[實用新型]一種大功率抗干擾的場效應管高速驅動電路

有效

• 申請號: 201420165200.8
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN203840190U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 楊毅;劉華宜;朱衛平;蔡靜;李向菊;王學斌;劉斌;楊巧云;潘旺杰;王濤;陳偉
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;武漢電力職業技術學院
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

技術領域

本實用新型屬于電力電子驅動應用技術領域，尤其涉及一種大功率抗干擾的場效應管高速驅動電路，該電路適用于高頻以及對電路抗干擾性要求較高的場合。

背景技術

隨著電力半導體器件的發展，功率場效應晶體管已經成為了開關電源中最常用的器件，由于其開關速度快、驅動功率小、易并聯等優點，廣泛應用于高頻、中小功率的場合，尤其在為計算機、交換機、網絡服務器等通信電子設備提供能量的低壓大電流開關電源中。

目前，電壓源驅動的開關頻率已經超過1MHz，但是開關頻率過高會導致一系列問題，其中阻礙電壓源驅動開關頻率提高的主要瓶頸就是開關器件導通和關斷過程的損耗、門極驅動的損耗和開關器件輸出電容的損耗，相比于傳統的驅動電路，高頻負壓驅動能夠在開關斷開的過程中以小于零的負壓快速關斷場效應管，降低高頻的電路損耗，提高驅動電路的抗干擾性，解決上述電路問題。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是，針對現有技術存在的上述缺陷和不足，提供一種大功率抗干擾的場效應管高速驅動電路，加快了場效應管的開關速度，提高了驅動電路的抗干擾能力，有效防止開關器件的誤導通。

本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種大功率抗干擾的場效應管高速驅動電路，至少包括驅動電壓Vg、穩壓電路、負壓電路和場效應管Q，

所述穩壓電路由穩壓二極管D1和限流電阻R1組成，穩壓二極管D1的負極與所述驅動電壓Vg相連，穩壓二極管D1的正極與限流電阻R1的一端連接，限流電阻R1的另一端與所述場效應管Q的源極相連；

所述負壓電路由二極管D2、電容C1、穩壓二極管D3、三極管T1、柵極輸入電阻R2以及電容C3組成，二極管D2的正極與所述驅動電壓Vg相連，二極管D2的負極同時與電容C1的正極、穩壓二極管D3的負極相連，電容C1的負極與穩壓二極管D3的正極相連；三極管T1的基極與二極管D2的正極相連，三極管T1的集電極與電容C1的正極相連，三極管T1的發射極與所述場效應管Q的源極相連；柵極輸入電阻R2接在電容C1的負極與場效應管Q的柵極之間，電容C3與電阻R2并聯連接、且電容C3的正極與穩壓二極管D3的正極相連。

按上述方案，該場效應管高速驅動電路還包括保護電路，所述保護電路由二極管D4、保護電阻R3和濾波電容C2組成，二極管D4的正極與場效應管Q的柵極相連，二極管D4的負極與電容C1的正極相連，保護電阻R3接在場效應管Q的柵極與門極之間，濾波電容C2與電阻R3并聯連接、且濾波電容C2的正極與場效應管Q的柵極相連。

按上述方案，所述三極管T1為PNP型三極管。

按上述方案，所述穩壓二極管D1、穩壓二極管D3的穩壓值均為5V。

本實用新型的工作原理是：與驅動電壓Vg直接相連的穩壓電路，在驅動電壓Vg為正電壓時將正電壓震蕩尖峰限制在穩壓電路兩端的電壓值，在驅動電壓Vg為零時，穩壓電壓路導通、并為電容C1充電，限流電阻R1用來防止穩壓電路電流過大；當驅動電壓Vg為零時，負壓電路在場效應管Q的柵極與源極之間產生負電壓，二極管D2可以防止電流反向流動，電容C1利用電荷泵原理在正極電壓突變為零時產生負壓，與電容C1并聯的穩壓二極管D3保證電容C1兩端電壓穩定，PNP型三極管T1用來為產生負壓提供通道，電阻R2保證電荷泵的放電時間；保護電路中的保護電阻R3連接在場效應管Q的柵極和源極之間，防止靜電擊穿，濾波電容C2（小電容）起濾波作用，減少驅動脈沖前后沿的畸變現象，二極管D4的作用是給場效應管Q柵極寄生的濾波電容C2提供低阻抗放電通道，加速濾波電容C2放電，從而加速場效應管Q的關斷。

本實用新型的有益效果：該場效應管高速驅動電路結構簡單、成本低廉，能夠高速驅動場效應管工作并在電壓結束時產生負壓快速關斷場效應管，加快了場效應管的開關速度，提高了驅動電路的抗干擾能力，有效防止開關器件的誤導通，尤其適用于高頻、大功率以及電路抗干擾性要求較高的場合。

附圖說明

圖1是本實用新型驅動電路的電路結構圖；

圖2是本實用新型實施例驅動電壓波形圖；

圖3是本實用新型實施例場效應管的柵極與源極之間的電壓波形圖；

圖1中，Vg為驅動電壓，Q為場效應管，C1、C2、C3為電容、D2、D4為二極管，D1、D3為穩壓二極管，R1、R2、R3為電阻，T1為三極管；