[发明专利]一种基于功率MOS的电压钳位电路和系统

权利要求书

1.一种基于功率MOS的电压钳位电路，其特征在于，包括：隔离二极管D5、MOS管Q3和控制电路；

隔离二极管D5和MOS管Q3串联；其中，隔离二极管D5的阴极接MOS管Q3的D极；

控制电路与串联后的隔离二极管D5和MOS管Q3，并联接入网络A和网络B；其中，控制电路的高端接网络A，低端接网络B；隔离二极管D5的阳极接网络A，MOS管Q3的S极接网络B。

2.根据权利要求1所述的基于功率MOS的电压钳位电路，其特征在于，控制电路，用于根据被钳位网络的电压信号，控制MOS管Q3的接通与断开，以实现钳位。

3.根据权利要求2所述的基于功率MOS的电压钳位电路，其特征在于，控制电路，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、稳压二极管D1、二极管D2、稳压二极管D3、二极管D4、三极管Q1和三极管Q2；

二极管D4为控制电路的高端，二极管D4的阴极分别连接稳压二极管D1的阴极、电阻R3的一端、电阻R4的一端；

稳压二极管D1的阳极连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电阻R2的一端、二极管D2的阴极、三极管Q1的基极；

电阻R3的另一端连接三极管Q1的集电极和三极管Q2的基极；

电阻R4的另一端、稳压二极管D3的阴极、三极管Q2的漏极、电阻R5的一端连接控制电路的控制端；

稳压二极管D3的阳极连接二极管D2的阳极；

电阻R2的另一端、三极管Q1的发射极、三极管Q2的发射极、电阻R5的另一端连接控制电路的低端。

4.根据权利要求3所述的基于功率MOS的电压钳位电路，其特征在于，控制电路在根据被钳位网络的电压信号，控制MOS管Q3的接通与断开，以实现钳位时，包括：

当V_AB＜V_阈值时，控制二极管D1截止、三极管Q1截止；电压V_AB经二极管D4、电阻R3给三极管Q2的基极供电；三极管Q2导通，使MOS管Q3的GS电压低于MOS管Q3的导通电压，MOS管Q3截止；其中，V_阈值表示设定的钳位电压；V_AB表示网络A与网络B之间的电压，即被钳位网络的电压。

5.根据权利要求4所述的基于功率MOS的电压钳位电路，其特征在于，控制电路在根据被钳位网络的电压信号，控制MOS管Q3的接通与断开，以实现钳位时，还包括：

当V_AB≥V_阈值时，控制二极管D1导通，电压V_AB经二极管D4、二极管D1、电阻R1给三极管Q1的基极供电；三极管Q1导通，使三极管Q2的基极电压低于三极管Q2的导通电压，三极管Q2截止；电压V_AB经二极管D4、电阻R4、二极管D3、二极管D2后给三极管Q1的基极供电，以维持三极管Q1的导通和三极管Q2的截止，同时电压V_AB经二极管D4、电阻R4、电阻R5给MOS管Q3的G极供电，MOS管Q3导通；电压V_AB经二极管D5、MOS管Q3放电，电压值降低，直至电压V_AB的电压值下降至不能维持MOS管Q3的导通为止，以将电压V_AB限制在设定的钳位电压。

6.根据权利要求1～5任一项所述的基于功率MOS的电压钳位电路，其特征在于，隔离二极管D5，用于限制电流的流动方向。

7.根据权利要求1～5任一项所述的基于功率MOS的电压钳位电路，其特征在于，MOS管Q3，用于在控制电路的控制下，接通或断开被钳位网络。

8.一种基于功率MOS的电压钳位系统，其特征在于，包括：两套如上述权利要求1所述的基于功率MOS的电压钳位电路；

两套基于功率MOS的电压钳位电路反向并联组合，以实现双向钳位；

或，

两套基于功率MOS的电压钳位电路串联冗余组合，以提高可靠度。