[发明专利]一种带掉电保护功能的功率管驱动装置

说明书

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，更具体地，涉及一种带掉电保护功能的功率管驱动装置。

背景技术

在大功率开关电源中，功率管的直通过流保护是功率管驱动电路设计的重点及难点；特别是在开关电源开机和关机时，由于控制回路供电有个电压建立过程，在电压建立过程中会出现短时的功率管不受控过程，此时功率管会出现上下管直通导致电流突增而损害功率管或者驱动电路。

目前采取的措施是严格控制功率管上电时序，即上电时先让控制电稳定后再给主功率回路上电，断电时要求主功率回路放电完全后再断开控制电，此种设计电路复杂，且电源操作人员需严格按照规定的操作顺序进行操作，一旦操作人员操作失误，很容易损坏功率管，导致电源故障。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种带掉电保护功能的功率管驱动装置，旨在解决电源开关机时控制电压建立过程中出现的短时功率管不受控导致功率管损坏问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种带掉电保护功能的功率管驱动装置，包括驱动供电电路、信号隔离电路、信号驱动电路，其特征在于，还包括电压监控电路和掉电保护电路；

驱动供电电路的第一输出端与信号隔离电路的输入端相连，信号隔离电路的输出端与信号驱动电路的第一输入端相连，驱动供电电路的第二输出端与电压监控电路的输入端相连，电压监控电路的输出端与掉电保护电路的输入端相连，掉电保护电路的输出端与信号驱动电路的第二输入端相连，信号驱动电路的输出端与功率管的控制端相连；

驱动供电电路用于为功率管驱动提供隔离的控制电压；信号隔离电路用于将功率管的控制信号与加到功率管上的主电进行隔离；

信号驱动电路用于将隔离后的功率管控制信号放大，输出功率管驱动信号以控制功率管的导通和关断；

电压监控电路用于实时检测功率管驱动的控制电压，当控制电压小于设定阈值时，电压监控电路输出低电平信号给掉电保护电路；掉电保护电路接收电压监控电路输出的低电平信号后，强制将信号驱动电路输出的驱动信号降为低电平，使功率管处于关断状态。

优选的，上述功率管驱动装置，其电压监控电路包括电压监控芯片N3和电容C13，电压监控芯片N3用于监控驱动供电电路输出的控制电源的电压，当控制电源的电压低于预设阈值时，电压监控芯片N3输出低电平信号，控制掉电保护电路进行保护动作；当控制电源的电压不小于预设阈值时，电压监控芯片N3输出高电平，掉电保护电路不动作；电容C13用于电压监控芯片N3供电滤波。

优选的，上述功率管驱动装置，其掉电保护电路包括开关管Q1、电容C6和电阻R5、R6，开关管Q1的栅极连接电压监控芯片N3的输出端，当电压监控芯片N3输出低电平时，开关管Q1导通；

开关管Q1的源极连接驱动芯片N2的输入端，开关管Q1导通，电容C6的电荷通过电阻R5迅速泄放，驱动芯片N2的使能端被拉低，功率管关断。

优选的，上述功率管驱动装置，其信号隔离电路包括电阻R1和光电耦合器N1，功率管的控制信号通过所述光电耦合器N1与功率主电进行隔离输出；电阻R1用于限制光电耦合器N1原边电流作用，使流过光电耦合器N1的原边电流控制在正常范围内。

优选的，上述功率管驱动装置，其信号驱动电路包括驱动芯片N2、电阻R2和电容C2、C3、C4、C5、C7、C8、C9，驱动芯片N2用于将接收的隔离控制信号放大，输出功率管驱动信号；电阻R2用于限制流过功率管驱动端的电流大小；电容C2、C5用于驱动芯片N2供电滤波；C3、C4、C7、C8、C9分别用于储能，给功率管导通时提供顺势电量，使功率管可快速导通。

优选的，上述功率管驱动装置，其驱动供电电路包括隔离电源模块U1、三端稳压器N4及电容C10、C11、C12、C14、C15，隔离电源模块U1用于提供与功率回路隔离的控制电源；三端稳压器N4用于将隔离电源模块U1输出的-15V电转化为-8V电；电容C10、C11、C12、C14、C15用于储能和滤波作用。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

本发明提供的一种带掉电保护功能的功率管驱动装置，通过在现有的功率管驱动电路中增加电压监控电路和掉电保护电路，实时对功率管供电电压进行检测，当电压低于所设阈值时，电压监控电路可输出低电平信号，该低电平信号被掉电保护电路接受，掉电保护电路控制驱动电路输出低电平驱动信号，强制使功率管处于关断状态，避免在非工作电压下工作的功率管出现损坏。