目录

一,驱动电路

1,基本用途。

2,示例电路

二,推挽电路

1.基本电路形式

2.常见的推挽驱动电路

三,电平转换电路

1,电路1

2,电路2


一,驱动电路

1,基本用途。

        一般用以控制器输出小信号(驱动能力只有十几ma)控制外部功率较大的器件时(几百ma),作为“跳板”,放大小信号的功率。

2,示例电路

        如上图,控制信号为高电平时,三极管Q4打开(深度饱和)。12V电源经继电器1、4脚的线圈,Q4集射极到地,形成通路,进而线圈通电,继电器触发。

        控制信号为低电平时,三极管Q4闭合(截止)。继电器1、4脚的线圈不能通电,继电器恢复。

        其中,R9下拉电阻可保证B、E极间电容加速放电,加快三极管截止;也可以给三极管B极一个已知逻辑状态,防止控制输入端悬空或高阻态时,B极电平不定,误触发继电器。

        R8为B极的限流电阻,保证Ib大小合适,可让三极管快速进入深度饱和状态,也不至于电流过大,烧毁三极管。

        D1为续流二极管(一般是肖特基二极管),泄放感性负载在关断瞬间的反向电流,不至于产生高压,击毁三极管或其他相连器件。R10为续流二极管的限流电阻,防止续流二极管上的电流过大,一般都可以不加。

二,推挽电路

1.基本电路形式

        推挽电路也是驱动电路的一种形式,它由一个NPN和一个PNP管组成。其中“推”形象表明了在输入信号为高电平时,Q1打开,Q2关闭,VCC电源将自身电荷经Q1集射极推进负载的过程;“拉”形象表明了在输入信号为低电平时,Q1关闭,Q2打开,-VCC电源将负载存储的电荷经Q2集射极拉进来的过程。

        相较于普通驱动电路,电流推进拉出的路径阻抗小,所以推挽电路对负载的充放电速度快,功率大。若负载为开关器件的控制端(栅极),则开关器件的导通截至所需的时间就短,适合高速开关的应用场景。

        VCC与-VCC电源可以根据负载的特性选取,高速开关的应用场景下,常采用正负电源。

2.常见的推挽驱动电路

        如上图,其中Rg作为后极MOSFET的栅极驱动电阻,可调整“推”的过程中,流入栅极的电流大小。R1作为下拉电阻,与“拉”过程的电流途径形成并联。可加快MOSFET关断时间。

        C1、C2是MOSFET明明是压控型器件,但为什么还需这么大驱动电流的最大原因。在“推”“拉”电流的过程中,都在给C1、C2充放电,而电容电压不能突变,这限制了类似结构器件的开关速度。所以需要有一个瞬间大电流,迅速将栅极电压建立起来。

         如上图,该电路可分开设置后级MOSFET的开通关断时间。开通时间由Rg1调整,关断时间由Rg1与D1调整。

通常,任何器件的控制端(栅极、基极)都要增加一定的抗干扰和保护措施,如:上拉电阻、下拉电阻、RC滤波吸收、钳位二极管、稳压二极管、ESD、TVS、保险丝、光耦等。

三,电平转换电路

1,电路1

        如上图,左侧为输入,右侧为输出,实现了单向电平转换。VDDA与VDDB为两个不同的电平(但依旧共地)。VDDA与输入端为相同电平,VDDB与输出端为相同电平。

        其中C1为加速电容,可缩短三极管在深度饱和与截至状态的切换时间,使电平转换的速率加快。但照样不适用于波特率过高的应用,在输入信号频率较高时,需实测输出端信号的上升下降沿是否可以跟上变化。

        当TXD1为低电平时,Q1导通(深度饱和状态),RXD1电平非常接近于TXD1,实现低电平转换。

        当TXD1为高电平时(VDDA),Q1关断(截止状态),RXD1电平被R3上拉至VDDB,实现高电平转换。

2,电路2

         如上图,左侧为输入,右侧为输出,实现了单向电平转换。VDDA与VDDB为两个不同的电平(但依旧共地)。VDDA与输入端为相同电平,VDDB与输出端为相同电平。此电路输入与输出信号同相,若需反向,只使用Q2三极管即可。

        当TXD2为低电平时,Q2关断,Q3基极被R6拉高,Q3导通(深度饱和状态),RXD2接地为低电平,从而实现低电平转换。

        当TXD2为高电平时,Q2开通,Q3基极接地为低电平,Q3关断(截止状态),RXD2被R7上拉至VDDB,从而实现高电平转换。

        综上,三极管属于电流驱动型,加上电路存在的寄生电感与寄生电容,转换速率受限,都不适用于输入信号频率较高的应用(几百KHZ以下),需实测输出端信号的上升下降沿是否可以跟上输入信号的变化(上升下降沿不能太缓)。

                                       

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