[发明专利]具有过流保护功能的多级大电流MOSFET驱动电路

说明书

本发明公开了一种具有过流保护功能的多级大电流MOSFET驱动电路，包括一级驱动电路、过流检测电路、二级驱动电路和并联设置的两个MOSFET；一级驱动电路用于进行过流检测，一级驱动电路的端口IN接收控制侧的PWM信号；端口CS与过流检测电路连接，进行过流判断；端口FAULT将过流信号反馈到控制侧，发出过流警报；过流检测电路用于检测流过MOSFET的电流大小，并将电流数据传输至一级驱动电路；二极驱动电路输入侧与一级驱动电路连接，输出侧与MOSFET的栅极连接，用于驱动MOSFET。本发明外围电路简单，集成度高，提升了伺服驱动器的功率密度，提高了MOSFET驱动电路的安全性。

技术领域

本发明涉及低压大电流伺服驱动器领域，特别是一种具有过流保护功能的多级大电流MOSFET驱动电路。

背景技术

在伺服驱动器领域，目前应用较为广泛的多为大型、高压产品，然而，在机器人关节、军用设备等场合，受工作条件的限制和出于安全因素的考虑，对于可以通过较低电压的蓄电池进行供电的小型伺服驱动器有着强烈的需求。

在相同功率工作的条件下，小型低压伺服驱动器的输出电流是高压伺服驱动器的几倍甚至十几倍。为驱动大电流MOSFET，对驱动电路的设计提出了更高的要求。驱动大电流MOSFET，需要普通MOSFET数倍甚至数十倍的栅极电流，同时需要进行过流保护。目前大电流MOSFET的驱动IC集成度不高，多采用在驱动电路的外围用分立元件搭建过流保护电路的方式，这种方法虽然满足驱动和保护需求，但加大了设计难度，增大了驱动板的体积，降低了伺服驱动器的功率密度，越来越难以满足机器人关节、军用设备等特殊场合对空间、重量的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种体积小、功率密度高、具有过流保护功能的多级大电流MOSFET驱动电路。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种具有电流保护功能的多级大电流MOSFET驱动电路，包括一级驱动电路、过流检测电路、二级驱动电路和MOSFET，其中MOSFET包括并联设置的第一大电流MOSFETQ1和第二大电流MOSFETQ2；

所述一级驱动电路用于进行过流检测，一级驱动电路的端口IN接收控制侧的PWM信号；端口CS与过流检测电路连接，进行过流判断；端口FAULT将过流信号反馈到控制侧，发出过流警报；

所述过流检测电路用于检测流过MOSFET的电流大小，并将电流数据传输至一级驱动电路；

所述二极驱动电路输入侧与一级驱动电路连接，输出侧与MOSFET的栅极连接，用于驱动MOSFET。

进一步地，所述一级驱动电路包括第一电容C1、第四电容C4、第六电容C6、第七电容C7、第八电阻R8以及第一驱动芯片IRS2127；

所述第一驱动芯片的Vcc端、第四电容C4的第一端、第七电容C7的第一端均接入电源Vcc，第七电容C7的第二端接地GND；第四电容C4的第二端、第一驱动芯片的端口COM接地GND；第一电容C1串接于第一驱动芯片的端口VB、端口VS之间，第一驱动芯片的端口VB接入电源Vcc；第六电容C6串接于第一驱动芯片的端口CS、端口VS之间；第八电阻R8的第一端与第一驱动芯片的端口HO连接，控制侧的PWM信号接入第一驱动芯片的端口IN，第一驱动芯片的端口FAULT接入控制侧的FPGA。

进一步地，所述二级驱动电路包括第二电容C2、第三电容C3、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二二极管D2以及第二驱动芯片1EDNI60N12AF；