一種mosfet驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種MOSFET驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路主干采用推挽式電路，以降低驅(qū)動電路的靜態(tài)功并提高驅(qū)動能力，驅(qū)動更加穩(wěn)定。推挽式電路由兩個處于開關(guān)工作狀態(tài)的NPN三極管一和NPN三極管二組成，電路工作的任何時間內(nèi)，兩個三極管處于一個導(dǎo)通另一個關(guān)斷狀態(tài)。驅(qū)動電路中包括兩個MOSFET管，其中一個作為主回路上的MOSFET，即作為正常充電的MOSFET，另一個作為卸荷電路上的MOSFET。當(dāng)其中之一MOSFET處于關(guān)斷狀態(tài)時，另一MOSFET是導(dǎo)通的。這樣就行成了兩個MOSFET管工作在一個關(guān)斷另一個導(dǎo)通的狀態(tài)，以調(diào)節(jié)充電電流，避免蓄電池發(fā)生過充現(xiàn)象。
【專利說明】—種MOSFET驅(qū)動電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及防止蓄電池過充的一種MOSFET驅(qū)動電路。

【背景技術(shù)】
[0002]我國幅員遼闊，居民分布東多西少?？紤]到生活在邊遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)、牧民以及沿海地區(qū)島嶼上的漁民、邊、海防哨所、通訊塔站及微波中繼站等居民的用電特點，用常規(guī)電網(wǎng)覆蓋他們十分困難，而且也很不經(jīng)濟。因此在我國的許多邊遠(yuǎn)地區(qū)，電力短缺造成經(jīng)濟，文化與教育的嚴(yán)重落后。但由于這些地區(qū)一般風(fēng)力資源比較豐富，因此在這些地區(qū)大力推廣小型風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)的應(yīng)用也將是一種比較理想的策略。
[0003]小型風(fēng)力發(fā)電機一般將風(fēng)力發(fā)電機組發(fā)出的電能用除能設(shè)備儲存起來(一般用蓄電池)，需要時再提供給負(fù)載(可直流供電，亦可用逆變器變換為交流供給用戶)。常見的獨立運行小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)框圖如圖1所示，包括風(fēng)力機10、與風(fēng)力機10連接的控制器20、與控制器20連接的蓄電池30、通過逆變器40與蓄電池30連接的交流負(fù)載50、與蓄電池30連接的直流負(fù)載60。
[0004]然而，現(xiàn)有技術(shù)中的小型風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)在保護(hù)蓄電池方面有所欠缺，例如，充電電流得不到調(diào)節(jié)，使蓄電池發(fā)生過充現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所解決的技術(shù)問題:小型風(fēng)力發(fā)電機，充電電流得不到調(diào)節(jié)，使蓄電池發(fā)生過充現(xiàn)象。
[0006]本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種MOSFET驅(qū)動電路，包括PWM波輸入端、NPN三極管一、NPN三極管二、NPN三極管三、PNP三極管、二極管、自舉電容、MOSFET管一、MOSFET管二、電源。所述PWM波輸入端連接電源，所述PWM波輸入端與電源之間設(shè)有電阻一，所述PWM波輸入端與NPN三極管一和NPN三極管二的基極連接，所述PWM波輸入端與NPN三極管一和NPN三極管二的基極之間設(shè)有電阻二，所述PNP三極管的基極與NPN三極管一的集電極連接，所述PNP三極管的基極與NPN三極管一的集電極之間設(shè)有電阻三，所述NPN三極管三的基極與NPN三極管二的集電極連接，所述NPN三極管三的基極與NPN三極管二的集電極之間設(shè)有電阻四，所述PNP三極管的集電極與NPN三極管三的集電極連接，所述PNP三極管的集電極與NPN三極管三的集電極之間設(shè)有串接的電阻五和電阻六，所述NPN三極管二的集電極連接電源，所述NPN三極管二的集電極與電源之間設(shè)有電阻七，所述自舉電容的正極與PNP三極管的發(fā)射極連接，所述二極管的正極連接電源，所述二極管的負(fù)極連接自舉電容的正極，所述二極管的負(fù)極與自舉電容的正極之間設(shè)有電阻八，所述電阻五和電阻六連接處設(shè)有輸出端一，所述自舉電容負(fù)極設(shè)有輸出端二，所述自舉電容的正極與PNP三極管的發(fā)射極連接處設(shè)有輸出端三，所述輸出端一與NPN三極管三的集電極之間設(shè)有穩(wěn)壓二極管一、穩(wěn)壓二極管二、穩(wěn)壓二極管三、電阻九、電容，所述穩(wěn)壓二極管一、穩(wěn)壓二極管二、穩(wěn)壓二極管三串接，所述穩(wěn)壓二極管一與穩(wěn)壓二極管二、穩(wěn)壓二極管三反向設(shè)置，所述電阻九與電容并聯(lián)且與穩(wěn)壓二極管一、穩(wěn)壓二極管二、穩(wěn)壓二極管三串接，所述輸出端一與輸出端二之間設(shè)有穩(wěn)壓二極管一、穩(wěn)壓二極管二，所述MOSFET管一連接在輸出端一和輸出端二上，所述MOSFET管二連接在輸出端二和輸出端三上。
[0007]上述MOSFET驅(qū)動電路的功能是將控制器送來的PWM波變成能直接驅(qū)動MOSFET的電壓信號。
[0008]本實用新型所述的MOSFET驅(qū)動電路的主干采用推挽式電路，以降低驅(qū)動電路的靜態(tài)功并提高驅(qū)動能力，驅(qū)動更加穩(wěn)定。推挽式電路由兩個處于開關(guān)工作狀態(tài)的NPN三極管一和NPN三極管二組成，電路工作的任何時間內(nèi)，兩個三極管處于一個導(dǎo)通另一個關(guān)斷狀態(tài)。要使MOSFET管導(dǎo)通時，NPN三極管一導(dǎo)通，為柵極提供通向高電位的通路，柵源間電壓大到使MOSFET管穩(wěn)定導(dǎo)通。要使MOSFET關(guān)斷時，NPN三極管二導(dǎo)通，提供柵極通向低電位的通路，柵源間電壓到使MOSFET管穩(wěn)定關(guān)斷。
[0009]作為本實用新型的進(jìn)一步說明，所述電阻一的值為3K歐姆，所述電阻四的值為2K歐姆，所述電阻五的值為400K歐姆，所述電阻六的值為50K歐姆，所述電阻七的值為2K歐姆，所述電阻八的值為37K歐姆，所述電阻九的值為1.5K歐姆，所述自舉電容的值為100U法拉，所述電容的值為0.1U法拉，所述電源的值為12伏。
[0010]本實用新型中的自舉電容負(fù)端接MOSFET源極，正端接驅(qū)動電路的12V電源，電源和自舉電容正端之間放一個二極管，使電流只能從12V電源流向自舉電容而不能反向流動。當(dāng)MOSFET處于關(guān)閉的狀態(tài)時，源極電位為負(fù)0.7V，12V電源和負(fù)0.7V的電勢差對自舉電容充電，和自舉電容串聯(lián)的電容充電限流電阻八阻值很小，較大的電流使自舉電容很快充足電，其兩端電位差達(dá)到12V左右。當(dāng)MOSFET處于由斷到通的瞬時，NPN三極管一開始導(dǎo)通，提供自舉電容正端和柵極的通路，自舉電容兩端的電壓加在柵源極之間，對MOSFET柵極供電，使MOSFET導(dǎo)通。MOSFET 一旦導(dǎo)通，源極電壓升高到幾十伏，使自舉電容負(fù)端電位值也升高到同樣大小。由于自舉電容容值較大，且自舉電容對MOSFET柵極放電電流較小，因此自舉電容兩端電壓保持12V幾乎不變，于是，自舉電容的正端電位保持比源極電壓大12V，這就使柵源極之間電壓為12V，因而MOSFET穩(wěn)定導(dǎo)通。自舉電容正端電位在幾十伏以上，大于12V電壓值，這時，+12V電源和自舉電容正端存在的二極管使自舉電容不會對+12V電源放電。
[0011]作為本實用新型的進(jìn)一步說明，本實用新型所述的MOSFET管包括MOSFET管一和MOSFET管二。MOSFET管一的柵源極分別連接驅(qū)動電路的輸出端一和輸出端二，作為主回路上的M0SFET，即作為正常充電的M0SFET。而MOSFET管二的柵源極分別連接輸出端二和輸出端三，作為卸荷電路上的MOSFET。當(dāng)MOSFET管一處于關(guān)斷狀態(tài)時，輸出端二和輸出端三兩端電壓是12.7V，因此MOSFET管二是導(dǎo)通的。當(dāng)MOSFET管一處于導(dǎo)通狀態(tài)時，輸出端二和輸出端三兩端電壓是負(fù)的，因此MOSFET管二此時是關(guān)斷的。這樣就行成了兩個MOSFET管工作在一個關(guān)斷另一個導(dǎo)通的狀態(tài)。
[0012]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，在MOSFET驅(qū)動電路和它的前置電路(即控制電路)之間運用光耦進(jìn)行隔離，以減充電主電路對控制電路的干擾。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明:
[0014]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的獨立運行的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)框圖；
[0015]圖2為本實用新型一種MOSFET驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中符號說明:
[0017]10 —風(fēng)力機；
[0018]20—控制器；
[0019]30—蓄電池；
[0020]40 —逆變器；
[0021]50—交流負(fù)載；
[0022]60 —直流負(fù)載；
[0023]Rl —電阻；R2 —電阻；R3 —電阻；R4 —電阻；R5 —電阻；R6 —電阻；R7 —電阻；R8 —電阻；R9 —電阻；
[0024]Tl - NPN三極管；T2 — NPN三極管；Τ3 — NPN三極管；Τ4 — PNP三極管；
[0025]Dl 一穩(wěn)壓二極管；D2 —穩(wěn)壓二極管；D3 —穩(wěn)壓二極管；D4 —二極管；
[0026]Cl —自舉電容；C2 —電容；
[0027]OC —光藕；
[0028]Fl —輸出端；F2 —輸出端；F3 —輸出端。

【具體實施方式】
[0029]驅(qū)動電路功能是將控制電路送來的PWM波變成能直接驅(qū)動MOSFET的電壓信號。MOSFET的驅(qū)動電路如圖2所示，包括PWM波輸入端、NPN三極管一 T1、NPN三極管二 T2、NPN三極管三T3、PNP三極管T4、二極管D4、自舉電容Cl、MOSFET管一、MOSFET管二、電源，其特征在于:所述PWM波輸入端連接電源，所述PWM波輸入端與電源之間設(shè)有電阻一 Rl，所述PWM波輸入端與NPN三極管一 Tl和NPN三極管二 T2的基極連接，所述PWM波輸入端與NPN三極管一 Tl和NPN三極管二 T2的基極之間設(shè)有電阻二 R2，所述PNP三極管T4的基極與NPN三極管一 Tl的集電極連接，所述PNP三極管T4的基極與NPN三極管一 Tl的集電極之間設(shè)有電阻三R3，所述NPN三極管三T3的基極與NPN三極管二 T2的集電極連接，所述NPN三極管三T3的基極與NPN三極管二 T2的集電極之間設(shè)有電阻四R4，所述PNP三極管T4的集電極與NPN三極管三T3的集電極連接，所述PNP三極管T4的集電極與NPN三極管三T3的集電極之間設(shè)有串接的電阻五R5和電阻六R6，所述NPN三極管二 T2的集電極連接電源，所述NPN三極管二 T2的集電極與電源之間設(shè)有電阻七R7，所述自舉電容Cl的正極與PNP三極管T4的發(fā)射極連接，所述二極管D4的正極連接電源，所述二極管D4的負(fù)極連接自舉電容Cl的正極，所述二極管D4的負(fù)極與自舉電容Cl的正極之間設(shè)有電阻八R8，所述電阻五R5和電阻六R6連接處設(shè)有輸出端一 Fl，所述自舉電容Cl負(fù)極設(shè)有輸出端二 F2，所述自舉電容Cl的正極與PNP三極管T4的發(fā)射極連接處設(shè)有輸出端三F3，所述輸出端一 Fl與NPN三極管三T3的集電極之間設(shè)有穩(wěn)壓二極管一 D1、穩(wěn)壓二極管二 D2、穩(wěn)壓二極管三D3、電阻九R9、電容C2，所述穩(wěn)壓二極管一 Dl、穩(wěn)壓二極管二 D2、穩(wěn)壓二極管三D3串接，所述穩(wěn)壓二極管一 Dl與穩(wěn)壓二極管二 D2、穩(wěn)壓二極管三D3反向設(shè)置，所述電阻九R9與電容C2并聯(lián)且與穩(wěn)壓二極管一 D1、穩(wěn)壓二極管二 D2、穩(wěn)壓二極管三D3串接，所述輸出端一 Fl與輸出端二 F2之間設(shè)有穩(wěn)壓二極管一 Dl、穩(wěn)壓二極管二 D2，所述MOSFET管一連接在輸出端一 Fl和輸出端二 F2上，所述MOSFET管二連接在輸出端二 F2和輸出端三F3上。
[0030]其中，上述電阻一 Rl的值為3k歐姆，所述電阻四R4的值為2k歐姆，所述電阻五R5的值為400k歐姆，所述電阻六R6的值為50k歐姆，所述電阻七R7的值為2k歐姆，所述電阻八R8的值為37k歐姆，所述電阻九R9的值為1.5k歐姆，所述自舉電容Cl的值為100 μ法拉，所述電容C2的值為0.1 μ法拉，所述電源的值為12伏。
[0031]實際工作中:
[0032]1、在驅(qū)動電路和它的前置電路(即控制電路)之間運用光耦OC進(jìn)行隔離，以減充電主電路對控制電路的干擾。
[0033]2、驅(qū)動電路的主干采用推挽式電路，以降低驅(qū)動電路的靜態(tài)功并提高驅(qū)動能力，驅(qū)動更加穩(wěn)定。推挽式電路由兩個處于開關(guān)工作狀態(tài)的三極管Tl、Τ2組成，電路工作的任何時間內(nèi)，兩個三極管處于一個導(dǎo)通另一個關(guān)斷狀態(tài)。要使MOSFET導(dǎo)通時，三極管Τ2導(dǎo)通，為柵極提供通向高電位的通路，柵源間電壓大到使MOSFET穩(wěn)定導(dǎo)通。要使MOSFET關(guān)斷時，三極管Τ2導(dǎo)通，提供柵極通向低電位的通路，柵源間電壓小到使MOSFET穩(wěn)定關(guān)斷。
[0034]3、自舉電容Cl負(fù)端接MOSFET源極，正端接驅(qū)動電路的12V電源，電源和自舉電容Cl正端之間放一個二極管D4，使電流只能從12V電源流向自舉電容Cl而不能反向流動。當(dāng)MOSFET處于關(guān)閉的狀態(tài)時，源極電位為負(fù)0.7V，12V電源和負(fù)0.7V的電勢差對自舉電容Cl充電，和自舉電容Cl串聯(lián)的電容D4充電限流電阻R8阻值很小，較大的電流使自舉電容Cl很快充足電，其兩端電位差達(dá)到12V左右。當(dāng)MOSFET處于由斷到通的瞬時，三極管Τ2開始導(dǎo)通，提供自舉電容Cl正端和柵極的通路，自舉電容Cl兩端的電壓加在柵源極之間，對MOSFET柵極供電，使MOSFET導(dǎo)通。MOSFET —旦導(dǎo)通，源極電壓升高到幾十伏，使自舉電容Cl負(fù)端電位值也升高到同樣大小。由于自舉電容Cl容值較大，且自舉電容Cl對MOSFET柵極放電電流較小，因此自舉電容Cl兩端電壓保持12V幾乎不變，于是，自舉電容Cl的正端電位保持比源極電壓大12V，這就使柵源極之間電壓為12V，因而MOSFET穩(wěn)定導(dǎo)通。自舉電容Cl正端電位在幾十伏以上，大于12V電壓值，這時，+12V電源和自舉電容Cl正端存在的二極管D4使自舉電容Cl不會對+12V電源放電。
[0035]在本實用新型中，MOSFET管一的柵源極分別連接驅(qū)動電路的輸出端一 Fl和輸出端二 F2，作為主回路上的M0SFET，即作為正常充電的MOSFET。而MOSFET管二的柵源極分別連接輸出端二 F2和輸出端三F3，作為卸荷電路上的MOSFET。當(dāng)MOSFET管一處于關(guān)斷狀態(tài)時，輸出端二 F2和輸出端三F3兩端電壓是12.7V，因此MOSFET管二是導(dǎo)通的。當(dāng)MOSFET管一處于導(dǎo)通狀態(tài)時，輸出端二 F2和輸出端三F3兩端電壓是負(fù)的，因此MOSFET管二此時是關(guān)斷的。這樣就行成了兩個MOSFET管工作在一個關(guān)斷另一個導(dǎo)通的狀態(tài)。
[0036]以上內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施方式，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種MOSFET驅(qū)動電路，包括PWM波輸入端、NPN三極管一(Tl) ,NPN三極管二(T2)、NPN三極管三(T3)、PNP三極管(T4)、二極管(D4)、自舉電容(Cl)、MOSFET管一、MOSFET管二、電源，其特征在于:所述PWM波輸入端連接電源，所述PWM波輸入端與電源之間設(shè)有電阻一(Rl)，所述PWM波輸入端與NPN三極管一(Tl)和NPN三極管二(T2)的基極連接，所述PWM波輸入端與NPN三極管一(Tl)和NPN三極管二(T2)的基極之間設(shè)有電阻二(R2)，所述PNP三極管(T4)的基極與NPN三極管一(Tl)的集電極連接，所述PNP三極管(T4)的基極與NPN三極管一(Tl)的集電極之間設(shè)有電阻三(R3)，所述NPN三極管三(T3)的基極與NPN三極管二(T2)的集電極連接，所述NPN三極管三(T3)的基極與NPN三極管二(T2)的集電極之間設(shè)有電阻四(R4)，所述PNP三極管(T4)的集電極與NPN三極管三(T3)的集電極連接，所述PNP三極管(T4)的集電極與NPN三極管三(T3)的集電極之間設(shè)有串接的電阻五(R5)和電阻六(R6)，所述NPN三極管二(T2)的集電極連接電源，所述NPN三極管二(T2)的集電極與電源之間設(shè)有電阻七(R7)，所述自舉電容(Cl)的正極與PNP三極管(T4)的發(fā)射極連接，所述二極管(D4)的正極連接電源，所述二極管(D4)的負(fù)極連接自舉電容(Cl)的正極，所述二極管(D4)的負(fù)極與自舉電容(Cl)的正極之間設(shè)有電阻八(R8)，所述電阻五(R5)和電阻六(R6)連接處設(shè)有輸出端一(Fl)，所述自舉電容(Cl)負(fù)極設(shè)有輸出端二(F2)，所述自舉電容(Cl)的正極與PNP三極管(T4)的發(fā)射極連接處設(shè)有輸出端三(F3)，所述輸出端一(Fl)與NPN三極管三(T3)的集電極之間設(shè)有穩(wěn)壓二極管一(Dl)、穩(wěn)壓二極管二(D2)、穩(wěn)壓二極管三(D3)、電阻九(R9)、電容(C2)，所述穩(wěn)壓二極管一(Dl)、穩(wěn)壓二極管二(D2)、穩(wěn)壓二極管三(D3)串接，所述穩(wěn)壓二極管一(Dl)與穩(wěn)壓二極管二(D2)、穩(wěn)壓二極管三(D3)反向設(shè)置，所述電阻九(R9)與電容(C2)并聯(lián)且與穩(wěn)壓二極管一(Dl)、穩(wěn)壓二極管二(D2)、穩(wěn)壓二極管三(D3)串接，所述輸出端一(Fl)與輸出端二(F2)之間設(shè)有穩(wěn)壓二極管一(Dl)、穩(wěn)壓二極管二(D2)，所述MOSFET管一連接在輸出端一(Fl)和輸出端二(F2)上，所述MOSFET管二連接在輸出端二(F2)和輸出端三(F3)上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種MOSFET驅(qū)動電路，其特征在于:所述電阻一(Rl)的值為3K歐姆，所述電阻四(R4)的值為2k歐姆，所述電阻五(R5)的值為400k歐姆，所述電阻六(R6)的值為50k歐姆，所述電阻七(R7)的值為2k歐姆，所述電阻八(R8)的值為37k歐姆，所述電阻九(R9)的值為1.5k歐姆，所述自舉電容(Cl)的值為100μ法拉，所述電容(C2)的值為0.1 μ法拉，所述電源的值為12伏。
3.如權(quán)利要求1所述的一種MOSFET驅(qū)動電路，其特征在于:所述PWM波輸入端與前置電路之間設(shè)有光耦(OC)。
【文檔編號】H02M1/092GK204190429SQ201420568653
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】仲兆準(zhǔn), 吳秋軒, 潘家杰, 毛利強, 黃敏峰 申請人:蘇州克蘭茲電子科技有限公司