CN207743950U - 放电mos管的驱动电路及放电加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种放电MOS管的驱动电路及放电加工装置，其中放电MOS管的驱动电路用于驱动放电加工装置的放电MOS管，驱动电路包括光耦、MOS驱动器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一直流电源和第二直流电源。本实用新型通过光耦将低电平的驱动信号与功率驱动部分进行隔离，然后通过MOS驱动器来驱动放电MOS管，通过第三电阻和二极管能快速地导通放电MOS管，通过采用负电源为光耦和MOS驱动器供电，能快速地关断放电MOS管以及有效地降低放电MOS管关断时产生的尖峰电压幅度。

Description

放电MOS管的驱动电路及放电加工装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种放电MOS管的驱动电路，可用于驱动放电加工装置中的放电MOS管及放电加工装置。

背景技术

在放电加工装置中，一般采用MOS管作为放电管，一方面由于MOS管自身寄生电容的影响，驱动电路无法让放电管快速导通；另一方面，由于电路寄生电感以及放电电流非常大(放电电流峰值达200A)，放电管关断时产生高电压的尖峰电压信号，容易造成放电管被尖峰击穿。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中由于MOS管自身寄生电容的影响，驱动电路无法让放电管快速导通，以及放电管容易被尖峰击穿的缺陷，提供一种放电MOS管的驱动电路及放电加工装置。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供一种放电MOS管的驱动电路，所述放电MOS管的驱动电路用于驱动放电加工装置的放电MOS管，其特点是，所述驱动电路包括光耦、MOS驱动器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一直流电源和第二直流电源；

所述第一直流电源为正电源，所述第二直流电源为负电源，所述第一直流电源和所述第二直流电源共电源地，所述MOS驱动器由所述第一直流电源和所述第二直流电源供电，所述光耦的电源输入端与所述电源地连接、电源参考端与所述第二直流电源连接；

所述光耦的信号输入端接收驱动信号，所述光耦的输出端与所述MOS驱动器的输入端连接，所述光耦的输出端还通过所述第一电阻与所述光耦的电源输入端连接，所述MOS驱动器的输出端通过所述第二电阻分别与所述第三电阻的一端、所述第一二极管的阳极连接，所述第三电阻的另一端、所述第一二极管的阴极均与所述放电MOS管的栅极连接，所述放电MOS管的源极与所述电源地连接。

较佳地，所述驱动电路还包括第四电阻，所述第四电阻并联于所述放电MOS管的栅极与源极之间。

较佳地，所述第一直流电源的电压为15V，所述第二直流电源的电压为-5V。

较佳地，所述光耦的带宽为10M。

较佳地，所述驱动信号为差分信号，所述差分信号的正极信号输入到所述光耦的发光二极管的阳极，所述差分信号的负极信号输入到所述光耦的发光二极管的阴极。

较佳地，所述驱动电路还包括线驱动器，所述驱动信号为单端信号，所述线驱动器用于将所述单端信号转换为差分输出，所述线驱动器的差分输出的正端与所述光耦的发光二极管的阳极连接，所述线驱动器的差分输出的负端与所述光耦的发光二极管的阴极连接。

较佳地，所述驱动电路还包括第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述第一稳压二极管的阴极与所述线驱动器的差分输出的正端连接，所述第二稳压二极管的阴极与所述线驱动器的差分输出的负端连接，所述第一稳压二极管的阳极、所述第二稳压二极管的阳极均连接到所述电源地。

较佳地，所述驱动电路还包括第五电阻、电容器和第二二极管，所述第五电阻的一端与所述第二二极管的阳极连接后与所述放电MOS管的漏极连接，所述第五电阻的另一端与所述第二二极管的阴极连接后与所述电容器的一端连接，所述电容器的另一端与所述放电MOS管的源极连接。

本实用新型还提供一种放电加工装置，其特点是，包括上述任一项所述的放电MOS管的驱动电路，所述放电加工装置还包括放电MOS管、放电电源和放电电极，所述放电电源的正极与所述放电MOS管的漏极连接，所述放电电源的负极与待加工的工件连接，所述放电MOS管的源极与所述放电电极连接，所述放电电极与所述工件之间形成放电间隙，所述放电间隙用于在所述放电MOS管导通时产生放电电流以加工所述工件。

较佳地，所述放电加工装置还包括第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述放电电源的正极连接，所述第三二极管的阴极与所述放电MOS管的漏极连接。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型首先通过光耦将低电平的驱动信号与功率驱动部分进行隔离，然后通过MOS驱动器来驱动放电MOS管，通过第三电阻和二极管能快速地导通放电MOS管，通过采用负电源为光耦和MOS驱动器供电，能快速地关断放电MOS管以及有效地降低放电MOS管关断时产生的尖峰电压幅度，有效地驱动放电MOS管。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的放电MOS管的驱动电路及放电加工装置的电路图。

图2为本实用新型的实施例2的放电MOS管的驱动电路及放电加工装置的电路图。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，本实施例涉及的放电MOS管的驱动电路及放电加工装置，其中所述放电加工装置包括放电电源10、放电MOS管Q1、放电MOS管Q1的驱动电路20和放电电极30，放电电源10(放电电源10的内部阻抗为图中R0)的正极与放电MOS管Q1的漏极连接，放电电源10的负极与工件40连接，放电MOS管Q1的源极与放电电极30连接，放电电极30与工件40之间形成放电间隙(如图中所示，放电电极30与工件40之间留有缝隙)，放电间隙就用于产生放电电流50以对工件40进行加工，即所述放电电流50就用于所述加工放电装置对工件40进行加工。

本实施例中，所述放电加工装置还包括第三二极管D3，第三二极管D3的阳极与放电电源10的正极连接，第三二极管D3的阴极与放电MOS管Q1的漏极连接，从而将放电MOS管Q1和放电电源10进行隔离，以防止放电MOS管Q1产生的尖峰电压倒灌进放电电源10，进一步保护放电电源10，提高所述放电加工装置的稳定性和可靠性。

本实施例中，驱动电路20用于驱动所述放电加工装置的放电MOS管Q1，具体实施时，驱动电路20包括光耦U1、MOS驱动器U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1、第一直流电源和第二直流电源；

其中，所述第一直流电源为正电源(电压值优选15V)，所述第二直流电源为负电源(电压值优选-5V)，所述第一直流电源和所述第二直流电源共电源地GND，这里所述第一直流电源优选电压值为15V的直流电源，所述第二直流电源优选电压值为-5V的直流电源；MOS驱动器U2就由所述第一直流电源和所述第二直流电源供电，光耦U1的电源输入端与电源地GND连接、电源参考端与所述第二直流电源连接；

光耦U1的信号输入端接收驱动信号，光耦U1的输出端与MOS驱动器U2的输入端连接，光耦U1的输出端还通过第一电阻R1与光耦U1的电源输入端连接，MOS驱动器U2的输出端通过第二电阻R2分别与第三电阻R3的一端、第一二极管D1的阳极连接，第三电阻R3的另一端、第一二极管D1的阴极均与放电MOS管Q1的栅极连接，放电MOS管Q1的源极与电源地GND连接。

为获得良好的响应特性，光耦U1优选带宽为10M的光电隔离器，比如优选HCPL2631，器件的传输带宽为10M，且该器件集成2个光电隔离器，这里，由于驱动电路20仅需驱动一个放电MOS管Q1，所以使用了HCPL2631中的一路光电隔离器，引脚具体如图中所示，引脚1、2分别为第一路光电隔离器的发光二极管的阳极和阴极，引脚5为器件的参考地，引脚7为第一路光电隔离器的输出，引脚8为器件的电源端，由于器件采用负电源供电，所以引脚8就连接电源地GND，引脚5就连接-5V。另外，MOS驱动器U2优选MAX4426。通过第三电阻R3和第一二极管D1，驱动电路20可以很好地快速导通放电MOS管Q1，通过采用负电源为光耦U1和MOS驱动器U2供电，驱动电路20可以很好地快速关断放电MOS管Q1，以及有效地降低了放电MOS管Q1关断时产生的尖峰电压幅度，从而有效地驱动了放电MOS管Q1，有利于提高所述放电加工装置对工件的加工精度。

另外，通过采用差分的驱动信号，可提高电路的抗干扰性能，即在具体实施中，所述驱动信号为差分信号，所述差分信号的正极信号Vin+输入到光耦U1的发光二极管的阳极(这里为图中引脚1)，所述差分信号的负极信号Vin-输入到所述光耦的发光二极管的阴极(这里为图中引脚2)，其中，为使光耦U1的发光二极管适应不同驱动电平以及获得合适工作电流以利于发光，驱动信号还通过电阻R6后再输入到光耦U1，如所述差分信号的正极信号Vin+端串接电阻R6。

为使放电MOS管Q1的栅极获得稳定工作点，以及便于放电MOS管Q1的栅极电压在关断时有快速泄放通路，驱动电路20还包括第四电阻R4，第四电阻R4并联于放电MOS管Q1的栅极与源极之间，可进一步快速导通和快速关闭放电MOS管Q1。

进一步，为吸收放电MOS管Q1产生的尖峰电压，驱动电路20还包括第五电阻R5、电容器C1和第二二极管D2，其中第五电阻R5的一端与第二二极管D2的阳极连接后与放电MOS管Q1的漏极连接，第五电阻R5的另一端与第二二极管D2的阴极连接后与电容器C1的一端连接，电容器C1的另一端与放电MOS管Q1的源极连接，通过第五电阻R5、电容器C1和第二二极管D2组成尖峰吸收回路，有效地吸收了放电MOS管Q1产生的高电压的尖峰信号，从而保护放电MOS管Q1，提高电路稳定性和可靠性。

实施例2

如图2所示，本实施例涉及的放电MOS管的驱动电路及放电加工装置，是在实施例1的基础上，在驱动电路20中增加一线驱动器，以便于将单端的驱动信号转换为差分的驱动信号，即驱动电路20还包括线驱动器U3，所述驱动信号为单端信号Vin，其中线驱动器U3为差分输出，这样线驱动器U3就将所述单端信号Vin转换为差分的驱动信号(如图中所示，正极信号为Vin+，负极信号为Vin-)。这里，线驱动器U3优选75ALS191集成电路。采用线驱动器U3后，驱动电路20可适用于单端、低电平的驱动信号。另外，在驱动信号需要传输较远距离时，低电平的驱动信号在经过线驱动器U3后可提升信号的质量。

为防止线驱动器U3的毛刺，在线驱动器U3的输出端均并联一个稳压二极管到电源地GND，即驱动电路20驱动电路还包括第一稳压二极管VD1和第二稳压二极管VD2，第一稳压二极管VD1的阴极与线驱动器U3的差分输出的正端(如图中的Vin+)连接，第二稳压二极管VD2的阴极与线驱动器U3的差分输出的负端(如图中的Vin-)连接，第一稳压二极管VD1的阳极、第二稳压二极管VD2的阳极均连接到电源地GND。

鉴于实际的放电加工装置中，一般具有多路的放电MOS管的驱动电路，这时，本领域的技术人员应当理解，多路的放电MOS管的驱动电路可以共用一个第一直流电源、一个第二直流电源，也可以像上述实施例那样，每一个放电MOS管的驱动电路具有各自的第一直流电源、第二直流电源。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种放电MOS管的驱动电路，所述放电MOS管的驱动电路用于驱动放电加工装置的放电MOS管，其特征在于，所述驱动电路包括光耦、MOS驱动器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一直流电源和第二直流电源；

所述第一直流电源为正电源，所述第二直流电源为负电源，所述第一直流电源和所述第二直流电源共电源地，所述MOS驱动器由所述第一直流电源和所述第二直流电源供电，所述光耦的电源输入端与所述电源地连接、电源参考端与所述第二直流电源连接；

所述光耦的信号输入端接收驱动信号，所述光耦的输出端与所述MOS驱动器的输入端连接，所述光耦的输出端还通过所述第一电阻与所述光耦的电源输入端连接，所述MOS驱动器的输出端通过所述第二电阻分别与所述第三电阻的一端、所述第一二极管的阳极连接，所述第三电阻的另一端、所述第一二极管的阴极均与所述放电MOS管的栅极连接，所述放电MOS管的源极与所述电源地连接。

2.如权利要求1所述的放电MOS管的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括第四电阻，所述第四电阻并联于所述放电MOS管的栅极与源极之间。

3.如权利要求1所述的放电MOS管的驱动电路，其特征在于，所述第一直流电源的电压为15V，所述第二直流电源的电压为-5V。

4.如权利要求1所述的放电MOS管的驱动电路，其特征在于，所述光耦的带宽为10M。

5.如权利要求1所述的放电MOS管的驱动电路，其特征在于，所述驱动信号为差分信号，所述差分信号的正极信号输入到所述光耦的发光二极管的阳极，所述差分信号的负极信号输入到所述光耦的发光二极管的阴极。

6.如权利要求1所述的放电MOS管的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括线驱动器，所述驱动信号为单端信号，所述线驱动器用于将所述单端信号转换为差分输出，所述线驱动器的差分输出的正端与所述光耦的发光二极管的阳极连接，所述线驱动器的差分输出的负端与所述光耦的发光二极管的阴极连接。

7.如权利要求6所述的放电MOS管的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括第一稳压二极管和第二稳压二极管，所述第一稳压二极管的阴极与所述线驱动器的差分输出的正端连接，所述第二稳压二极管的阴极与所述线驱动器的差分输出的负端连接，所述第一稳压二极管的阳极、所述第二稳压二极管的阳极均连接到所述电源地。

8.如权利要求1所述的放电MOS管的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括第五电阻、电容器和第二二极管，所述第五电阻的一端与所述第二二极管的阳极连接后与所述放电MOS管的漏极连接，所述第五电阻的另一端与所述第二二极管的阴极连接后与所述电容器的一端连接，所述电容器的另一端与所述放电MOS管的源极连接。

9.一种放电加工装置，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的放电MOS管的驱动电路，所述放电加工装置还包括放电MOS管、放电电源和放电电极，所述放电电源的正极与所述放电MOS管的漏极连接，所述放电电源的负极与待加工的工件连接，所述放电MOS管的源极与所述放电电极连接，所述放电电极与所述工件之间形成放电间隙，所述放电间隙用于在所述放电MOS管导通时产生放电电流以加工所述工件。

10.如权利要求9所述的放电加工装置，其特征在于，所述放电加工装置还包括第三二极管，所述第三二极管的阳极与所述放电电源的正极连接，所述第三二极管的阴极与所述放电MOS管的漏极连接。