本實(shí)用新型涉及驅(qū)動(dòng)電路領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
一般在AC-DC開關(guān)電源系統(tǒng)中，主功率MOS管都為N型MOS管，其導(dǎo)通程度及導(dǎo)通速度直接決定系統(tǒng)效率。
目前絕大部分驅(qū)動(dòng)電路采用的三種驅(qū)動(dòng)方式如下：
一是直接40mA電流驅(qū)動(dòng)，沒有任何分段驅(qū)動(dòng)，此種驅(qū)動(dòng)方式會(huì)產(chǎn)生極大的EMC干擾，沒有考慮N型MOS管導(dǎo)通特點(diǎn)，導(dǎo)通損耗極大；
二是采用驅(qū)動(dòng)管串接限流電阻的方式，此種方式由于采用了串接電阻，對(duì)系統(tǒng)的EMC干擾大大減小，但是初始電流被限流電阻限制，導(dǎo)通瞬間電流較小，相應(yīng)導(dǎo)通延時(shí)會(huì)增大；
三是采用兩段驅(qū)動(dòng)，開始以最大電流進(jìn)行啟動(dòng)，延時(shí)500nS后采用最大電流的十分之一進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)通延時(shí)較小，EMC干擾也會(huì)減小，但是后期MOS管導(dǎo)通的交疊損耗會(huì)增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種高效的高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路。
為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：
一種高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路，包括第一基準(zhǔn)電壓電路、第二基準(zhǔn)電壓電路、第三基準(zhǔn)電壓電路、第一比較器、第二比較器、第三比較器、驅(qū)動(dòng)電路、控制模塊、第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管；
所述第一基準(zhǔn)電壓電路通過第一比較器與驅(qū)動(dòng)電路電連接，所述第二基準(zhǔn)電壓電路通過第二比較器與驅(qū)動(dòng)電路電連接，所述第三基準(zhǔn)電壓電路通過第三比較器與驅(qū)動(dòng)電路電連接；所述驅(qū)動(dòng)電路分別與第一MOS管和控制模塊電連接；所述控制模塊與第二MOS管電連接；
所述第一MOS管與第二MOS管電連接后分別與第三MOS管、第一比較器、第二比較器和第三比較器電連接。
進(jìn)一步的，所述第一基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓小于第二基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓，所述第二基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓小于第三基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓。
進(jìn)一步的，所述第一基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓為1.25V，所述第二基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓為2.5V，所述第三基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓為14V。
進(jìn)一步的，所述第一比較器包括第一正向輸入端、第一反向輸入端和第一輸出端，所述第二比較器包括第二正向輸入端、第二反向輸入端和第二輸出端，所述第三比較器包括第三正向輸入端、第三反向輸入端和第三輸出端；
所述第一正向輸入端與第一基準(zhǔn)電壓電路電連接，所述第二正向輸入端與第二基準(zhǔn)電壓電路電連接，所述第三正向輸入端與第三基準(zhǔn)電壓電路電連接；
所述第一MOS管與第二MOS管電連接后分別與第一比較器的第一反向輸入端、第二比較器的第二反向輸入端和第三比較器的第三反向輸入端電連接；
所述第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端分別與驅(qū)動(dòng)電路電連接。
進(jìn)一步的，所述第一MOS管為P溝道，所述第一MOS管的柵極與驅(qū)動(dòng)電路電連接，所述第一MOS管的漏極接電源，所述第一MOS管的源極分別與第二MOS管、第三MOS管、第一比較器的第一反向輸入端、第二比較器的第二反向輸入端和第三比較器的第三反向輸入端電連接。
進(jìn)一步的，所述第二MOS管為N溝道，所述第二MOS管的柵極與控制模塊電連接，所述第二MOS管的漏極與第一MOS管的源極、第三MOS管、第一比較器的第一反向輸入端、第二比較器的第二反向輸入端和第三比較器的第三反向輸入端電連接，所述第二MOS管的源極接地。
進(jìn)一步的，還包括電阻和電感；所述第三MOS管為N溝道，所述第三MOS管的柵極分別與第一MOS管的源極、第二MOS管的漏極、第一比較器的第一反向輸入端、第二比較器的第二反向輸入端和第三比較器的第三反向輸入端電連接，所述第三MOS管的漏極通過電感接外部電壓，所述第三MOS管的源極通過電阻接地。
本實(shí)用新型的有益效果在于：
本實(shí)用新型提供的高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路通過設(shè)置三個(gè)基準(zhǔn)電壓電路、三個(gè)比較器以及配合兩個(gè)MOS管(即為本實(shí)用新型中的第一MOS管和第二MOS管)使驅(qū)動(dòng)電壓分三段對(duì)高壓MOS管(即為本實(shí)用新型中的第三MOS管)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，高壓MOS管經(jīng)過三種狀態(tài)最終完全導(dǎo)通，可減小導(dǎo)通損耗及驅(qū)動(dòng)損耗，將本實(shí)用新型提供的高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用到AC-DC開關(guān)電源系統(tǒng)中，系統(tǒng)效率可以提高2％。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的一種高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路的電路連接示意圖。
具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說明。
本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：將驅(qū)動(dòng)電壓分三段對(duì)高壓MOS管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，高壓MOS管經(jīng)過三種狀態(tài)最終完全導(dǎo)通，減小導(dǎo)通損耗及驅(qū)動(dòng)損耗。
請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型提供的一種高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路，包括第一基準(zhǔn)電壓電路、第二基準(zhǔn)電壓電路、第三基準(zhǔn)電壓電路、第一比較器、第二比較器、第三比較器、驅(qū)動(dòng)電路、控制模塊、第一MOS管、第二MOS管和第三MOS管；
所述第一基準(zhǔn)電壓電路通過第一比較器與驅(qū)動(dòng)電路電連接，所述第二基準(zhǔn)電壓電路通過第二比較器與驅(qū)動(dòng)電路電連接，所述第三基準(zhǔn)電壓電路通過第三比較器與驅(qū)動(dòng)電路電連接；所述驅(qū)動(dòng)電路分別與第一MOS管和控制模塊電連接；所述控制模塊與第二MOS管電連接；
所述第一MOS管與第二MOS管電連接后分別與第三MOS管、第一比較器、第二比較器和第三比較器電連接。
從上述描述可知，本實(shí)用新型的有益效果在于：本實(shí)用新型提供的高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路通過設(shè)置三個(gè)基準(zhǔn)電壓電路、三個(gè)比較器以及配合兩個(gè)MOS管(即為本實(shí)用新型中的第一MOS管和第二MOS管)使驅(qū)動(dòng)電壓分三段對(duì)高壓MOS管(即為本實(shí)用新型中的第三MOS管)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，高壓MOS管經(jīng)過三種狀態(tài)最終完全導(dǎo)通，可減小導(dǎo)通損耗及驅(qū)動(dòng)損耗，將本實(shí)用新型提供的高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用到AC-DC開關(guān)電源系統(tǒng)中，系統(tǒng)效率可以提高2％。
其中第一比較器用于比較第一基準(zhǔn)電壓與驅(qū)動(dòng)電平的大小，第二比較器用于比較第二基準(zhǔn)電壓與驅(qū)動(dòng)電平的大小，第三比較器用于比較第三基準(zhǔn)電壓與驅(qū)動(dòng)電平的大小。第一比較器、第二比較器、第三比較器的輸出接驅(qū)動(dòng)電路的輸入，驅(qū)動(dòng)電路主要是依據(jù)三個(gè)比較器的輸出的邏輯高低電平和控制模塊的控制信號(hào)來決定開啟第一MOS管P及第一MOS管P的導(dǎo)通電流，而第一MOS管P的驅(qū)動(dòng)電流決定第二MOS管N的導(dǎo)通速度。其中驅(qū)動(dòng)電路、控制模塊采用通用的具有邏輯功能的單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。
控制模塊連接驅(qū)動(dòng)控制電路及第二MOS管N，產(chǎn)生開啟第二MOS管N及第一MOS管P的控制信號(hào)。第一MOS管P受控于驅(qū)動(dòng)電路，第二MOS管N受控于控制模塊，第一MOS管P及第二MOS管N的漏極相連后接到第三MOS管N1的柵極；第三MOS管N1是系統(tǒng)主開關(guān)。
本實(shí)用新型提供的高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路工作過程如下：
第一階段：控制模塊發(fā)出開啟第一MOS管P的控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電路，由于此時(shí)第三MOS管N1柵極存在柵極到地的電容，此時(shí)開啟的瞬間柵極的電平為零，柵極的電平低于第一基準(zhǔn)電壓電路的第一基準(zhǔn)電平、第二基準(zhǔn)電壓電路的第二基準(zhǔn)電平、第三基準(zhǔn)電壓電路的第三基準(zhǔn)電平，因此第一比較器、第二比較器、第三比較器全部輸出為低電平，驅(qū)動(dòng)模塊得到三個(gè)低電平輸入，經(jīng)內(nèi)部譯碼后，控制第一MOS管P以最大驅(qū)動(dòng)電流100mA對(duì)第三MOS管N1柵極電容進(jìn)行充電，此時(shí)其柵極電位快速充到1.25V，此時(shí)第三MOS管N1剛開啟導(dǎo)通，此階段為加速開啟階段，可縮短導(dǎo)通延時(shí)。
第二階段：當(dāng)?shù)谌齅OS管N1柵極電平高于1.25V時(shí)，此時(shí)第一比較器輸出為高電平，第二比較器、第三比較器全部輸出為低電平，驅(qū)動(dòng)電路控制第一MOS管P以10mA電流進(jìn)行充電，由于第三MOS管N1剛開啟導(dǎo)通，為了降低開啟瞬間的開關(guān)沖擊及EMI，采取緩沖導(dǎo)通的方法，此時(shí)第三MOS管N1柵極電平由1.25V充到第二基準(zhǔn)電平的2.5V后，進(jìn)入第三階段。
第三階段：由于MOS管存在等效的米勒電容，本階段主要是對(duì)米勒電容充電，也是關(guān)鍵的充電階段，此時(shí)第三MOS管N1柵極電平高于第二基準(zhǔn)電平，低于第三基準(zhǔn)電平，此時(shí)第一比較器輸出高電平，第二比較器輸出高電平、第三比較器輸出低電平，驅(qū)動(dòng)電路控制第一MOS管P以100mA電流進(jìn)行快速充電，減小導(dǎo)通交疊損耗，第三MOS管N1柵極電平快速充到第三基準(zhǔn)電平，進(jìn)入第四階段。
第四階段：此時(shí)第三MOS管N1柵極電平高于第一、第二基準(zhǔn)電平，等于第三基準(zhǔn)電平，第一比較器輸出高電平，第二比較器輸出高電平，第三比較器用于穩(wěn)定第三MOS管N1柵極電平，當(dāng)高于第三基準(zhǔn)電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路控制第一MOS管P關(guān)斷充電電流，當(dāng)?shù)谌齅OS管N1柵極電平低于第三基準(zhǔn)電平時(shí),又進(jìn)入到第三階段，如此保證第三MOS管N1柵極電平在第三基準(zhǔn)電平，由于在第三MOS管N1導(dǎo)通的整個(gè)時(shí)間內(nèi)95％的時(shí)間處在第四階段，此時(shí)驅(qū)動(dòng)部分消耗的電流只有100uA，因此大大降低了驅(qū)動(dòng)電流的功耗。
上述的第一基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓小于第二基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓，所述第二基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓小于第三基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓。
具體為：第一基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓為1.25V，所述第二基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓為2.5V，所述第三基準(zhǔn)電壓電路的輸出電壓為14V。
上述的第一比較器包括第一正向輸入端、第一反向輸入端和第一輸出端，所述第二比較器包括第二正向輸入端、第二反向輸入端和第二輸出端，所述第三比較器包括第三正向輸入端、第三反向輸入端和第三輸出端；
所述第一正向輸入端與第一基準(zhǔn)電壓電路電連接，所述第二正向輸入端與第二基準(zhǔn)電壓電路電連接，所述第三正向輸入端與第三基準(zhǔn)電壓電路電連接；
所述第一MOS管與第二MOS管電連接后分別與第一比較器的第一反向輸入端、第二比較器的第二反向輸入端和第三比較器的第三反向輸入端電連接；
所述第一輸出端、第二輸出端和第三輸出端分別與驅(qū)動(dòng)電路電連接。
上述的第一MOS管為P溝道，所述第一MOS管的柵極與驅(qū)動(dòng)電路電連接，所述第一MOS管的漏極接電源，所述第一MOS管的源極分別與第二MOS管、第三MOS管、第一比較器的第一反向輸入端、第二比較器的第二反向輸入端和第三比較器的第三反向輸入端電連接。
上述的第二MOS管為N溝道，所述第二MOS管的柵極與控制模塊電連接，所述第二MOS管的漏極與第一MOS管的源極、第三MOS管、第一比較器的第一反向輸入端、第二比較器的第二反向輸入端和第三比較器的第三反向輸入端電連接，所述第二MOS管的源極接地。
上述的高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路還包括電阻Rcs和電感LP；所述第三MOS管為N溝道，所述第三MOS管的柵極分別與第一MOS管的源極、第二MOS管的漏極、第一比較器的第一反向輸入端、第二比較器的第二反向輸入端和第三比較器的第三反向輸入端電連接，所述第三MOS管的漏極通過電感接VIN，所述第三MOS管的源極通過電阻接地。電阻Rcs和電感LP在方案中的作用是使得整個(gè)系統(tǒng)更加穩(wěn)定。其中VIN就是外部線電壓(85-265V)。
綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路通過設(shè)置三個(gè)基準(zhǔn)電壓電路、三個(gè)比較器以及配合兩個(gè)MOS管使驅(qū)動(dòng)電壓分三段對(duì)高壓MOS管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，高壓MOS管經(jīng)過三種狀態(tài)最終完全導(dǎo)通，可減小導(dǎo)通損耗及驅(qū)動(dòng)損耗，將本實(shí)用新型提供的高壓MOS管驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用到AC-DC開關(guān)電源系統(tǒng)中，系統(tǒng)效率可以提高2％。
以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。