[发明专利]驱动开关电路

说明书

本发明是一种新型的驱动开关电路，可在各种控制系统中作高速开关使用。

许多驱动开关电路往往只考虑如何驱动负载，而没有设置保护装置。国外的TWH8751和TWH8778驱动开关集成电路等，虽然设有保护电路，但它们的过流保护采用了减流型方式，从而电路功耗很大，这不适宜国内目前生产集成电路的工艺。例如，8751电路输出端采用集电极开路的达林顿管，输出最大电流2A，能承受100V的电压，控制开关功率达50W。当输出电流大于2A时，减流型保护电路能对输出管分流，使输出电流自动减至1A左右。另外，这种电路有一定的关断静态功耗。这种电路，在输出过载和错接电源极性时很容易损坏电路。

本发明的目的是为了克服上述电路的缺点，通过全新的设计，得到一种关断静态功耗几乎为零，输出过载和错接电源极性都不会损坏，且能自动复位的驱动开关。

本发明的原理是利用反馈式截止型过流保护技术和开关式恒流型偏置技术，因此电路能在较小的功耗情况下，实现过流保护，该电路在不同等级的工作电压情况下，输出电流保持一致，而且电路关断静态功耗为零。在电路中设置有极性保护和自动复位装置，使电路在错接电源极性情况下不会损坏，并能在输出过载故障排除后自动复位。

图1为本发明的原理方框图。

由图1可见，电路由输入级、启动电路、输出驱动电路、反馈保护电路、过压保护、极性保护电路等组成。输入为1电平时，输入级（1）截止，启动电路（2）处于断开状态，输出驱动电路（3）处于截止状态，输出端为0电平。当输入为0电平时，输入级（1）导通，启动电路（2）产生一个脉冲，使输出驱动电路（3）由截止进入饱和，输出端为1电平。输出驱动电路（3）饱和后，使反馈保护电路（4）进入导通，反馈保护电路（4）导通后使启动电路（2）在产生脉冲后仍保持导通，使输出驱动电路（3）保持稳定输出。当输出过载时，输出电位降低，导致反馈保护电路（4）截止，启动电路（2） 的通路断开，输出驱动电路（3）截止，输出端为0电平，从而使输出过载时电路不会损坏，输出驱动电路（3）的过压保护（5）使加在输出驱动电路（3）上的电压不致超出允许值。极性保护电路（6）使得在错接电源极性情况下使电路不会损坏。自动复位电路（7）使输出过载故障排除后能自动复位。

实现本发明有两种启动方式，一种是利用对电容充电产生脉冲实现启动，另一种是利用三极管反锁产生的脉冲实现启动。下面分别予以阐述。

图2为采用电容充电启动的电原理图。

图2中，当输入为高电平时，三极管BG1、BG2截止，从而三极管BG3、BG4截止，三极管BG5、BG6也必然截止，此时输出端为低电平。当输入端加低电平时，输入级BG1导通，集电极电流IC1经二极管D1、D2、D3钳位，送给启动电路BG2，BG2导通，电流Ie2经电阻R4和电容C1对启动电容C2充电，BG2集电极由截止到导通产生的负脉冲足以使BG3由截止进入导通，输出驱动管BG3导通，输出端为高电平，并使反馈保护电路BG5、BG6导通，BG6导通给Ie2提供通路，同时对电容C2放电。Ie2正常导通，使BG3保持了稳定输出。当输出过载时，输出端电位下降，导致BG5截止，BG6截止，Ie2马上减小，使BG3很快转入截止，输出端为低电平，从而使电路不因输出过载而损坏。自动复位电路由R9、R10、D9等组成。当输出过载，输出端为低电平，二极管D9负极接近零电位，A点电位约等于二极管D9本身压降0.7伏，经R10、R8分压，BG6基极电压低于0.7伏，BG6处于截止状态。当输出过载排除后，A点电位上升，BG6导通，BG3导通，BG5导通，BG6由导通进入饱和，使BG3保持稳定输出，从而实现了输出过载或短路故障排除后自动复位功能。BG4为BG5偏置开关管，采用这种方式，实现了电路关断静态功耗为零。D4、D5、D6为钳位二极管，二极管D7是防止BG5反向导通的，D8为极性保护二极管，DW1为BG3过压保护稳压管，BG8、BG9为钳位三极管。

图3是采用三极管反锁启动的电原理图。