CN208445471U

CN208445471U - 驱动电路及开关电路

Info

Publication number: CN208445471U
Application number: CN201820821908.2U
Authority: CN
Inventors: 黄大志; 陈志列
Original assignee: Nantong Evoc Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Nantong Evoc Intelligent Technology Co Ltd; EVOC Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2019-01-29
Anticipated expiration: 2028-05-30

Abstract

本实用新型涉及一种驱动电路以及一种开关电路，PMOS管的源极用于接入输入电压，驱动电路包括：用于关断PMOS管的PMOS管Q2、用于导通PMOS管的NMOS管Q3、用于将信号整合为脉冲信号的触发器U1、电容C1、电容C2、电阻R1、分压电阻R2以及分压电阻R3；电阻R1的第一端、PMOS管的源极、PMOS管Q2的源极以及电阻R2的第一端连接在一起，电阻R1的第二端分别与PMOS管Q2的栅极、电容C1的第一端连接，电容C1的第二端分别与NMOS管Q3的栅极、触发器U1的输出端连接，PMOS管Q2的漏极、电阻R2的第二端、PMOS管的栅极、电阻R3的第一端以及电容C2的第一端连接在一起，电阻R3的第二端、电容C2的第二端以及NMOS管Q3的漏极连接在一起，NMOS管Q3的源极接地。

Description

驱动电路及开关电路

技术领域

本实用新型涉及电路技术领域，特别是涉及一种驱动电路以及开关电路。

背景技术

直流电源供电的电路中，经常使用PMOS管作为开关功能器件，以切断或开通直流电源。传统的驱动电路，一般要采用四个以上晶体管并配置对应参数的电阻来驱动PMOS管的栅极，以使PMOS管瞬时进入导通或关断状态，器件多，占用空间多。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种驱动电路。

一种驱动电路，用于驱动PMOS管Q1，所述PMOS管Q1的源极用于接入直流电源提供的输入电压，所述PMOS管Q1的漏极连接被所述直流电源供电的电路，所述驱动电路包括：PMOS管Q2、NMOS管Q3、用于将信号整合为脉冲信号的触发器U1、电容C1、电容C2、放电电阻R1、分压电阻R2以及分压电阻R3；

所述放电电阻R1的第一端、所述PMOS管Q1的源极、所述PMOS管Q2的源极以及分压电阻R2的第一端连接在一起，所述放电电阻R1的第二端分别与所述PMOS管Q2的栅极、电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端分别与所述NMOS管Q3的栅极、触发器U1的输出端连接，所述PMOS管Q2的漏极、分压电阻R2的第二端、所述PMOS管Q1的栅极、分压电阻R3的第一端以及电容C2的第一端连接在一起，所述电阻R3的第二端、电容C2的第二端以及NMOS管Q3的漏极连接在一起，所述NMOS管Q3的源极接地。

上述驱动电路，触发器U1输出的脉冲信号在上升沿时，NMOS管Q3的栅极瞬间为高电平，栅极电位高于源极，NMOS管Q3导通，上升沿带来的瞬态尖峰脉冲通过电容C2瞬态导通PMOS管Q1；脉冲信号在上升沿时以及上升沿后的高电平期间，PMOS管Q2处于截止状态，由于PMOS管Q1通过导通的NMOS管Q3接地，又有分压电阻R2的存在，使得PMOS管Q1在上升沿后的高电平期间，PMOS管Q1的源极电位高于栅极，保持了PMOS管Q1的导通状态。触发器U1输出的脉冲信号在下降沿时，下降沿信号通过电容C1将PMOS管Q2瞬时开通,PMOS管Q2瞬时开通后，PMOS管Q1的栅极通过PMOS管Q2瞬态放电，这样PMOS管Q1就会瞬时关断；下降沿后，脉冲信号保持为低电平，在低电平期间，NMOS管Q3是关断的，放电电阻R1会让PMOS管Q2的栅极放电，因此PMOS管Q2是关断的；这样，NMOS管Q3、PMOS管Q2低电平期间均是关断的，PMOS管Q1就没有了导电回路，PMOS管Q1就会在瞬时关断后维持关断状态。上述驱动电路利用两个MOS管以及电阻电容等实现PMOS管Q1的导通与关断，利用较少的元器件实现了PMOS管Q1的驱动，电路结构简单，硬件建设难度小。通过两个MOS管的开、关实现PMOS管Q1的开关，且不涉及信号放大等处理过程，不需要计算放大倍数，因此电阻、电容等元器件的参数的选择也比较容易。利用两个MOS管组合来实现PMOS管Q1的驱动，可以让PMOS管Q1瞬时进入导通或关断状态，能够最大限度减少PMOS管Q1开关状态转换过程的时间，提高PMOS管Q1开关状态转换效率；因为减少了PMOS管Q1开关状态转换过程的时间，从而也相应减少了PMOS管Q1开关状态转换过程的功率损耗，也减小了PMOS管Q1开关状态转换过程的发热时间。

在其中一个实施例中，所述电容C1是耦合电容。

在其中一个实施例中，所述电容C2是耦合电容。

在其中一个实施例中，所述驱动电路还包括二极管D1，用于稳定所述输入电压；所述二极管D1的阳极、所述放电电阻R1的第一端、所述PMOS管的源极、所述PMOS管Q2的源极以及分压电阻R2的第一端连接在一起，所述二极管D1的阳极、PMOS管Q2的漏极、分压电阻R2的第二端、所述PMOS管的栅极、分压电阻R3的第一端以及电容C2的第一端连接在一起。

在其中一个实施例中，所述二极管D1为稳压二极管。

在其中一个实施例中，所述触发器U1为施密特触发器。

在其中一个实施例中，所述放电电阻R1为将电能转为热能释放的电阻。

在其中一个实施例中，所述分压电阻R2以及分压电阻R3均为贴片式电阻，所述电容C1以及电容C2均为贴片式电容，所述二极管D1为贴片式二极管。

还提出一种开关电路。

一种开关电路，用于切断或开通直流电源，所述开关电路包括PMOS管Q1、PMOS管Q2、NMOS管Q3、用于将信号整合为脉冲信号的触发器U1、电容C1、电容C2、放电电阻R1、分压电阻R2以及分压电阻R3；

所述PMOS管Q1的源极用于接入直流电源提供的输入电压，所述PMOS管Q1的漏极连接被所述直流电源供电的电路，所述放电电阻R1的第一端、所述PMOS管的源极、所述PMOS管Q2的源极以及分压电阻R2的第一端连接在一起，所述放电电阻R1的第二端分别与所述PMOS管Q2的栅极、电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端分别与所述NMOS管Q3的栅极、触发器U1的输出端连接，所述PMOS管Q2的漏极、分压电阻R2的第二端、所述PMOS管的栅极、分压电阻R3的第一端以及电容C2的第一端连接在一起，所述分压电阻R3的第二端、电容C2的第二端以及NMOS管Q3的漏极连接在一起，所述NMOS管Q3的源极接地。

上述开关电路，利用PMOS管Q1来实现直流电源切断和导通，能让直流电源瞬时进入导通或关断状态。其中利用两个MOS管以及电阻电容等来实现PMOS管Q1的导通与关断，利用较少的元器件实现了PMOS管Q1的驱动，电路结构简单，硬件设计难度小。通过两个MOS管的开、关实现PMOS管Q1的开关，且不涉及信号放大等处理过程，不需要计算放大倍数，因此电阻、电容等元器件的参数的选择也比较容易。利用两个MOS管组合来实现PMOS管Q1的驱动，可以让PMOS管Q1瞬时进入导通或关断状态，能够最大限度减少开关状态转换过程的时间，提高开关状态转换效率，也有利于开关电路切断或开通直流电源；因为减少了开关状态转换过程的时间从而也相应减少了转换过程的功率损耗，也减小了转换过程的发热时间，减少了开关电路的损耗，提高开关电路的使用寿命。

附图说明

图1为一个实施例中PMOS管Q1的驱动电路的结构示意图；

图2为一个实施例中整形后的脉冲信号在一个周期内PMOS管Q1、PMOS管Q2、NMOS管Q3的时序示意图；

图3为一个实施例中直流电源的开关电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例以驱动PMOS管Q1为例说明驱动电路。图1为一个实施例中PMOS管Q1的驱动电路的结构示意图。PMOS管Q1导通，可开通直流电源，PMOS管Q1关断，切断直流电源。图1中PMOS管Q1的源极用于接入输入电压，PMOS管Q1的驱动电路包括：PMOS管Q2、NMOS管Q3、用于将信号整合为脉冲信号的触发器U1、电容C1、电容C2、电阻R1、分压电阻R2以及分压电阻R3；触发器U1的输入端接入控制信号V_C，触发器U1的输出端输出脉冲信号，具体可以是矩形脉冲信号。电阻R1的第一端、PMOS管Q1的源极、PMOS管Q2的源极以及电阻R2的第一端连接在一起，电阻R1的第二端分别与PMOS管Q2的栅极、电容C1的第一端连接，电容C1的第二端分别与NMOS管Q3的栅极、触发器U1的输出端连接，PMOS管Q2的漏极、电阻R2的第二端、PMOS管Q1的栅极、电阻R3的第一端以及电容C2的第一端连接在一起，电阻R3的第二端、电容C2的第二端以及NMOS管Q3的漏极连接在一起，NMOS管Q3的源极接地。

控制信号V_C经触发器U1整形成脉冲信号，脉冲信号在上升沿时，NMOS管Q3的栅极瞬间为高电平，栅极电位高于源极，NMOS管Q3导通，上升沿带来的瞬态尖峰脉冲通过电容C2瞬态导通PMOS管Q1；脉冲信号在上升沿时以及上升沿后的高电平期间，PMOS管Q2处于截止状态，由于PMOS管Q1通过导通的NMOS管Q3接地，又有分压电阻R2的存在，使得PMOS管Q1在上升沿后的高电平期间，PMOS管Q1的源极电位高于栅极，保持了PMOS管Q1的导通状态。

控制信号V_C经触发器U1整形成脉冲信号，脉冲信号在下降沿时，下降沿信号通过电容C1将PMOS管Q2瞬时开通,PMOS管Q2瞬时开通后，PMOS管Q1的栅极通过PMOS管Q2瞬态放电，这样PMOS管Q1就会瞬时关断；下降沿后，信号保持为低电平，在低电平期间，NMOS管Q3是关断的，放电电阻R1会让PMOS管Q2的栅极放电，因此PMOS管Q2是关断的；这样，NMOS管Q3、PMOS管Q2低电平期间均是关断的，PMOS管Q1就没有了导电回路，PMOS管Q1就会在瞬时关断后维持关断状态。在低电平导致NMOS管Q3截止期间，NMOS管Q3的电阻极高，输入电压Vi基本被NMOS管Q3分压，使分压电阻R2上分压约为零，所以PMOS管Q1关断。

图2示出了脉冲信号在一个周期内PMOS管Q1、PMOS管Q2、NMOS管Q3的时序示意图。

具体地，触发器U1为施密特触发器；电容C1是耦合电容，用于将PMOS管Q2瞬时导通，电容C2是耦合电容，用于将PMOS管Q1瞬时导通。

放电电阻R1为将电能转为热能释放的电阻。具体地，放电电阻R1包括散热器外壳以及绕制电阻丝的瓷管，瓷管放在散热器外壳内。

其中一个实施例中，请参阅图1，驱动电路还包括二极管D1；二极管D1的阳极、电阻R1的第一端、PMOS管Q1的源极、PMOS管Q2的源极以及电阻R2的第一端连接在一起，二极管D1的阳极、PMOS管Q2的漏极、电阻R2的第二端、PMOS管的栅极、电阻R3的第一端以及电容C2的第一端连接在一起。

具体地，二极管D1为稳压二极管。二极管D1用于稳定输入电压Vi,限制PMOS管Q1源极到栅极的电压，避免输入电压Vi过压时，PMOS管Q1过压损坏。

PMOS管Q1的驱动电路器件少，电路结构简单。驱动电路的器件可采用体积小的器件，其中一个实施例中，分压电阻R2以及分压电阻R3均为贴片式电阻，电容C1以及电容C2均为贴片式电容，二极管D1为贴片式二极管。贴片式的元器件体积小，占用面积小，有利于实现PMOS管Q1的驱动电路的小型化。

上述驱动电路利用两个MOS管以及电阻电容等实现PMOS管Q1的导通与关断，利用较少的元器件实现了PMOS管Q1的驱动，电路结构简单，硬件建设难度小。通过两个MOS管的开、关实现PMOS管Q1的开关，且不涉及信号放大等处理过程，不需要计算放大倍数，因此电阻、电容等元器件的参数的选择也比较容易。利用两个MOS管组合来实现PMOS管Q1的驱动，可以让PMOS管Q1瞬时进入导通或关断状态，能够最大限度减少PMOS管Q1开关状态转换过程的时间，提高PMOS管Q1开关状态转换效率；因为减少了PMOS管Q1开关状态转换过程的时间，从而也相应减少了PMOS管Q1开关状态转换过程的功率损耗，也减小了PMOS管Q1开关状态转换过程的发热时间。

本实用新型实施例还提出一种开关电路，用于切断或开通直流电源。

图3为一个实施例中的直流电源的开关电路的结构示意图，请参阅图3，该直流电源的开关电路包括如上任一实施例中驱动电路，图3的直流电源的开关电路具体包括PMOS管Q1、PMOS管Q2、NMOS管Q3、用于将信号整合为脉冲信号的触发器U1、电容C1、电容C2、放电电阻R1、分压电阻R2以及分压电阻R3；PMOS管Q1的源极用于接入直流电源提供的输入电压，PMOS管Q1的漏极连接被直流电源供电的电路，放电电阻R1的第一端、PMOS管Q1的源极、PMOS管Q2的源极以及分压电阻R2的第一端连接在一起，放电电阻R1的第二端分别与PMOS管Q2的栅极、电容C1的第一端连接，电容C1的第二端分别与NMOS管Q3的栅极、触发器U1的输出端连接，PMOS管Q2的漏极、电阻R2的第二端、PMOS管Q1的栅极、电阻R3的第一端以及电容C2的第一端连接在一起，电阻R3的第二端、电容C2的第二端以及NMOS管Q3的漏极连接在一起，NMOS管Q3的源极接地。

上述开关电路，利用PMOS管Q1来实现直流电源切断和导通，能让直流电源瞬时进入导通或关断状态。其中利用两个MOS管以及电阻电容等来实现PMOS管Q1的导通与关断，利用较少的元器件实现了PMOS管Q1的驱动，电路结构简单，硬件建设难度小。通过两个MOS管的开、关实现PMOS管Q1的开关，且不涉及信号放大等处理过程，不需要计算放大倍数，因此电阻、电容等元器件的参数的选择也比较容易。利用两个MOS管组合来实现PMOS管Q1的驱动，可以让PMOS管Q1瞬时进入导通或关断状态，能够最大限度减少开关状态转换过程的时间，提高开关状态转换效率，也有利于开关电路切断或开通直流电源；因为减少了开关状态转换过程的时间从而也相应减少了转换过程的功率损耗，也减小了转换过程的发热时间，减少了开关电路的损耗，提高开关电路的使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种驱动电路，用于驱动PMOS管Q1，所述PMOS管Q1的源极用于接入直流电源提供的输入电压，所述PMOS管Q1的漏极连接被所述直流电源供电的电路，其特征在于，所述驱动电路包括：PMOS管Q2、NMOS管Q3、用于将信号整合为脉冲信号的触发器U1、电容C1、电容C2、放电电阻R1、分压电阻R2以及分压电阻R3；

所述放电电阻R1的第一端、所述PMOS管Q1的源极、所述PMOS管Q2的源极以及分压电阻R2的第一端连接在一起，所述放电电阻R1的第二端分别与所述PMOS管Q2的栅极、电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端分别与所述NMOS管Q3的栅极、触发器U1的输出端连接，所述PMOS管Q2的漏极、分压电阻R2的第二端、所述PMOS管Q1的栅极、分压电阻R3的第一端以及电容C2的第一端连接在一起，所述分压电阻R3的第二端、电容C2的第二端以及NMOS管Q3的漏极连接在一起，所述NMOS管Q3的源极接地。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述电容C1是耦合电容。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述电容C2是耦合电容。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路还包括二极管D1，用于稳定所述输入电压；所述二极管D1的阳极、所述放电电阻R1的第一端、所述PMOS管Q1的源极、所述PMOS管Q2的源极以及分压电阻R2的第一端连接在一起，所述二极管D1的阳极、PMOS管Q2的漏极、分压电阻R2的第二端、所述PMOS管Q1的栅极、分压电阻R3的第一端以及电容C2的第一端连接在一起。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述二极管D1为稳压二极管。

6.根据权利要求2-5任一项所述的驱动电路，其特征在于，所述触发器U1为施密特触发器。

7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述放电电阻R1为将电能转为热能释放的电阻。

8.根据权利要求4或5所述的驱动电路，其特征在于，所述分压电阻R2以及分压电阻R3均为贴片式电阻，所述电容C1以及电容C2均为贴片式电容，所述二极管D1为贴片式二极管。

9.一种开关电路，用于切断或开通直流电源，其特征在于，所述开关电路包括PMOS管Q1、PMOS管Q2、NMOS管Q3、用于将信号整合为脉冲信号的触发器U1、电容C1、电容C2、放电电阻R1、分压电阻R2以及分压电阻R3；

所述PMOS管Q1的源极用于接入直流电源提供的输入电压，所述PMOS管Q1的漏极连接被所述直流电源供电的电路，所述放电电阻R1的第一端、所述PMOS管Q1的源极、所述PMOS管Q2的源极以及分压电阻R2的第一端连接在一起，所述放电电阻R1的第二端分别与所述PMOS管Q2的栅极、电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端分别与所述NMOS管Q3的栅极、触发器U1的输出端连接，所述PMOS管Q2的漏极、分压电阻R2的第二端、所述PMOS管Q1的栅极、分压电阻R3的第一端以及电容C2的第一端连接在一起，所述分压电阻R3的第二端、电容C2的第二端以及NMOS管Q3的漏极连接在一起，所述NMOS管Q3的源极接地。