專利名稱：晶體管開關(guān)自保護(hù)驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有電流保護(hù)功能的晶體管開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，特別是用作變流(如PWM)的晶體管開關(guān)驅(qū)動(dòng)器。
功率晶體管開關(guān)的過載能力差，在很短的過載時(shí)間內(nèi)就會(huì)損壞。目前，采用退飽和監(jiān)測的辦法保護(hù)功率晶體管開關(guān)的過電流已取得較好的效果。但是，當(dāng)負(fù)載短路或“直通”時(shí)，退飽和保護(hù)電路的強(qiáng)制開通“啟動(dòng)”使功率晶體管仍會(huì)被連續(xù)的脈沖短路電流損壞。一九八九年第一期《電力電子技術(shù)》雜志《GTR自保護(hù)高效驅(qū)動(dòng)電路》一文中提出一種解決方案，其驅(qū)動(dòng)器能在單相負(fù)載中出現(xiàn)短路時(shí)關(guān)閉，但在多相負(fù)載中發(fā)生短路時(shí)仍會(huì)重復(fù)導(dǎo)通，且反應(yīng)速度較慢，功率晶體管仍會(huì)損壞。該驅(qū)動(dòng)器在過電流時(shí)也關(guān)閉，給應(yīng)用造成問題。
本發(fā)明的目的是推出一種能在各種負(fù)載短路或“直通”時(shí)快速及完全關(guān)閉，過電流時(shí)不完全關(guān)閉而作限流保護(hù)的晶體管開關(guān)驅(qū)動(dòng)器。
本發(fā)明主要是將驅(qū)動(dòng)器(1)「是指采用退飽和保護(hù)的驅(qū)動(dòng)器」中的“工作”電壓(2)「包括“開通”電壓或“啟動(dòng)”脈沖」與電容(3)連接「包括通過電子元件《如電阻(4)》連接」，電子開關(guān)(5)《如晶體管(6)、(7)》與電容(3)并連「包括通過電子元件與電容(3)并連」，電子開關(guān)(5)的控制極通過電子元件(8)《如二極管(9)或電阻(10)》連接被驅(qū)動(dòng)功率晶體管(11)「包括復(fù)合晶體管、場效應(yīng)晶體管」的集電極，電容(3)與能關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器(1)的電子開關(guān)(12)《如晶體管(13)、(14)》的控制極連接「包括通過電子元件《如電阻(15)、電容(16)》連接」。正常工作時(shí)，每次“啟動(dòng)”期間電容(3)都能被充電，功率晶體管(11)被“啟動(dòng)”時(shí)的正常導(dǎo)通其集電極電位都能降低，從而通過電子元件(8)使電子開關(guān)(5)對電容(3)放電，電容(3)的充電不能使電子開關(guān)(12)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器(1)。過電流時(shí)，由于功率晶體管(11)的集電極電位仍能在“啟動(dòng)”期間降低，電子開關(guān)(5)仍能對電容(3)放電，驅(qū)動(dòng)器(1)仍不被關(guān)閉。這時(shí)，由退飽和保護(hù)電路進(jìn)行脈寬限流。在各種負(fù)載的短路或“直通”時(shí)，由于功率晶體管(11)的集電極電位不能在“啟動(dòng)”期間降低，電子開關(guān)(5)不能對電容(3)放電，電容(3)的充電電壓將使電子開關(guān)(12)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器(1)，不發(fā)生重復(fù)開通。
在上述驅(qū)動(dòng)器中，晶體管(6)的基極可以通過電子元件《如電阻(17)》連接驅(qū)動(dòng)器中的開關(guān)電壓。這使晶體管(6)在驅(qū)動(dòng)器未開通時(shí)對電容(3)放電，以避免誤動(dòng)作。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在不影響開關(guān)速度以及對過電流作退飽和保護(hù)的情況下，容易實(shí)現(xiàn)對各種負(fù)載短路或“直通”的快速及完全關(guān)斷。


圖1是本發(fā)明一種驅(qū)動(dòng)場效應(yīng)晶體管開關(guān)的驅(qū)動(dòng)器構(gòu)造電路圖，圖2是本發(fā)明一種驅(qū)動(dòng)功率復(fù)合晶體管開關(guān)的驅(qū)動(dòng)器構(gòu)造電路圖。
圖1中，由電阻(20)、電容(21)形成的“啟動(dòng)”脈沖(2)通過晶體管(22)、電阻(4)連接電容(3)，與電容(3)并連的晶體管(7)的基極通過電阻(10)連接被驅(qū)動(dòng)功率場效應(yīng)晶體管開關(guān)(11)的漏極，電容(3)通過電阻(15)、電容(16)連接晶體管(13)、(14)，晶體管(6)的基極通過電阻(17)連接驅(qū)動(dòng)器(1)中的開關(guān)電壓。正常工作時(shí)，“啟動(dòng)”脈沖向電容(3)充電，功率場效應(yīng)晶體管(11)在“啟動(dòng)”時(shí)降低的漏極電位通過電阻(10)以及二極管(9)、電阻(18)使晶體管(7)對電容(3)放電，晶體管(13)、(14)組成的電子開關(guān)(12)不關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器。過電流時(shí)上述過程照樣進(jìn)行，而過電流由二極管(9)、(28)、晶體管(26)組成的退飽和保護(hù)電路進(jìn)行脈寬限流。于各種負(fù)載短路時(shí)，功率場效應(yīng)晶體管(11)的漏極電位不能在“啟動(dòng)”時(shí)降低，電阻(10)以及二極管(9)、電阻(18)就不能使晶體管(7)對電容(3)放電，電容(3)上的電壓通過電阻(15)、電容(16)使電子開關(guān)(12)完全關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器(1)，不重復(fù)開通。
圖2中，“開通”電壓(2)「也可以用“工作”電壓《如圖中虛線連接所示》」通過電阻(4)連接電容(3)，晶體管(6)的基極通過電阻(17)連接反映開關(guān)電壓的晶體管(29)的集電極，這樣，對電容(3)的充電都能在正常工作時(shí)被晶體管(6)釋放，只有在負(fù)載短路時(shí)，二極管(9)、(30)、晶體管(31)、電阻(24)、(17)才不使晶體管(6)對電容(3)放電，電容(3)的充電電壓才能通過電阻(15)、電容(16)使晶體管(13)、(14)完全關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器。
上述元件可以部份或全部制作在集成電路器件中。
權(quán)利要求1.一種晶體管開關(guān)自保護(hù)驅(qū)動(dòng)器，主要是將驅(qū)動(dòng)器(1)「是指采用退飽和保護(hù)的驅(qū)動(dòng)器」中的“工作”電壓(2)「包括“開通”電壓或“啟動(dòng)”脈沖」與電容(3)連接「包括通過電子元件《如電阻(4)》連接」，電子開關(guān)(5)《如晶體管(6)、(7)》與電容(3)并連「包括通過電子元件與電容(3)并連」，本發(fā)明的特征是電子開關(guān)(5)的控制極通過電子元件(8)《如二極管(9)或電阻(10)》連接被驅(qū)動(dòng)功率晶體管(11)「包括復(fù)合晶體管、場效應(yīng)晶體管」的集電極，電容(3)與能關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器(1)的電子開關(guān)(12)《如晶體管(13)、(14)》的控制極連接「包括通過電子元件《如電阻(15)、電容(16)》連接」。
專利摘要一種晶體管開關(guān)自保護(hù)驅(qū)動(dòng)器，涉及一種具有電流保護(hù)功能的晶體管開關(guān)驅(qū)動(dòng)器，其特征在于電子開關(guān)(5)的控制極通過電子元件(8)連接被驅(qū)動(dòng)功率晶體管(11)的集電極，電容(3)與能關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器(1)的電子開關(guān)(12)的控制極連接。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)是在不影響開關(guān)速度以及對過電流作退飽和保護(hù)的情況下，容易實(shí)現(xiàn)對各種負(fù)載短路或“直通”的快速及完全關(guān)斷。該裝置適用于驅(qū)動(dòng)晶體管及場效應(yīng)管的變流、PWM、電機(jī)調(diào)速、逆變電源。
文檔編號H03K17/08GK2084253SQ9020794
公開日1991年9月4日 申請日期1990年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月27日
發(fā)明者陳為匡 申請人:陳為匡