[发明专利]用于开关晶体管的驱动电路及包括其的驱动装置

说明书

本发明提供了一种用于开关晶体管的驱动电路及包括其的驱动装置，所述驱动电路包括：功率放大器，其包括连接在第一直流电压端子和第二直流电压端子之间以推挽电路布置的第一和第二功率晶体管；第一稳压器件，其连接在功率放大器的输入端子和第一功率晶体管的控制端子之间；第三功率晶体管，其连接在功率放大器的输出端子与第二直流电压端子或接地端子之间；第一分压器件，其连接在功率放大器的输入端子和输出端子之间；晶体管控制电路，其用于当开关晶体管处于短路路径中时控制第三功率晶体管导通，以及当开关晶体管被控制为导通且未处于短路路径中时控制第三功率晶体管截止。本发明的驱动电路降低开关晶体管的功耗且延长了短路保护时间。

技术领域

本发明涉及驱动电路领域，具体涉及一种用于开关晶体管的驱动电路及包括其的驱动装置。

背景技术

驱动电路位于主电路和控制电路之间，是一种用来对控制电路输出的脉宽调制信号进行放大并输出功率放大的脉宽调制驱动信号的电路。驱动电路输出的脉宽调制驱动信号能够驱动主电路的开关晶体管。

图1是现有技术中的驱动电路与驱动器芯片和开关晶体管相连接的电路图。如图1所示，驱动器芯片10的内部电路模块为本领域所公知，在此不再详细描述，其两个供电端子分别连接至直流电压端子Vcc(其具有第一直流电压V1，例如15伏特或18伏特)和直流电压端子Vdd(其具有第二直流电压V2，例如-5伏特)，一个端子接地G，另一个输出端子用于输出脉宽调制信号PWM，其中脉宽调制信号PWM的高电平和低电平分别等于第一直流电压和第二直流电压。

驱动电路1包括连接在直流电压端子Vcc和直流电压端子Vdd之间的NPN型三极管Q11和PNP型三极管Q12，其中NPN型三极管Q11的集电极连接至直流电压端子Vcc，PNP型三极管Q12的集电极连接至直流电压端子Vdd，NPN型三极管Q11的基极和PNP型三极管Q12的基极相连接且作为驱动电路1的输入端子，其连接至驱动器芯片10的输出端子，NPN型三极管Q11的发射极和PNP型三极管Q12的发射极连接且作为驱动电路1的输出端子。

驱动电路1构成了一个功率放大器，其用于对驱动器芯片10输出的脉宽调制信号PWM进行功率放大(具体而言实现电流放大)，且通过驱动电阻Rg给绝缘栅双极型晶体管Q13的门极提供功率放大的脉宽调制驱动信号，从而控制绝缘栅双极型晶体管Q13导通和截止，其中绝缘栅双极型晶体管Q13与另一个绝缘栅双极型晶体管(图1未示出)连接在同一个桥臂中，即绝缘栅双极型晶体管Q13的集电极连接至另一个绝缘栅双极型晶体管的发射极或直流母线。

具体而言，当驱动器芯片10输出的脉宽调制信号是高电平(即第一直流电压V1)，NPN型三极管Q11导通，PNP型三极管Q12截止，此时驱动电路1输出的电压等于第一直流电压V1减去NPN型三极管Q11的导通压降，其略小于第一直流电压V1，且通过驱动电阻Rg提供给绝缘栅双极型晶体管Q13的门极从而控制其导通。当驱动器芯片10输出的脉宽调制信号是低电平(即第二直流电压V2)，NPN型三极管Q11截止，且PNP型三极管Q12导通，此时驱动电路1输出的电压等于第二直流电压V2减去PNP型三极管Q12的导通压降，且通过驱动电阻Rg提供给绝缘栅双极型晶体管Q13的门极从而控制其截止。

现有技术的驱动电路1输出的脉宽调制驱动信号的高电平约等于第一直流电压V1，其通常为15伏特或18伏特。当驱动电路1输出的驱动电压为较高的18伏特时，绝缘栅双极型晶体管Q13的集电极和发射极之间的导通压降较小，因此功率损失较小，且效率较高。由于开关晶体管中的短路电流与其驱动电压正相关，当驱动电压较大且绝缘栅双极型晶体管Q13处于短路路径(即绝缘栅双极型晶体管Q13和与其连接在同一个桥臂上的绝缘栅双极型晶体管同时导通)中时，其中的短路电流较大且短路电流较快地上升，因此来不及对绝缘栅双极型晶体管Q13进行短路保护，从而导致其损坏。然而，当驱动电路1输出的驱动电压为15伏特时，绝缘栅双极型晶体管Q13中的短路电流上升较慢，能够对其进行短路保护，但是其导通损耗较大，效率较低。

发明内容