一种互补式大电压场效应管驱动电路的制作方法

    技术2023-06-16  124


    本实用新型涉及效应管驱动电路领域,更具体的说是涉及一种互补式大电压场效应管驱动电路。



    背景技术:

    脉冲调制电路,是脉冲体制雷达中脉冲放大器供电的关键电路。通过该电路,实现脉冲放大器的快速上电、下电。而对控电的核心器件----大功率场效应管的驱动电路,则是脉冲调制电路的核心。现有的场效应管驱动电路技术,主流的实现手段是推挽式第二三极管和互补式场效应管驱动电路。

    推挽式第二三极管结构简单,成本低廉,而且不存在互补式场效应管的“穿通现象”,对于切换时间指标不高的脉冲调制电路,非常合适。但是,相同封装的第二三极管和场效应管相比,其电流上限明显较低,如果用于驱动电流容量更高的供电场效应管,力有不逮。

    互补式场效应管结构的驱动电路,成本较推挽式第二三极管的要高,而且存在两个场效应管同时开启的危险状态即“穿通”。但是,其优势也非常明显,电流上限较第二三极管大很多。所以,对于脉冲调制的上升下降沿要求严格的应用,使用该结构的驱动电路就是必然。

    控制大电压的场效应管,其栅源电压的最大允许差值通常不会超过-30v。所以,对于互补式场效应管结构的驱动电路而言,其“高压点”与“低压点”的压差必须控制在30v以下,甚至更低。而传统的互补式场效应管结构驱动电路,“高压点”会被设置为放大器的供电电压值,而“低压点”会被直接绑定为参考地电压,即0v。这种设计,对于大电厂的场效应管,其压差经常会超过30v,容易直接击穿昂贵的供电场效应管。



    技术实现要素:

    本实用新型为了解决上述技术问题提供一种互补式大电压场效应管驱动电路。

    本实用新型通过下述技术方案实现:

    一种互补式大电压场效应管驱动电路,包括场效应管驱动器,所述场效应管驱动器包括电源端和电压参考端,还包括用于给场效应管驱动器提供方波电平信号的电平变换电路、用于抬升电压参考端电压以使电源端和电压参考端之间的压差小于30v的低压点生成电路。此处的电源端即“高压点”,电压参考端即“低压点”,从原理上来说,降低电源端和电压参考端的压差,一可降低电源端的电压,一可提高电压参考端的电压,但是,本方案适于大电压场景,与小电压场效应管驱动电路的设计不同,要降低电源端电压显然不合适。本方案在现有电路的基础上做了改进,即增设一低压点生成电路抬高电压参考端的电压,以减小电源端与电压参考端的压差,以满足大电压环境使用需求。低压点生成电路将驱动器的参考电压点带来了偏移,所以对应的输入电平也必须进行变换,否则会导致驱动器的逻辑混乱,本方案采用电平变换电路对输入电平进行变换以满足驱动器逻辑需求。

    作为优选,所述低压点生成电路包括第二三极管、电容、由第二电阻和第三电阻构成的分压电路,所述第二三极管的集电极和第三电阻的非公共端与电源端相连,所述第二三极管的基极与分压电路的分压端相连,所述第二三极管的发射极与电压参考端相连且通过电容接地,所述第二电阻的非公共端接地。

    进一步的,所述第二电阻和第三电阻的比值大于(v1-30)/30,其中,v1为电源端电压。

    本实用新型与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

    1、本实用新型增设一低压点生成电路抬高电压参考端的电压,以减小电源端与电压参考端的压差,以满足大电压环境使用需求。

    附图说明

    此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本实用新型实施例的限定。

    图1为本实用新型的电路原理图。

    具体实施方式

    为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本实用新型作进一步的详细说明,本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型,并不作为对本实用新型的限定。

    实施例1

    如图1所示的一种互补式大电压场效应管驱动电路,包括场效应管驱动器、低压点生成电路、用于给场效应管驱动器提供方波电平信号的电平变换电路。场效应管驱动器包括电源端和电压参考端,场效应管驱动器根据电平变换电路输入的脉冲调制信号为大电压场效应管m提供栅极充放电电流,同步脉冲调制信号并且增强了脉冲调制信号的电流驱动能力。低压点生成电路抬升电压参考端电压以使电源端和电压参考端之间的压差小于30v,以满足大电压场景的使用需求。

    实施例2

    基于上述实施例的原理,本方案公开一低压点生成电路、电平变换电路的详细实施方式,如图1所示,其采用市场上常见的廉价器件,实现对大电压场效应管的驱动,场效应管驱动器采用现有的互补式场效应管驱动器。低压点生成电路包括第二三极管q2、电容c1、由第二电阻r2和第三电阻r3构成的分压电路,所述第二三极管的集电极和第三电阻的非公共端与电源端相连,所述第二三极管的基极与分压电路的分压端相连,所述第二三极管的发射极与电压参考端相连且通过电容接地,所述第二电阻的非公共端接地。第二电阻和第三电阻的比值大于(v1-30)/30,其中,v1为电源端电压。低压点生成电路主要解决互补式场效应管驱动器以及大电压场效应管的“低压点”设置问题。通过一个共射三极管和储能电容c1,为驱动器提供一个非参考地的低压点电平,以保证场效应管不被大压差击穿。

    如图1所示,电平变换电路包括第一三极管q1、第一电阻r1、第六电阻r6,所述第一三极管的发射级通过第六电阻与地相连且集电极通过第一电阻与场效应管驱动器的电源端相连。

    其工作原理如下:

    外部的ttl信号源输入+5v的脉冲调制信号,大电压直流电源v1提供+48v的直流电压。低为0v、高为+5v的ttl信号经过电平变换电路后,被调整为低为+36v,高为+48v的方波电平信号。低压点生成电路将驱动器的默认参考点位从接地的0v调整为+36v,并且通过电容c1的储能电容,保证其电压的稳定性。

    互补式场效应管驱动器的输入端连接电平变换电路,其默认的电压参考端与低压点生成电路相连,拉高参考电位,让这个驱动器的输出端随着ttl信号,输出电流很大的驱动电压到大电压功率场效应管的栅极,实现对它通断的控制。而且,由于其高压与低压之差只有12v,所以对于大电压功率场效应管而言,栅源之间的压差完全在安全范围内,不会有击穿的风险。通过本方案的技术加强了公司在脉冲放大器、电源调制电路等产品方面的研发能力,解决了大电压场效应管的快速充放电问题。

    以上所述的具体实施方式,对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已,并不用于限定本实用新型的保护范围,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种互补式大电压场效应管驱动电路,包括场效应管驱动器,所述场效应管驱动器包括电源端和电压参考端,其特征在于,还包括用于给场效应管驱动器提供方波电平信号的电平变换电路、用于抬升电压参考端电压以使电源端和电压参考端之间的压差小于30v的低压点生成电路。

    2.根据权利要求1所述的一种互补式大电压场效应管驱动电路,其特征在于,所述低压点生成电路包括第二三极管、电容、由第二电阻和第三电阻构成的分压电路,所述第二三极管的集电极和第三电阻的非公共端与电源端相连,所述第二三极管的基极与分压电路的分压端相连,所述第二三极管的发射极与电压参考端相连且通过电容接地,所述第二电阻的非公共端接地。

    3.根据权利要求2所述的一种互补式大电压场效应管驱动电路,其特征在于,所述第二电阻和第三电阻的比值大于(v1-30)/30,其中,v1为电源端电压。

    4.根据权利要求1所述的一种互补式大电压场效应管驱动电路,其特征在于,所述场效应管驱动器为互补式场效应管驱动器。

    5.根据权利要求1所述的一种互补式大电压场效应管驱动电路,其特征在于,所述电平变换电路包括第一三极管、第一电阻、第六电阻,所述第一三极管的发射级通过第六电阻与地相连且集电极通过第一电阻与场效应管驱动器的电源端相连。

    技术总结
    本实用新型公开了一种互补式大电压场效应管驱动电路,包括场效应管驱动器,所述场效应管驱动器包括电源端和电压参考端,还包括用于给场效应管驱动器提供方波电平信号的电平变换电路、用于抬升电压参考端电压以使电源端和电压参考端之间的压差小于30V的低压点生成电路。其增设一低压点生成电路抬高电压参考端的电压,以减小电源端与电压参考端的压差,以满足大电压环境使用需求。

    技术研发人员:秦勋
    受保护的技术使用者:航天科工微系统技术有限公司
    技术研发日:2019.09.26
    技术公布日:2020.03.31

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