專利名稱：防止mosfet對(duì)管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種電動(dòng)汽車電機(jī)控制器中MOSFET三相全橋驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，特別涉及一種防止MOSFET對(duì)管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)MOSFET應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)于MOSFET保護(hù)電路的研究也越來越重視。現(xiàn)有的電動(dòng)汽車電機(jī)控制器中的MOSFET三相全橋驅(qū)動(dòng)電路是由單片機(jī)信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)或通過光電隔離器給驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)系統(tǒng)上電或下電時(shí)產(chǎn)生的脈沖干擾或驅(qū)動(dòng)信號(hào)錯(cuò)誤時(shí)，使兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)為高電平，驅(qū)動(dòng)芯片同時(shí)輸出兩路高電平，使同相上下兩橋MOSFET同時(shí)導(dǎo)通，即MOSFET對(duì)管產(chǎn)生的大電流將會(huì)使MOSFET瞬間損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)在技術(shù)存在的上述問題，提供一種可防止MOSFET三相全橋驅(qū)動(dòng)電路中上下橋同時(shí)導(dǎo)通、保護(hù)MOSFET不被損壞的防止MOSFET對(duì)管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路。本發(fā)明采取的技術(shù)解決方案是
一種防止MOSFET對(duì)管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，包括兩路光電隔離器，其特殊之處是在兩路光電隔離器的輸入端通過光電隔離器輸入限流電阻分別接有邏輯門電路，在光電隔離器輸出端和其電源端之間接有光電隔離器輸出上拉電阻，在光電隔離器輸出端還接有非門電路II，邏輯門電路輸入端、非門電路II輸出端分別為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端和驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，光電隔離器輸入信號(hào)“0”時(shí)非門電路II輸出信號(hào)為“0”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)為“0”、“0”時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)為“0”、“0”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)為時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)為“0”、“1”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)為“1”、“0”時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)為“1”、“0”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)為時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)為“0 ”、“ 1”，其中” I ”代表電壓為邏輯高電壓，” 0 ”代表電壓為邏輯低電平。所述邏輯門電路是由兩個(gè)串聯(lián)的非門電路I、兩個(gè)與門電路組成，其中兩路驅(qū)動(dòng) 信號(hào)輸入端與兩個(gè)非門電路I輸出端分別與對(duì)應(yīng)的與門電路相連，二個(gè)與門電路輸出端與光電隔離器輸入限流電阻相連。本發(fā)明的有益效果是電路簡單、性能可靠、成本低，在MOSFET三相全橋驅(qū)動(dòng)電路中使用該驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，驅(qū)動(dòng)信號(hào)在傳輸過程中采用通過光電隔離器來實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離，以抑制傳輸干擾，該驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路通過在光電耦合器輸入端采用邏輯門電路和在光電耦合器輸出端采用邏輯非門電路，以保護(hù)同相上下兩橋MOSFET不同時(shí)導(dǎo)通。可最大程度的降低驅(qū)動(dòng)信號(hào)由于干擾或驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制錯(cuò)誤等原因造成的MOSFET對(duì)管故障。在MOSFET三相全橋驅(qū)動(dòng)電路中使用該驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，可消除由于系統(tǒng)通電和系統(tǒng)斷電時(shí)刻的光電耦合器兩側(cè)的隔離電源由于建立或消失不同步而造成的MOSFET對(duì)管故障。


圖I是本發(fā)明的電路原理圖；圖中U1A、U1B-非門電路I、U2A、U2B-與門電路，U3A、U3B-光電隔離器，U4A、U4B-非門電路II，U5-M0SFET驅(qū)動(dòng)芯片，QU Q2-上、下橋，RU R2-光電隔離器輸入限流電阻，R3、R4-光電隔離器輸出上拉電阻。
具體實(shí)施例方式如圖所示，該防止MOSFET對(duì)管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，包括兩路光電隔離器U3A、U3B，在兩路光電隔離器U3A、U3B的輸入端通過光電隔離器輸入限流電阻R1、R2接有由二個(gè)串聯(lián)的非門電路I U1A、UlB和二個(gè)與門電路U2A、U2B構(gòu)成的邏輯門電路，在光電隔離器U3A、U3B輸出端PHl/2、PL2/2和其電源端Vrc之間接有光電隔離器輸出上拉電阻R3、R4，在光電隔離器U3A、U3B輸出端PHI/2、PL2/2還接有非門電路II U4A、U4B,非門電路I U1A、UlB輸入端以及非門電路U4A、U4B的輸出端分別為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端PH1、PL2和驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端PH1/3、 PL2/3，其中兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端PH1、PL2與兩個(gè)非門電路I U1A、U1B輸出端分別與對(duì)應(yīng)的與門電路U2A、U2B輸入端相連，二個(gè)與門電路U2A、U2B輸出端PH1/1、PL2/1與光電隔離器輸入限流電阻Rl、R2相連。接線時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端PHl/3、PL2/3與MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片U5輸入端連接，其輸出端PHI/4、PL2/4與三相全橋驅(qū)動(dòng)電路中上下橋Ql、Q2柵極相連，MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片U5的輸出電壓為MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)電壓。同時(shí)MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片U5為正邏輯方式輸出，即當(dāng)驅(qū)動(dòng)芯片輸入電壓為邏輯高電壓時(shí)，其輸出電壓為高電壓；當(dāng)驅(qū)動(dòng)芯片輸入電壓為邏輯低電壓時(shí)，其輸出電壓為低電壓。上下橋Ql、Q2為N溝道MOSFET，當(dāng)MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片U5的輸出電壓為高電壓即MOSFET的柵極輸入電壓為高電壓時(shí)，MOSFET導(dǎo)通，當(dāng)驅(qū)動(dòng)芯片U5的輸出電壓為低電壓即MOSFET的柵極輸入電壓為低電壓時(shí)，MOSFET截止。光電隔離器U3A、U3B輸入信號(hào)為“0”時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端PHl/3、PL2/3的輸出信號(hào)為“0”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端PH1、PL2的輸入信號(hào)為“0”、“0”時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端PHl/3、PL2/3的輸出信號(hào)為“0”、“0”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端PHI、PL2的輸入信號(hào)為時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端PHl/3、PL2/3的輸出信號(hào)為“0”、“1”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端PH1、PL2的輸入信號(hào)為“I”、“0”時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端PHl/3、PL2/3的輸出信號(hào)為“1”、“0”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端PH1、PL2的輸入信號(hào)為時(shí)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端PHl/3、PL2/3的輸出信號(hào)為“0”、“1”，其中”1”代表電壓為邏輯高電壓，” 0 ”代表電壓為邏輯低電平。本發(fā)明電路在驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)進(jìn)行控制的正常工作狀態(tài)下，輸入端PHl和PL2在各種邏輯電壓組合下所對(duì)應(yīng)的電路中各點(diǎn)的邏輯電壓真值如表I所示。由表I可見，在任何時(shí)候輸出端PH1/4和PL2/4兩點(diǎn)的電壓均不同時(shí)為“I”。其中前3種組合方式為正?？刂品绞?，此時(shí)輸出端PH1/4和PL2/4的邏輯電壓真值與輸入端PHl和PH2真值相同，系統(tǒng)將按照輸入信號(hào)的控制正常工作。組合方式4為驅(qū)動(dòng)信號(hào)的錯(cuò)誤輸入方式,該方式下,輸出端PH1/4的邏輯電壓真值變?yōu)椤?”，即上橋Ql被強(qiáng)制截止，上下兩橋Q1、Q2不同時(shí)導(dǎo)通，即避免了 MOSFET對(duì)管。同時(shí)與門電路U2B的二路輸入信號(hào)一定先于與門電路U2A的2路輸入信號(hào)到來(因非門電路UlA的輸出信號(hào)直接接至與門電路U2B，而非門電路UlA的輸出信號(hào)經(jīng)過非門電路UlB后再接至與門電路U2A，所以與門電路U2B的輸入信號(hào)提前與門電路U2A的輸入信號(hào)一個(gè)非門電路UlB的轉(zhuǎn)換時(shí)間)，所以輸出端PH1/4的邏輯電壓真值的變化一定先于輸出端PL2/4的邏輯電壓真值的變化。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端PH1、PL2的輸入信號(hào)為“I”、“I”時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端PHl/4、PL2/4的輸出信號(hào)為“O”、“1”，且輸出端PH1/4的輸出信號(hào)為“0”先于輸出端PL2/4的輸出信號(hào)為“ I ”，即先保證上橋截止，更減小了 MOSFET對(duì)管的幾率，增加了系統(tǒng)的可靠性。系統(tǒng)通電時(shí)刻或斷電時(shí)刻，輸入端PHl和PL2可能處于均為表I的四種輸入狀態(tài)，由于該驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路設(shè)定光電隔離器輸入信號(hào)為“0”時(shí)(二極管側(cè)截止?fàn)顟B(tài))通過非門電路II U4A、U4B使其輸出“0”(低電平)，防止上電過程中光電隔離器U3A、U3B輸出端電源比輸入端電源建立快或下電過程中輸出端電源比輸入端電源消失慢而使輸出端PH1/4和PL2/4同時(shí)為高電平，即保證了無論光電隔離器兩側(cè)的供電電源是否同步建立，均不會(huì)造成光電隔離器狀態(tài)改變(即由截止變?yōu)閷?dǎo)通)而引起MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片U5輸入端的電壓變高而造成同相上下兩橋Q1、Q2的同時(shí)導(dǎo)通，避免了 MOSFET對(duì)管現(xiàn)象的發(fā)生。表I 兩路驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)在各種邏輯電壓組合下的電路中各點(diǎn)的邏輯電壓真值
權(quán)利要求
1.一種防止MOSFET對(duì)管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，包括兩路光電隔離器，其特征是在兩路光電隔離器的輸入端通過光電隔離器輸入限流電阻分別接有邏輯門電路，在光電隔離器輸出端和其電源端之間接有光電隔離器輸出上拉電阻，在光電隔離器輸出端還接有非門電路II，邏輯門電路輸入端、非門電路II輸出端分別為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端和驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，光電隔離器輸入信號(hào)“0”時(shí)非門電路II輸出信號(hào)為“0”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)為“0”、“0”時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)為“0”、“0”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)為時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)為“0”、“1”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)為“1”、“0”時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)為“1”、“0”，當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入信號(hào)為時(shí)驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)為“0 ”、“ 1”，其中” I ”代表電壓為邏輯高電壓，” 0 ”代表電壓為邏輯低電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的防止MOSFET對(duì)管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，其特征是所述邏輯門電路是由兩個(gè)串聯(lián)的非門電路I、兩個(gè)與門電路組成，其中兩路驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端與兩個(gè)非門電路I輸出端分別與對(duì)應(yīng)的與門電路相連，二個(gè)與門電路輸出端與光電隔離器輸入限流電阻相連。
全文摘要
一種適用于電動(dòng)汽車電機(jī)控制器中MOSFET三相全橋的防止MOSFET對(duì)管的驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路，包括兩路光電隔離器，其特殊之處是在兩路光電隔離器的輸入端通過光電隔離器輸入限流電阻分別接有邏輯門電路，在光電隔離器輸出端和其電源端之間接有光電隔離器輸出上拉電阻，在光電隔離器輸出端還接有非門電路Ⅱ，邏輯門電路輸入端、非門電路Ⅱ輸出端分別為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端和驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端，光電隔離器輸入信號(hào)“0”時(shí)非門電路Ⅱ輸出信號(hào)為“0”，該驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、成本低，可防止MOSFET三相全橋驅(qū)動(dòng)電路中上下橋同時(shí)導(dǎo)通、保護(hù)MOSFET不被損壞。
文檔編號(hào)H03K19/007GK102684671SQ201210135800
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者伏思燕, 李興全, 李博, 申彩英, 程英偉 申請人:錦州海伯倫汽車電子有限公司