专利名称：一种Class D/Class I MOS管自感驱动电路的制作方法
技术领域：
—种Class D/Class I MOS管自感驱动电路技术领域[0001]本实用新型涉及一种Class D/Class I MOS管自感驱动电路。
背景技术：
[0002]目前高效率功放产品，主要以Class D/ Class I (Class D+AB)电路拓朴为主， 其电路特点功率管从线性区向开关区转变的工作方式从而实现了高效率能量转换。所以又涉及到功率管从三极管向MOS管的应用模式。MOS管驱动技术是整个电路关健点，它决定了电路的高效、稳定、可靠，但是现有的驱动技术大致分为两种一种是自举电容浮动栅驱动；另一种是基于一套独立的浮动电源供电方案。前者以集成芯片为主(IR驱动系列)，但驱动力与速度受限于自举电容，所以往往运用在中小功率方案中；后者电路相对复杂，需要额外一组电源系统。同时由于供电系统是浮动电源，其浮动频率与主功率管工作频率同步， 这样也带来了在布局方面对EMC以及驱动波形的影响。发明内容[0003]本实用新型的目的就是提供一种Class D/Class I MOS管自感驱动电路，利用 MOS管输出电感与耦合电感产生一组驱动电源驱动MOS管，解决因自举电容浮动栅驱动在大功率驱动不足。[0004]为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案[0005]一种Class D/Class I MOS管自感驱动电路，包括PWM驱动电路、功率输出及D/ A转换电路、自感耦合及倍压整流电路、稳压电路，所述的PWM驱动电路通过光电耦合器输入口与前置的PWM信号相连接，输出端与功率输出及D/A转换电路连接；所述的功率输出及 D/A转换电路的输入端与VCC连接，输出端口与驱动负载相连接；所述的自感耦合及倍压整流电路输入端与自耦合电感电线圈相连接，输出端与稳压电路输入端相连接；稳压电路输端与PWM驱动电路的VDD连接。[0006]所述的PWM驱动电路包括一个HCPL-2601高速光电耦合器U1、一只NPN三极管Q5/BC549C、一只PNP三极管Q6/BC559C、一只IK上拉电阻R4、一只P沟道MOS管Q3/ IRFU9014、一只N沟道MOS管Q4/ IRFU 014、一只2. 2欧驱动电阻组成，HCPL-2601高速光电耦合器Ul第⑥脚与IK上拉电阻R4 —端相连接，IK上拉电阻R4的另一端与电源VDD相连接，三极管Q5 C极与VDD电源相连，B极分别与Ul第⑥脚、Q6 B极相连接，三极管Q6 E 极与Q5 E极相连接，C极与VSS端相连接，MOS管Q3 S极与电源VDD相连接，G极分别与 Q4、Q5 E极、Q4 G极相连接，MOS管Q4 D极分别与R2、Q3 D极相连接，S极与VSS端相连接。[0007]所述的自感耦合及倍压整流电路包括一组自感耦合线圈Ll-Β、一只47UF/50V耦合电容E3、两只HER205快恢复整流二极管/D1、D2、一只470UF/35V滤波电容E1，自感耦合线圈Ll-B —端与VSS相连接，另一端与电容E3负极相连，E3正极分别与Dl正极D2负极相连接，D2正极与VSS相连接，Dl负极与El正极相连接。[0008]本实用新型的有益效果M0S管自感耦合驱动电路，能及时准确地根据主功率输出电流大小调整驱动电流，在动态变化较大的环境下减少了驱动电路的应力效应，能快速、 强劲的驱动大功率MOS管，电路结构也得到了简化；解决了因自举电容浮动栅驱动在大功率驱动不足，解决了因一套独立的浮动电源供电源所带来的复杂性与EMC的影响。
[0009]图I为电路原理图其中的PWM驱动电路原理图。[0010]图2为电路原理图其中功率输出及D/A转换电路原理图。[0011]图3为电路原理图其中自感耦合及倍压整流电路原理图。[0012]图4为电路原理图其中稳压电路原理图。[0013]参照图I至图4可以看出本实用新型由PWM驱动电路、功率输出及D/A转换电路、自感耦合及倍压整流电路、稳压电路组成，所述的PWM驱动电路通过光电耦合器输入口与来至前置的PWM信号相连接，输出端与功率输出及D/A转换电路连接；所述的功率输出及 D/A转换电路的输入端与VCC连接，输出端口与驱动负载相连接；所述的自感耦合及倍压整流电路输入端与自耦合电感电线圈相连接，输出端与稳压电路输入端相连接；稳压电路输出端与PWM驱动电路的VDD连接，以及光电耦合器+5. IV相连接。[0014]如图I所示，所述的PWM驱动电路包括一个HCPL-2601高速光电耦合器U1、一只 NPN三极管Q5/BC549C、一只PNP三极管Q6/BC559C、一只IK上拉电阻R4、一只P沟道MOS 管Q3/IRFU9014、一只N沟道MOS管Q4/ IRFU 014、一只2. 2欧驱动电组成，高速光电耦合器Ul第⑥脚与上拉电阻R4 —端相连接，R4电阻另一端与电源VDD相连接，三极管Q5 C极与VDD电源相连，B极分别与Ul第⑥脚、Q6 B极相连接，三极管Q6 E极与Q5 E极相连接， Q5 C极与VSS端相连接，MOS管Q3 S极与电源VDD相连接，Q3 G极分别与Q4、Q5 E极、Q4 G极相连接，MOS管Q4 D极分别与R2、Q3 D极相连接，Q4 S极与VSS端相连接。[0015]如图2所示，功率输出及D/A转换电路包括一只3. 3U/250V滤波电容Cl、一只Ql/ MOS 管 40N25、一只 4744/15V/1W 稳压管 DZ1、一只 STTH30R04W 续流二极管、一个 18UH 滤波电感Ll-Α、一只O. 33U/250V滤波电容组成，Cl 一端与VCC相连接，另一端与GND相连接，Ql D极与VCC相连接，Ql S极分别与Ll-A —端、D5负极相连接，D5正极与GND相连接，Ll-A 另一端与滤波电容C2 —端相连接，C2另一端与GND相连接。[0016]如图3所示,所述的自感稱合及倍压整流电路包括一组自感稱合线圈Ll-Β、一只 47UF/50V耦合电容E3、两只HER205快恢复整流二极管/Dl、D2、一只470UF/35V滤波电容 El,自Ll-B —端与VSS相连接，另一端与电容E3负极相连，E3正极分别与Dl正极D2负极相连接，D2正极与VSS相连接，Dl负极与El正极相连接。[0017]如图4所示，所述的稳压电路包括一只12K启动电阻R1、一只TIP122稳压调整三极管Q10、一只4. 7K偏置电阻R3、一只IOV稳压管DZ2、一只10U/50V稳压输出滤波电容、一只3. 3V稳压管DZ3、一只104/100V滤波电容104/100V，R1电阻一端与VCC相连接，另一端与QlO C极相连接，El正极、R3—端与QlO C极相连接，另一端与QlO B极相连接，DZ2正极与QlO B极相连接，负极与GND相连接，E2正极与QlO E极相连接，负极与GND相连接， DZ3正极与E2正极相连接，负极与C3 —端相连接，C3另一端与GND相连接。[0018]电路各部分连接好后，接通电源，首先启动电阻/Rl通过降压预先提供一路电压至驱动电路使M0S/Q1管正常启动，当有PWM信号产生时输出LC滤波器将PWM信号转换为模拟信号，电感Ll-A主功率绕组有电流通过，耦合绕组Ll-B感应到电压，经E3、D1、D2形成倍压整流，El滤波储能后得到一组DC电压。通过Q10、R3、DZ2、E1、组成的串联稳压电路得到稳定的VDD驱动电源，再经DZ3降压后得到5. IV电压为光电耦合器供电。当主功率输出电流大小变化时驱动耦合绕组感应到的电流也同步大小变化，驱动电流与主功率输出电流成正比，这种工作方式对驱动方式响应速度有较大的提升，特别是在动态变化的环境下减少了驱动电路的应力效应，能快速、强劲的驱动大功率MOS管。[0019]MOS管自感驱动技术的应用，相比之前的驱动方案在电路拓朴上有了较大幅度的简化，布局的优化使得EMC也得到了更好的改善；M0S驱动主功率与驱动电流实现了同步跟踪变化，驱动更加快速高效，可以很好的应用在大功率Class D/Class I功放拓朴中。
权利要求1.一种Class D/Class I MOS管自感驱动电路，其特征在于包括PWM驱动电路、功率输出及D/A转换电路、自感耦合及倍压整流电路、稳压电路，所述的PWM驱动电路通过光电耦合器输入口与前置的PWM信号相连接，输出端与功率输出及D/A转换电路连接；所述的功率输出及D/A转换电路的输入端与VCC连接，输出端口与驱动负载相连接；所述的自感耦合及倍压整流电路输入端与自耦合电感电线圈相连接，输出端与稳压电路输入端相连接； 稳压电路输端与PWM驱动电路的VDD连接。
2.根据权利要求书I所述的一种ClassD/Class I MOS管自感驱动电路，其特征在于所述的PWM驱动电路包括一个HCPL-2601高速光电耦合器U1、一只NPN三极管Q5/ BC549C、一只 PNP 三极管 Q6/BC559C、一只 IK 上拉电阻 R4、一只 P 沟道 MOS 管 Q3/IRFU9014、 一只N沟道MOS管Q4/ IRFU 014、一只2. 2欧驱动电阻组成，HCPL-2601高速光电耦合器Ul 第⑥脚与IK上拉电阻R4 —端相连接，IK上拉电阻R4的另一端与电源VDD相连接，三极管 Q5 C极与VDD电源相连，B极分别与Ul第⑥脚、Q6 B极相连接，三极管Q6 E极与Q5 E极相连接，C极与VSS端相连接，MOS管Q3 S极与电源VDD相连接，G极分别与Q4、Q5 E极、 Q4 G极相连接，MOS管Q4 D极分别与R2、Q3 D极相连接，S极与VSS端相连接。
3.根据权利要求书I所述的一种ClassD/Class I MOS管自感驱动电路，其特征在于所述的自感耦合及倍压整流电路包括一组自感耦合线圈Ll-Β、一只47UF/50V耦合电容E3、两只HER205快恢复整流二极管/D1、D2、一只470UF/35V滤波电容E1，自感耦合线圈 Ll-B 一端与VSS相连接，另一端与电容E3负极相连，E3正极分别与Dl正极D2负极相连接，D2正极与VSS相连接，Dl负极与El正极相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种Class D/Class I MOS管自感驱动电路，包括PWM驱动电路、功率输出及D/A转换电路、自感耦合及倍压整流电路、稳压电路组成，所述的PWM驱动电路通过光电耦合器输入口与前置的PWM信号相连接，输出端与功率输出及D/A转换电路连接；所述的功率输出及D/A转换电路的输入端与VCC连接，输出端口与驱动负载相连接；所述的自感耦合及倍压整流电路输入端与自耦合电感电线圈相连接，输出端与稳压电路输入端相连接；稳压电路输端与PWM驱动电路的VDD连接。本实用新型能及时准确地根据主功率输出电流大小调整驱动电流，在动态变化较大的环境下减少了驱动电路的应力效应，能快速、强劲的驱动大功率MOS管，电路结构也得到了简化；解决了因自举电容浮动栅驱动在大功率驱动不足。
文档编号H02M1/08GK202750001SQ201220442289
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者李达标 申请人:佛山市南海蜚声演出器材制造有限公司