一种基于低压晶体管的双功率开关管驱动电路的制作方法

本发明涉及开关电路技术领域，尤其涉及一种基于低压晶体管的双功率开关管驱动电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展，高频开关电源在工业、农业、国防尤其是电动汽车、储能等领域得到了广泛的应用。

因许多应用场合对电源的体积和尺寸有严格的要求，因此高频化、轻量化是电源发展的必然趋势，高频驱动控制电路在电源产品中具有重要的作用。一些电源拓扑如双管正激变换器、全桥变换器等，在工作时需要对双功率开关管同步驱动，因此对驱动控制电路的要求更高。

如图1所示，目前高频开关电源双管功率开关管的驱动电路大都是由电源管理芯片或数字芯片DSP发出的PWM驱动信号，通过晶体管Q1和Q2形成的图腾柱进行控制。但是，从这些电源管理芯片或数字芯片DSP的输出口发出的PWM驱动信号，存在以下缺点：

1)从电源管理芯片或数字芯片DSP输出口发出的PWM驱动信号幅值往往只有3.3V，当PWM驱动信号为高电平时，因其幅值只有3.3V，而辅助电源VCC的幅值通常为 12V或 15V；此时，因图腾柱的晶体管Q1与Q2基极电压低于Vcc，会始终处于导通状态，导致驱动变压器T1没有信号通过而不能正常工作。

2)需要使用专用驱动放大芯片，导致成本上升。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于低压晶体管的双功率开关管驱动电路，能够有效解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于低压晶体管的双功率开关管驱动电路，包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4；

所述三极管Q1的基极与三极管Q2的基极电连接并分别与外设的PWM驱动信号输出端电连接；所述三极管Q1的集电极与三极管Q3的基极电连接，所述三极管Q3的发射极分别与三极管Q4的集电极和外设的变压器T1的副边绕组一端电连接，所述三极管Q2的集电极与三极管Q4的基极电连接，所述三极管Q2的发射极分别与三极管Q4的发射极和外设的变压器T1的副边绕组另一端电连接。

进一步的，所述三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3均为NPN型低压晶体管，所述三极管Q4为PNP型低压晶体管。

进一步的，所述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4的规格均为40V。

进一步的，还包括电阻R4，所述三极管Q1的基极通过电阻R4与外设的PWM驱动信号输出端电连接，所述三极管Q1的发射极接地。

进一步的，还包括电阻R1和电阻R2，所述三极管Q1的集电极分别与电阻R1的一端和电阻R2的一端电连接，所述电阻R1的另一端与外设的电源VCC电连接，所述电阻R2的另一端与三极管Q3的基极电连接。

进一步的，还包括电阻R3，所述电阻R3的一端与外设的电源VCC电连接，所述电阻R3的另一端与三极管Q3的集电极电连接。

进一步的，还包括电阻R5，所述电阻R5的一端与外设的电源VCC电连接，所述电阻R5的另一端与三极管Q2的集电极电连接。

进一步的，所述PWM驱动信号输出端的驱动信号的幅值为3.3V，所述外设的电源VCC的输出电压为 12V或 15V。

进一步的，还包括电容C1，所述三极管Q3的发射极通过电容C1与外设的变压器T1的副边绕组一端电连接。

进一步的，所述外设的变压器T1的副边绕组另一端接地。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种基于低压晶体管的双功率开关管驱动电路，通过设置三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，以及各器件之间的相互连接，形成一新型双功率开关管驱动电路。本方案不仅具有可靠性高，而且由于无需使用专用驱动放大芯片，因此还具有成本低的优点，极大利于工业化应用。

附图说明

图1为背景技术中的目前高频开关电源双管功率开关管的驱动电路的电路连接图；

图2为本发明的一种基于低压晶体管的双功率开关管驱动电路的电路连接图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图2，本发明提供的一种基于低压晶体管的双功率开关管驱动电路，包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4；

所述三极管Q1的基极与三极管Q2的基极电连接并分别与外设的PWM驱动信号输出端电连接；所述三极管Q1的集电极与三极管Q3的基极电连接，所述三极管Q3的发射极分别与三极管Q4的集电极和外设的变压器T1的副边绕组一端电连接，所述三极管Q2的集电极与三极管Q4的基极电连接，所述三极管Q2的发射极分别与三极管Q4的发射极和外设的变压器T1的副边绕组另一端电连接。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：

本发明提供的一种基于低压晶体管的双功率开关管驱动电路，通过设置三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4，以及各器件之间的相互连接，形成一新型双功率开关管驱动电路。本方案不仅具有可靠性高，而且由于无需使用专用驱动放大芯片，因此还具有成本低的优点，极大利于工业化应用。

进一步的，所述三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3均为NPN型低压晶体管，所述三极管Q4为PNP型低压晶体管。

进一步的，所述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4的规格均为40V。

进一步的，还包括电阻R4，所述三极管Q1的基极通过电阻R4与外设的PWM驱动信号输出端电连接，所述三极管Q1的发射极接地。

进一步的，还包括电阻R1和电阻R2，所述三极管Q1的集电极分别与电阻R1的一端和电阻R2的一端电连接，所述电阻R1的另一端与外设的电源VCC电连接，所述电阻R2的另一端与三极管Q3的基极电连接。

进一步的，还包括电阻R3，所述电阻R3的一端与外设的电源VCC电连接，所述电阻R3的另一端与三极管Q3的集电极电连接。

从上述描述可知，通过设置电阻R3，起到限流作用。

进一步的，还包括电阻R5，所述电阻R5的一端与外设的电源VCC电连接，所述电阻R5的另一端与三极管Q2的集电极电连接。

进一步的，所述PWM驱动信号输出端的驱动信号的幅值为3.3V，所述外设的电源VCC的输出电压为 12V或 15V。

进一步的，还包括电容C1，所述三极管Q3的发射极通过电容C1与外设的变压器T1的副边绕组一端电连接。

从上述描述可知，电容C1起到隔直流作用。

进一步的，所述外设的变压器T1的副边绕组另一端接地。

请参照图2，本发明的实施例一为：

本发明提供的一种基于低压晶体管的双功率开关管驱动电路，包括三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电容C1；

在本实施例中，所述三极管Q1、三极管Q2和三极管Q3均为NPN型低压晶体管，所述三极管Q4为PNP型低压晶体管。所述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3和三极管Q4的规格均为40V。PWM驱动信号输出端的驱动信号的幅值为3.3V，外设的电源VCC的输出电压为 12V或 15V。

所述三极管Q1的基极与三极管Q2的基极电连接并分别与外设的PWM驱动信号输出端电连接；在本实施例中，具体的，所述三极管Q1的基极通过电阻R4与外设的PWM驱动信号输出端电连接，所述三极管Q1的发射极接地。

所述三极管Q1的集电极与三极管Q3的基极电连接，具体的，三极管Q1的集电极通过电阻R2与三极管Q3的基极电连接；三极管Q1的集电极同时通过电阻R1与外设的电源VCC电连接。

所述三极管Q3的发射极分别与三极管Q4的集电极和外设的变压器T1的副边绕组一端电连接，在本实施例中，三极管Q3的发射极通过电容C1与外设的变压器T1的副边绕组一端(T1的第六引脚)电连接。

所述三极管Q3的集电极通过电阻R3与外设的电源VCC电连接。

所述三极管Q2的集电极与三极管Q4的基极电连接；所述三极管Q2的集电极同时还通过电阻R5与外设的电源VCC电连接。

所述三极管Q2的发射极分别与三极管Q4的发射极和外设的变压器T1的副边绕组另一端(T1的第五引脚)电连接并接地。

本发明提供的一种基于低压晶体管的双功率开关管驱动电路的工作原理为：

PWM为电源管理芯片或数字芯片DSP输出的驱动信号，高电平时幅值为3.3V，Q1、Q2、Q4为三个40V的NPN型低压晶体管，Q3为40V的PNP型低压晶体管。当PWM驱动信号为高电平3.3V时，NPN型低压晶体管Q1、Q2导通，NPN型晶体管Q4因基极接地不导通，辅助电源的电压VCC通过限流电阻R1流过晶体管Q1，因晶体管Q1饱和导通，电阻R1左端接地，PNP型低压晶体管Q3因基极通过电阻R2接地，电压VCC通过限流电阻R3流过晶体管Q3、隔直电容C1、驱动变压器T1的绕组6-5形成通路，PWM驱动信号传递到驱动变压器T1的副边。因驱动变压器T1的引脚2、4、6为同名端，因此驱动变压器T1的引脚2、4输出为高电平，驱动T1副边两个同步工作的功率开关管导通。

当PWM驱动信号为低电平即接地时，NPN型晶体管Q1、Q2不导通，PNP型低压晶体管Q3因基极通过电阻R1、R2接到辅助电源的电压VCC，为高电平，从而截止；同时，NPN型晶体管Q4因基极通过电阻R4接到辅助电源的电压VCC，为高电平，从而导通。此时，驱动变压器T1因漏感的存在而储存的能量通过隔直电容C1、晶体管Q4形成导通通道而泄放，驱动变压器T1的引脚6为低电平。因驱动变压器T1的引脚2、4、6为同名端，因此驱动变压器T1的引脚2、4输出为低电平，T1副边两个同步工作的功率开关管截止。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。