[發(fā)明專利]具有過流保護功能的多級大電流MOSFET驅(qū)動電路

在審

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• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112615532A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王頗;王超;李盧毅;姜哲;楊志達;董海星;張俐
• 申請（專利權(quán)）人: 揚州曙光光電自控有限責任公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02H7/12
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發(fā)明公開了一種具有過流保護功能的多級大電流MOSFET驅(qū)動電路，包括一級驅(qū)動電路、過流檢測電路、二級驅(qū)動電路和并聯(lián)設(shè)置的兩個MOSFET；一級驅(qū)動電路用于進行過流檢測，一級驅(qū)動電路的端口IN接收控制側(cè)的PWM信號；端口CS與過流檢測電路連接，進行過流判斷；端口FAULT將過流信號反饋到控制側(cè)，發(fā)出過流警報；過流檢測電路用于檢測流過MOSFET的電流大小，并將電流數(shù)據(jù)傳輸至一級驅(qū)動電路；二極驅(qū)動電路輸入側(cè)與一級驅(qū)動電路連接，輸出側(cè)與MOSFET的柵極連接，用于驅(qū)動MOSFET。本發(fā)明外圍電路簡單，集成度高，提升了伺服驅(qū)動器的功率密度，提高了MOSFET驅(qū)動電路的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低壓大電流伺服驅(qū)動器領(lǐng)域，特別是一種具有過流保護功能的多級大電流MOSFET驅(qū)動電路。

背景技術(shù)

在伺服驅(qū)動器領(lǐng)域，目前應用較為廣泛的多為大型、高壓產(chǎn)品，然而，在機器人關(guān)節(jié)、軍用設(shè)備等場合，受工作條件的限制和出于安全因素的考慮，對于可以通過較低電壓的蓄電池進行供電的小型伺服驅(qū)動器有著強烈的需求。

在相同功率工作的條件下，小型低壓伺服驅(qū)動器的輸出電流是高壓伺服驅(qū)動器的幾倍甚至十幾倍。為驅(qū)動大電流MOSFET，對驅(qū)動電路的設(shè)計提出了更高的要求。驅(qū)動大電流MOSFET，需要普通MOSFET數(shù)倍甚至數(shù)十倍的柵極電流，同時需要進行過流保護。目前大電流MOSFET的驅(qū)動IC集成度不高，多采用在驅(qū)動電路的外圍用分立元件搭建過流保護電路的方式，這種方法雖然滿足驅(qū)動和保護需求，但加大了設(shè)計難度，增大了驅(qū)動板的體積，降低了伺服驅(qū)動器的功率密度，越來越難以滿足機器人關(guān)節(jié)、軍用設(shè)備等特殊場合對空間、重量的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種體積小、功率密度高、具有過流保護功能的多級大電流MOSFET驅(qū)動電路。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種具有電流保護功能的多級大電流MOSFET驅(qū)動電路，包括一級驅(qū)動電路、過流檢測電路、二級驅(qū)動電路和MOSFET，其中MOSFET包括并聯(lián)設(shè)置的第一大電流MOSFETQ1和第二大電流MOSFETQ2；

所述一級驅(qū)動電路用于進行過流檢測，一級驅(qū)動電路的端口IN接收控制側(cè)的PWM信號；端口CS與過流檢測電路連接，進行過流判斷；端口FAULT將過流信號反饋到控制側(cè)，發(fā)出過流警報；

所述過流檢測電路用于檢測流過MOSFET的電流大小，并將電流數(shù)據(jù)傳輸至一級驅(qū)動電路；

所述二極驅(qū)動電路輸入側(cè)與一級驅(qū)動電路連接，輸出側(cè)與MOSFET的柵極連接，用于驅(qū)動MOSFET。

進一步地，所述一級驅(qū)動電路包括第一電容C1、第四電容C4、第六電容C6、第七電容C7、第八電阻R8以及第一驅(qū)動芯片IRS2127；

所述第一驅(qū)動芯片的Vcc端、第四電容C4的第一端、第七電容C7的第一端均接入電源Vcc，第七電容C7的第二端接地GND；第四電容C4的第二端、第一驅(qū)動芯片的端口COM接地GND；第一電容C1串接于第一驅(qū)動芯片的端口VB、端口VS之間，第一驅(qū)動芯片的端口VB接入電源Vcc；第六電容C6串接于第一驅(qū)動芯片的端口CS、端口VS之間；第八電阻R8的第一端與第一驅(qū)動芯片的端口HO連接，控制側(cè)的PWM信號接入第一驅(qū)動芯片的端口IN，第一驅(qū)動芯片的端口FAULT接入控制側(cè)的FPGA。

進一步地，所述二級驅(qū)動電路包括第二電容C2、第三電容C3、第五電容C5、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第二二極管D2以及第二驅(qū)動芯片1EDNI60N12AF；