[發明專利]一種寬壓NMOS開關控制電路

有效

• 申請號: 201710011386.X
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106849926B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 卜春光;徐發洋;劉偉;韓松;郭慶;劉套;龔晶
• 申請（專利權）人: 中國航天電子技術研究院
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;H03K17/081
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明一種寬壓NMOS開關控制電路，該電路包括通斷控制電路，用于將處理器的IO控制信號轉換為實際的高壓驅動開關控制信號，以實現驅動所述通斷控制電路，以及對整個電路的通斷控制的離控制電路；用于防止后端功率管柵源極電壓超壓，導致功率管超壓燒毀的自舉電壓超壓保護電路以及用于防止后端功率管柵源極電壓不夠，導致后端功率管進入放大區，不能有效開啟，導致功率管過流、過熱燒毀的自舉電壓欠壓保護電路，由于采用上述技術方案，本發明具有電源輸入范圍寬、可靠性高、體積小、結構易于實現等特點，可廣泛應用于需要開關控制的應用場合，充分考慮系統隔離、開關速度、過流保護，提高了系統實用性。

技術領域

本發明涉及一種寬壓NMOS開關控制電路，具有電源輸入范圍寬、可靠性高、體積小、結構易于實現等特點，可廣泛應用于需要開關控制的應用場合。

背景技術

隨著微電子技術的發展，N溝道MOSFET相較于三極管和P溝道MOSFET在高頻率、大功率和高效率的開關應用場合表現出越來越明顯的優勢。根據其器件特性，在N溝道MOSFET柵極施加相對于源極的高壓信號，能夠控制N溝道MOSFET漏極與源極有效開啟，設置N溝道MOSFET柵極電壓跟隨源極電壓，則能控制該N溝道MOSFET漏極與源極有效關斷。

本發明的前提是已經具有相對于電源電壓的高壓側電源系統，例如采用圖1所示隔離電源產生VBOOST電壓。

在MOSFET器件出現之前，開關控制電路多采取繼電器開關的形式。繼電器可充分保證隔離性，且驅動能力較大，但其可靠性差，使用時觸點容易產生拉弧放電、抗振動及抗沖擊能力也存在較大的限制。MOSFET等電子器件出現后，部分開關控制電路也采用三極管、MOS管等進行開關控制，但多不考慮自舉電壓超壓、欠壓等保護措施，且電路耐壓值低、驅動能力弱。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種寬電源適應范圍，結構易于實現，驅動能力強，可靠性高的開關控制電路，以滿足大功率、高效率NMOS開關應用場合的寬壓NMOS開關控制電路。

本發明包括如下技術方案：一種寬壓NMOS開關控制電路，該電路包括通斷執行電路, 所述通斷控制電路包括PMOS管V1、功率管V2、穩壓管V4、穩壓管V6、熱敏電阻F2和阻容網絡；其特征在于，該電路還包括用于將處理器的IO控制信號轉換為實際的高壓驅動開關控制信號，以實現驅動所述通斷控制電路，以及對整個電路的通斷控制的離控制電路；用于防止后端功率管柵源極電壓超壓，導致功率管超壓燒毀的自舉電壓超壓保護電路以及用于防止后端功率管柵源極電壓不夠，導致后端功率管進入放大區，不能有效開啟，導致功率管過流、過熱燒毀的自舉電壓欠壓保護電路；

其中，所述隔離控制電路與所述通斷執行電路控制連接，所述自舉電壓超壓保護電路和自舉電壓欠壓保護電路設置在所述隔離控制電路與所述通斷執行電路之間。

進一步，所述隔離控制電路包括光耦B1、PNP三極管V8和第一阻容網絡，所述第一阻容網絡包括電阻R12和電阻R15，所述電阻R12的一端與控制器連接，所述電阻R12的另一端與所述光耦B1的第一針腳連接，所述光耦B1的第二針腳接地，所述光耦B1的第三針腳分別與所述PNP三極管V8的源極連接，所述電阻R15一端與所述PNP三極管V8的基極連接，另一端接地。

進一步，所述電阻R15為基極限流電阻。

進一步，所述自舉電壓超壓保護電路包括NPN三極管V7、雙面可擊穿二極管V9和第二阻容網絡，所述第二阻容網絡包括電阻R16和電阻R17；所述NPN三極管V7的源極與所述電阻R16的一端連接，所述NPN三極管V7的基極與所述雙面可擊穿二極管V9的第三針腳連接，所述可擊穿二極管V9的第一針腳和第二針腳均與所述電阻R16的另一端連接，所述電阻R17的一端連接在所述電阻R16和所述可擊穿二極管V9的第一針腳和第二針腳之間，所述電阻R17的另一端接地。