[发明专利]防栅极驱动信号振荡电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源技术领域的振荡电路，具体地说，涉及的是一种防栅极 驱动信号振荡电路。

背景技术

集成开关电源和高频感应加热电源，常常采用桥式拓扑结构MOSFET(金属 -氧化膜-半导体场效应晶体管)电路。现有的桥式拓扑结构MOSFET驱动电路 中，大都会给出合适的死区时间，以防止同一桥臂上下开关器件直通而形成短路。 但是，驱动桥式电路由于密勒效应的作用，同一桥臂上的两个功率器件在转换过 程中，栅极驱动信号会产生振荡，此时功率器件的损耗较大。当振荡幅值较大时， 将使功率器件导通，造成功率开关管直通而损坏。目前常用的解决方法是在 MOSFET关断时在栅极施加负压，以削弱振荡的影响，但其反压电路实现复杂， 需要在上下桥臂之间搭建电路，增加了分布电感，对高频特性影响较大、占用了 较多电路空间、成本较高。

经过现有技术的文献检索发现，吴凤江等在《电气传动》(2005年第6期第 23页)上发表的“桥式拓扑结果功率MOSFET驱动电路设计”，该文中提出栅极 驱动信号的振荡问题的解决方案，具体为在栅源极增加了缓冲电路，减小分布电 感，通过人为串接驱动电阻和在栅源极间并联电容，调整开通和关断时间，从而 降低电压变化率。其不足之处在于：(a)MOSFET开通速度降低。(b)关断期间驱 动电路不能提供一定的负电压。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提出一种在栅源极增加了防栅极驱 动信号振荡的电路，只需要在驱动芯片外围增加较少的器件就能够最大程度地抑 制振荡，避免桥式拓扑MOSFET因栅极驱动信号振荡而误导通产生的桥臂直通。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括驱动芯片、栅极串联小电阻、 高端开关管、低端开关管、栅源极并联电阻、双向稳压二极管、快速恢复二极管、 限流电阻、二极管以及电容。其中：驱动芯片输出信号通过栅极串联小电阻到达 高端开关管栅极，双向稳压二极管和高端开关管的栅源极并联电阻并联，低端开 关管的漏极经栅极串联小电阻连接到高端开关管的栅极，低端开关管的源极连接 至高端开关管的源极，栅极串接小电阻两端并联一个由快速恢复二极管和限流电 阻组成的串联支路，快速恢复二极管的阳极和限流电阻相连，低端开关管源级与 高端开关管的源极之间并联一个由顺次连接的多个二极管和电容组成的串联支 路，最后一个二极管与电容之间接参考地。驱动芯片的地与参考地同地。栅极串 联小电阻减小驱动电路引起的振荡和减小浪涌电压。快速恢复二极管、限流电阻 和低端开关管组成支路为振荡电压提供泄放通路，双向稳压二极管为高端开关管 提供了钳位阈值电压，并可以有效防止驱动信号或dv/dt产生的过压、异常振荡 而导致的栅极和源极间击穿。当关断的时候，利用二极管本身存在的压差，为高 端开关管栅极提供一个负压。

本发明提供了防栅极驱动信号振荡电路，减少分布电感，使驱动信号由阻尼 振荡形式变为指数衰减，同时降低振荡幅值，调节开关管MSOFET的开通与关闭 时间。本发明加入泄放电路迅速泄放振荡电压，避免开关管误导通。本发明加入 限幅电路，进一步限制栅极与源级的过电压，并在单一桥臂中加入负压电路，为 栅极提供负压。与现有外加负压电路相比，本发明具有实现简单、成本低廉、安 全可靠的特点。本发明适用于集成开关电源和高频加热电源及其控制电路等集成 电路内使用。

附图说明

图1是本发明一实施例电路图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的说明，但本发明的保护范围 不限于下述的实施例。