專利名稱：一種保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及保護(hù)電路，特別涉及一種保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路。
背景技術(shù)：
脈沖寬度調(diào)制(PWM)，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種技術(shù)，廣泛應(yīng)用在測(cè)量、通信等領(lǐng)域，其主要運(yùn)用到功率控制與變換電路中。如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)PWM電路包括第一電阻Rl'、第二電阻R2’和MOS管(metal oxid semiconductor，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管Χ Γ，第一電阻Rl'的一端與脈寬調(diào)制電路的輸出端PWM_0UT電連接，另一端則與所述MOS管Ql'的柵極電連接，MOS管Ql'的源極接地，漏極用于連接PMW電路輸出的后級(jí)電路，第一電阻Rl'與MOS管Ql'的柵極電連接的一端和MOS管Ql'的源極之間還串接有第二電阻R2’。在圖1中，所述PWM電路通過PWM芯片(圖中未示出)輸出不同的占空比的方波，來控制后端MOS管Ql'的對(duì)地導(dǎo)通時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后端輸出電壓或輸出電流的控制。但是， 當(dāng)PWM芯片輸出一個(gè)大占空比的方波時(shí)，后端MOS管Ql'的對(duì)地導(dǎo)通時(shí)間就會(huì)很長(zhǎng)，這樣很容易導(dǎo)致MOS管Ql'的過流損壞。如圖2所示，其為現(xiàn)有技術(shù)的PWM電路應(yīng)用在AC-DC電源電路的示意圖。如圖所示，PWM芯片Ul包括8個(gè)管腳，其中管腳1為Ul的工作電源輸入腳，管腳2為電壓反饋輸入，管腳3為參考電壓輸入，管腳4為過壓/過溫保護(hù)輸入，管腳5為電流反饋輸入，管腳6 為高壓?jiǎn)?dòng)輸入，管腳7為Ul的地輸入，管腳8則為PWM電路的輸出端，其輸出電流通過電阻Rl'直接連接到MOS管Ql'上，當(dāng)該電路的DC端Vout (直流端)負(fù)載加大時(shí)，電路的輸出電壓便會(huì)下降，此時(shí)PWM電路通過反饋電路檢測(cè)到其輸出電壓下降以后，就會(huì)調(diào)整PWM芯片 Ul輸出波型，從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。但是，當(dāng)DC輸出端Vout輸出電流特別大，或是直接短路到地時(shí)，PWM芯片Ul就會(huì)輸出一個(gè)非常大占空比的方波，這樣極容易造成MOS管Ql' 的損壞。如圖3所示，其為現(xiàn)有技術(shù)的PWM電路應(yīng)用于數(shù)碼相框LCD屏背光電路的示意圖。 PWM電路的輸出端PWM_0UT通過電阻Rl'直接連接到MOS管Ql'的柵極上，CONl為背光接插座，引腳1為背光電源正極輸入，引腳2為背光電源負(fù)極輸入，引腳3和4為固定接地引腳；圖中LCD_LFBK1信號(hào)為PWM電路的反饋信號(hào)，當(dāng)此反饋信號(hào)由外部環(huán)境影響出現(xiàn)抖動(dòng)時(shí)，PWM_0UT輸出就有可能出現(xiàn)一下占空比比較大的方波，這樣極容易造成后端MOS管Ql' 的損壞。從上述PWM電路的兩個(gè)應(yīng)用實(shí)施例可以看出，盡管PWM電路的應(yīng)用特別廣泛，但當(dāng) PWM電路輸出比較大的方波時(shí)，極容易導(dǎo)致其后端的MOS管損壞，產(chǎn)品的性能難以保證。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中PWM電路后級(jí)MOS管容易損壞的問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)MOS管的保護(hù)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取了以下技術(shù)方案一種保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，其包括第一電阻、第二電阻和MOS管，所述第一電阻的一端與脈寬調(diào)制電路的輸出端連接，另一端與所述MOS管的柵極連接，所述MOS管的源極接地，所述第二電阻串聯(lián)在MOS管的柵極和源極之間，其中，還包括用于對(duì)所述MOS管進(jìn)行保護(hù)的積分電路，所述積分電路與所述第一電阻并聯(lián)，兩端分別與所述脈寬調(diào)制電路的輸出端和MOS管的柵極電連接。所述積分電路包括第三電阻、第四電阻、電容和三極管；所述第三電阻的一端與所述脈寬調(diào)制電路的輸出端連接，另一端連接三極管的基極，所述三極管的集電極與MOS管的柵極連接，發(fā)射極接地；所述第四阻的一端與三極管的基極連接，另一端接地，所述電容的一端與三極管的基極連接，另一端接地。作為改進(jìn)技術(shù)方案，所述積分電路包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、電容和三極管；所述第三電阻的一端與所述脈寬調(diào)制電路的輸出端連接，另一端連接三極管的基極，所述三極管的集電極與MOS管的柵極連接，發(fā)射極接地；所述第四阻的一端與三極管的基極連接，另一端接地，所述電容的一端與三極管的基極連接，另一端接地，所述第五電阻并接在第三電阻的兩端。作為改進(jìn)技術(shù)方案，所述第三電阻的阻值為4. 7ΚΩ，第一電容的容值為0. IuF0作為改進(jìn)技術(shù)方案，所述三極管為NPN型三極管。作為改進(jìn)技術(shù)方案，所述MOS管為N溝通MOS管。相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型提供的一種保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，由于在PWM電路中增加了積分電路，使得PWM輸出高電平的時(shí)間在可控范圍之內(nèi)，保證其后端MOS管有充足的對(duì)地非導(dǎo)通時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS管的保護(hù)，有效防止了 MOS管被損壞，從而提高產(chǎn)品的可靠性，減少因MOS管器件損壞而產(chǎn)生的費(fèi)用。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中PWM電路的電路原理圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中PWM電路應(yīng)用于AC-DC電源電路的電路示意圖。[0019]圖3為現(xiàn)有技術(shù)的PWM電路應(yīng)用于數(shù)碼相框LCD屏背光電路的電路示意圖。圖4為本實(shí)用新型保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路第一較佳實(shí)施例的電路原理圖。圖5為PWM輸出占空比為50%時(shí)本實(shí)用新型應(yīng)用電路與現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)序?qū)Ρ葓D。圖6為PWM輸出占空比為大于95%時(shí)本實(shí)用新型應(yīng)用電路與現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)序?qū)Ρ葓D。圖7為本實(shí)用新型保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路第二較佳實(shí)施例的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，該電路廣泛應(yīng)用于音頻放大器音量輸出調(diào)節(jié)、伺服系統(tǒng)、AC_DC(交流變換為直流)電源、DC電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、LCD(Liquid Crystal說 Display，液晶顯示器)\LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)屏背光驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域，可有效防止電路后端的MOS管損壞，從而提高產(chǎn)品的可靠性，減少因MOS管器件損壞而產(chǎn)生的費(fèi)用。為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。請(qǐng)參閱圖4，其為本實(shí)用新型保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路的第一較佳實(shí)施例的電路原理圖。如圖所示，所述應(yīng)用電路包括第一電阻Rl、第二電阻R2、MOS管Ql和積分電路11。所述第一電阻Rl的一端與脈寬調(diào)制電路的輸出端PWM_0UT連接，另一端與所述 MOS管Ql的柵極連接，所述MOS管Ql的源極接地，漏極與該應(yīng)用電路的后級(jí)電路連接。所述第二電阻R2串聯(lián)在MOS管Ql的柵極和源極之間，所述積分電路11與所述第一電阻Rl 并聯(lián)，其兩端分別與所述脈寬調(diào)制電路的輸出端PWM_0UT和MOS管Ql的柵極電連接，使得 PWM電路輸出高電平的時(shí)間在可控范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS管Ql進(jìn)行保護(hù)，防止MOS管Ql過流損壞。所述積分電路11包括第三電阻R3、第四電阻R4、電容Cl和三極管Q2。所述第三電阻R3的一端與所述脈寬調(diào)制電路的輸出端PWM_0UT連接，另一端連接三極管Q2的基極， 所述三極管Q2的集電極與MOS管Ql的柵極連接，發(fā)射極接地。所述第四電阻R4的一端與三極管Q2的基極連接，另一端接地，所述電容Cl的一端與三極管Q2的基極連接，另一端接地。其中，所述三極管Q2為NPN型三極管，所述MOS管Ql為N溝通MOS管。具體來說，在本實(shí)施例中，所述第三電阻R3與第一電阻Rl呈并聯(lián)狀態(tài)，第三電阻 R3通過三極管Q2的基極和集電極連接到第一電阻Rl與MOS管Ql的柵極電連接的一端，使脈寬調(diào)制電路的輸出端PWM_0UT輸出的信號(hào)同時(shí)輸入到第一電阻Rl和第三電阻R3中，利用積分電路U中電容Cl的不可躍變性，限制MOS管Ql的對(duì)地導(dǎo)通時(shí)間，起到保護(hù)MOS管 Ql的作用。如果將該應(yīng)用電路應(yīng)用于圖2和圖3的應(yīng)用電路中，可有效防止這兩種電路中的MOS管Ql'的損壞，從而保護(hù)電路功能的正常工作，節(jié)約維修及售后返修成本。以下對(duì)該第一較佳實(shí)施例保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明當(dāng)脈寬調(diào)制電路的輸出端PWM_0UT輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方波時(shí)，高電平會(huì)使后端MOS管 Ql導(dǎo)通，低電平會(huì)使后端MOS管Ql截止。當(dāng)輸出端PWM_0UT輸出高電平時(shí)，電容Cl同時(shí)會(huì)進(jìn)行充電，其充電時(shí)間由第三電阻R3和電容Cl的值確定，當(dāng)電容Cl充滿電后，NPN型三極管Q2的基極會(huì)出現(xiàn)一個(gè)高電位，集電極和發(fā)射極處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)MOS管Ql的柵極被強(qiáng)行拉低，這樣即使PWM電路還在輸出高電平，但是MOS管Ql的柵極已經(jīng)出現(xiàn)了一個(gè)低電平， 從而使MOS管Ql截止，從而實(shí)現(xiàn)控制PWM輸出最大的占空比，起到對(duì)后端應(yīng)用電路中電氣元件的保護(hù)作用。圖5、圖6所示分別為PWM輸出占空比為50%、大于95%時(shí)，本實(shí)用新型應(yīng)用電路與現(xiàn)有技術(shù)PWM電路中MOS管的漏極與PWM輸出信號(hào)的時(shí)序?qū)Ρ葓D。從圖中可以明顯的看出，當(dāng)PWM_0UT輸出一個(gè)占空比為50%時(shí)，積分電路并不會(huì)影響MOS管的輸出，PWM電路可以正常工作，但是當(dāng)PWM_0UT輸出的占空比>95%或者更高時(shí)，積分電路將會(huì)發(fā)揮作用，將MOS 管的輸出控制在90%以下，從而防止MOS管過流損壞。[0032]應(yīng)當(dāng)理解的是，上述圖5和圖6中采用的數(shù)據(jù)僅為參考數(shù)據(jù)，其具體數(shù)值要根據(jù)第三電阻R3和電容Cl的值來確定。例如當(dāng)PWM_0UT輸出為IKHz的信號(hào)、R3 = 4. 7ΚΩ、C1 =0. IuF時(shí)，PWM_0UT輸出的占空比會(huì)被控制在47%以下。請(qǐng)參閱圖7，其為本實(shí)用新型提供的第二較佳實(shí)施例之電路原理圖。積分電路11’ 包括的電子元件，如圖所示。該第二較佳實(shí)施例與第一較佳實(shí)施例的不同之處僅在于，在第三電阻R3的兩端并接有第五電阻R5，在該電路中，通過第三電阻R3和第五電阻R5并聯(lián)后的阻值與電容Cl的容值來控制PWM_0UT的輸出占空比。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，所述積分電路還可根據(jù)需要進(jìn)行一些變換，如在積分電路中增加電阻、電容等電氣元件，只要能控制MOS管對(duì)地導(dǎo)通的時(shí)間即可，均應(yīng)在本實(shí)用新型應(yīng)用電路保護(hù)的范圍之內(nèi)。綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，由于在PWM 電路中增加了積分電路，使得PWM輸出高電平的時(shí)間可以在可控范圍之內(nèi)，保證其后端MOS 管有充足的對(duì)地非導(dǎo)通時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS管的保護(hù)，確保電路功能的正常工作，減少了因MOS管器件損壞而產(chǎn)生的費(fèi)用?？梢岳斫獾氖牵瑢?duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，其包括第一電阻、第二電阻和MOS管，所述第一電阻的一端與脈寬調(diào)制電路的輸出端連接，另一端與所述MOS管的柵極連接，所述MOS管的源極接地，所述第二電阻串聯(lián)在MOS管的柵極和源極之間，其特征在于，還包括用于對(duì)所述MOS管進(jìn)行保護(hù)的積分電路，所述積分電路與所述第一電阻并聯(lián)，兩端分別與所述脈寬調(diào)制電路的輸出端和MOS管的柵極電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，其特征在于，所述積分電路包括第三電阻、第四電阻、電容和三極管；所述第三電阻的一端與所述脈寬調(diào)制電路的輸出端連接，另一端連接三極管的基極，所述三極管的集電極與MOS管的柵極連接，發(fā)射極則接地；所述第四阻的一端與三極管的基極連接，另一端接地，所述電容的一端與三極管的基極連接，另一端接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，其特征在于，所述積分電路包括第三電阻、第四電阻、第五電阻、電容和三極管；所述第三電阻的一端與所述脈寬調(diào)制電路的輸出端連接，另一端連接三極管的基極，所述三極管的集電極與MOS管的柵極連接，發(fā)射極接地；所述第四阻的一端與三極管的基極連接，另一端接地，所述電容的一端與三極管的基極連接，另一端接地，所述第五電阻并接在第三電阻的兩端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，其特征在于，所述第三電阻的阻值為4. 7K Ω，第一電容的容值為0. IuF0
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，其特征在于，所述三極管為NPN型三極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，其特征在于，所述MOS管為N溝通MOS管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種保護(hù)脈寬調(diào)制電路輸出的應(yīng)用電路，其包括第一電阻、第二電阻和MOS管，第一電阻的一端與脈寬調(diào)制電路的輸出端連接，另一端與所述MOS管的柵極連接，MOS管的源極接地，所述第二電阻串聯(lián)在MOS管的柵極和源極之間，其中，還包括用于對(duì)MOS管進(jìn)行保護(hù)的積分電路，所述積分電路分別與所述脈寬調(diào)制電路的輸出端和MOS管的柵極連接。本實(shí)用新型在PWM電路中增加了積分電路，使得PWM輸出高電平的時(shí)間可以在可控范圍之內(nèi)，保證其后端MOS管有充足的對(duì)地非導(dǎo)通時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)MOS管的保護(hù)，有效防止了MOS管被損壞，提高了產(chǎn)品的可靠性。
文檔編號(hào)G09G3/20GK202159473SQ20112022800
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者呂巖 申請(qǐng)人:Tcl集團(tuán)股份有限公司