器U4的输出端，另一端连接地；所述的三端稳压器U4的第一脚接输入电压，第二脚接使能控制，第三脚接输出端，第四脚接地；所述的三端稳压器U4的使能控制由电阻R16、R17、二极管D3和电容C6组成，使能信号通过电阻R16和R17分压，分压点连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接三端稳压器U4的第二脚，三端稳压器U4的第二脚同时通过电容C6接地。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：它包括使能电路、单片机控制电路、自举升压电路及MOS管的驱动电路，所述的使能电路由电阻R16、R17、二极管D3、电容C6组成；所述的单片机控制电路由单片机U3、电容C3、电阻R2、R3、R6、R8、R11、R12、三极管Q5、Q6、Q7组成；所述的自举升压电路由三极管Q2、Q4、电容C2、电阻R4、R5、R10、R13、R14、二极管D1组成；所述的MOS管驱动电路由电阻R1、R15、电容C1、MOS管Q3组成。首先，第一步，单片机U3的3脚输出高电平，驱动三极管Q6的基极，自举电容C2的一端通过三极管的集电极下拉到地，此时输入电压BAT+通过二极管D1给电容C2充电，输入电压BAT+为12V，充电到接近12V；第二步，单片机U3的3脚由刚才输出的高电平转换为低电平，同时单片机U3的4脚输出高电平，驱动三极管Q5的基极， 此时三极管Q4、Q5同时导通，自举电容C2一端由刚才的Q6下拉到地，转嫁到接输入电压BAT+，为12V，电容的另一端由刚才经过二极管D1充电，升压到接近24V电压，即二极管D1或者三极管发射极的电压为24V左右，三极管Q2的基极通过电阻R10连接到三极管Q5的集电极，三极管Q2导通，自举电容C2上端的24V电压通过三极管Q2的导通转移到电阻R13、R15上，从而实现驱动浮压MOS管的目的，至此一个驱动周期完成。电容C1是为了维持MOS管Q3栅极驱动电压，在第二个周期来临前，维持MOS管Q3的栅极电压，单片机U3的2脚驱动三极管Q7，目的是为了给MOS管Q3放电，实现关断MOS管Q3的目的。正是通过单片机控制三极管Q2、Q4、Q5、Q6给电容C2充电，实现电压的抬升，从而达到自举升压的目的。当单片机U3的6脚接收到命令时，即启动升压模式的运行，控制方式简单灵活。

因此，本实用新型所述的基于单片机控制的自举升压电路功能构成了优良的浮压MOS管驱动电路。

采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：即，一种电路易于实现，可靠性高且成本低的一种用单片机控制的自举升压电路，应用范围更广，极具有市场竞争力。

当然，对于各个领域的电子产品，如果需求自举升压电路，都可以使用本新型一种单片机控制的自举升压电路，只要其结构相似，功能相同，都在本专利的保护范围内，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型提供了一种可以具有较强灵活性，且通用性很强的自举升压电路，运用此项技术可以具有更智能性，而且电路技术方式易于实现，电路简单、运行更稳定的具有特定功能的自举升压电路。

以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种用单片机控制的自举升压电路，其特征在于：它包括一个MOS管Q3，十五个电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R8、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17，两个二极管D1、D3，五个三极管Q2、Q4、Q5、Q6、Q7，一个双向TVS管ZD2，五个电容C1、C2、C3、C4、C6，一个单机片U3和一个三端稳压器U4；所述的单片机U3、三极管Q5、Q6、Q7和电阻R2、R3、R6、R8、R11、R12组成信号驱动电路，所述的电阻R4、R5、R10、R13、R14、电容C1、C2、二极管D1和三极管Q4组成自举电路，所述的三端稳压器U4、电容C4、C6组成单片机供电电路，所述的电阻R16、R17和二极管D3组成三端稳压器U4的使能电路；所述的双向TVS管ZD2组成MOS管Q3的栅极保护电路；MOS管Q3的驱动电路由电阻R1、R15和电容C1组成；所述的单片机U3的三个控制信号输出端分别连接三个三极管Q5、Q6、Q7；电阻R3、R8、R12分别是三极管Q5、Q6、Q7的驱动电阻，三个电阻R3、R8、R12的一端分别连接至对应的三极管的基极，三个电阻R3、R8、R12的另一端分别连接单片机U3的三个输出端；电阻R2、R6、R11分别是三极管Q5、Q6、Q7的下拉电阻，三个电阻R2、R6、R11的一端分别连接单片机U3的三个输出端，三个电阻R2、R6、R11的另一端连接到地；PNP三极管Q2、Q4、充电二极管D1和自举升压电容C2组成电荷搬移电路，三极管Q2的基极通过电阻R10与三极管Q5集电极相连，三极管Q2的集电极通过电阻R13接入在电容C1和电阻R14之间的节点，三极管Q2的发射极与充电二极管D1的负极相连，充电二极管D1的正极与电源正极相连；三极管Q4的发射极与电源正极相连，所述的三极管Q4的基极依次通过电阻R5和电阻R4后与发射极相连，三极管Q4的集电极连接在电容C2与三极管Q6的集电极之间；所述的电容C4为三端稳压器U4的退耦电容，电容C4的一端连接三端稳压器U4的输出端，另一端连接地；所述的三端稳压器U4的第一脚接输入电压，第二脚接使能控制，第三脚接输出端，第四脚接地；所述的三端稳压器U4的使能控制由电阻R16、R17、二极管D3和电容C6组成，使能信号通过电阻R16和R17分压，分压点连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接三端稳压器U4的第二脚，三端稳压器U4的第二脚同时通过电容C6接地。