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控制功率MOSFET的电路、控制方法、计算机设备和存储介质技术

技术编号:43099962 阅读:7 留言:0更新日期:2024-10-26 09:44
本发明专利技术涉及一种控制功率MOSFET的电路、控制方法、计算机设备和存储介质,该电路包括预驱电路,其一端连接到控制信号源,用于接收控制信号。另一端连接到功率MOSFET的栅极,其作用是根据控制信号为栅极提供电压和电流。这样做的目的是在栅极电压超过导通阈值时,能够快速提升栅极电压以导通MOSFET;而在栅极电压低于关闭阈值时,能够快速降低栅极电压以关闭MOSFET。这种电路设计的目的在于解决传统技术中控制功率MOSFET栅极电压上升或下降速度较慢的问题,以提高驱动效率并避免输出电阻长时间偏高或未完全关闭的情况,从而优化功率MOSFET的性能和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率mosfet的,特别涉及一种控制功率mosfet的电路、控制方法、计算机设备和存储介质。


技术介绍

1、mosfet是金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)的缩写。它是一种常用于电子器件中的半导体器件,用于控制电流流动的开关。以下是mosfet的基本结构和工作原理:

2、1、结构:mosfet通常由一个绝缘层、一个栅极、一个氧化层、一个半导体和一个金属源极和漏极组成。栅极电压可以控制半导体通道的导电性,从而控制电流的流动。

3、2、工作原理:mosfet的工作基于电场效应,通过在栅极上施加电压来控制半导体通道中的电子流。当栅极电压足够高时,会形成一个电场,使通道导电,电流可以流过。反之,如果栅极电压很低或为零,通道将不导电,电流停止流动。

4、总之,mosfet是一种重要的半导体器件,用于控制电流的流动。它在电子领域中发挥着重要作用,帮助实现各种电路和设备的功能。

5、但是,传统技术在使用功率mosfet 开关输出端时,控制功率mosfet的栅极电压的上升或下降速度比较慢,这可能导致一些问题。例如:mosfet驱动效率问题:通常情况下,为了控制功率mosfet的栅极电压变化,以实现渐进导通或关断,需要使用电流源和电阻器。然而,这种控制方式可能导致在执行“on/off”(开启/关闭)操作后,栅极电压仍会缓慢变化。这可能会导致功率 mosfet 在导通时输出电阻长时间偏高,从而降低了驱动效率;而在关断时,可能会出现电阻值较高且长时间未完全关闭的问题。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的为提供一种控制功率mosfet的电路、控制方法、计算机设备和存储介质,解决了传统技术中控制功率mosfet栅极电压上升或下降速度较慢的问题,提高了驱动效率并避免输出电阻长时间偏高或未完全关闭的情况,从而优化功率mosfet的性能和稳定性。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了一种控制功率mosfet的电路,所述电路包括预驱电路,所述预驱电路一端与控制信号源相连接,用于接收所述控制信号源发送的控制信号;所述预驱电路另一端与功率mosfet的栅极相连接,用于基于所述控制信号为所述功率mosfet的栅极提供电压和电流,以便在所述功率mosfet的栅极电压超过导通阈值的情况,以第一预设速度拉高所述功率mosfet的栅极电压,以导通所述功率mosfet,以及在所述栅极电压低于关闭阈值的情况,以第二预设速度下拉所述功率mosfet的栅极电压,以关闭所述功率mosfet。

3、进一步的,所述预驱电路包括:反相器,所述反相器的输入端连接所述控制信号源,用于接收所述控制信号,所述反相器的输出端提供反转的控制信号;驱动级,所述驱动级包括所述mosfet的pmos和所述mosfet的nmos,所述mosfet的pmos的源极连接到电源正极;所述mosfet的nmos的源极连接到电源负极,所述mosfet的pmos的栅极和所述mosfet的nmos的栅极都连接到所述反相器的输出端,所述mosfet的pmos的漏极和所述mosfet的nmos的漏极连接在一起,形成预驱电路的输出端与所述功率mosfet的栅极相连接。

4、进一步的,在所述预驱电路为多个的情况下,所述控制功率mosfet的电路还包括开关定时控制电路,所述开关定时控制电路一端连接所述控制信号源,一端连接多个预驱电路,用于按照预设时序分别向多个预驱电路发送控制信号,以便按照预设时序控制所述多个预驱电路对所述功率mosfet进行开关操作。

5、进一步的,所述开关定时控制电路包括定时控制逻辑,所述定时控制逻辑的输入端与所述信号控制源连接,所述定时控制逻辑的输出端设有多个输出信号线,且不同输出信号线分别连接不同预驱电路,所述定时控制逻辑用于接收控制信号,并通过多个输出信号线,按照预设时序分别向多个预驱电路发送控制信号,以便所述多个预驱电路分别控制多个功率mosfet按照预设时序进行开关操作。

6、进一步的,所述定时控制逻辑的输出端设有两个输出信号线,一个用于向第一预驱电路发送控制信号,所述第一预驱电路用于控制上桥臂功率mosfet,另一个用于向第二预驱电路发送控制信号,所述第二预驱电路用于控制下桥臂功率mosfet。

7、进一步的,所述控制功率mosfet的电路还包括load电路,与所述功率mosfet、所述预驱电路和电源正极相连接,用于调节所述功率mosfet的栅极电压的变化速度和栅极电压变化过程中的栅极电流。

8、进一步的,所述load电路包括:第一电阻和第二电阻,第一电阻,一端连接到所述功率mosfet的漏极,另一端通过恒流源连接到电源正极;第二电阻,一端连接到所述功率mosfet的栅极,另一端连接到所述预驱电路的输出端。

9、本专利技术还提供控制功率mosfet电路的控制方法,所述控制功率mosfet电路为上述任一项所述的控制功率mosfet电路,所述控制方法包括:通过预驱电路接收控制信号源发送的控制信号;基于所述控制信号为所述功率mosfet的栅极提供电压和电流,以便在所述栅极电压超过导通阈值的情况,快速拉高栅极电压以导通所述功率mosfet,以及在所述栅极电压低于关闭阈值的情况,快速下来栅极电压以关闭所述功率mosfet。

10、本专利技术还提供一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方法的步骤。

11、本专利技术还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。

12、本专利技术提供一种控制功率mosfet的电路、控制方法、计算机设备和存储介质,通过预驱电路其一端连接到控制信号源,用于接收控制信号;另一端连接到功率mosfet的栅极,其作用是根据控制信号为栅极提供电压和电流。这样做的目的是在栅极电压超过导通阈值时,能够快速提升栅极电压以导通mosfet;而在栅极电压低于关闭阈值时,能够快速降低栅极电压以关闭mosfet。这种电路设计的目的在于解决传统技术中控制功率mosfet栅极电压上升或下降速度较慢的问题,以提高驱动效率并避免输出电阻长时间偏高或未完全关闭的情况,从而优化功率mosfet的性能和稳定性。

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【技术保护点】

1.一种控制功率MOSFET的电路,其特征在于,所述电路包括预驱电路,

2.根据权利要求1所述的控制功率MOSFET的电路,其特征在于,所述预驱电路包括:

3.根据权利要求1所述的控制功率MOSFET的电路,其特征在于,在所述预驱电路为多个的情况下,所述电路还包括开关定时控制电路,所述开关定时控制电路一端连接所述控制信号源,一端连接多个预驱电路,用于按照预设时序分别向多个预驱电路发送控制信号,以便按照预设时序控制所述多个预驱电路对所述功率MOSFET进行开关操作。

4.根据权利要求3所述的控制功率MOSFET的电路,其特征在于,所述开关定时控制电路包括定时控制逻辑,所述定时控制逻辑的输入端与所述信号控制源连接,所述定时控制逻辑的输出端设有多个输出信号线,且不同输出信号线分别连接不同预驱电路,所述定时控制逻辑用于接收控制信号,并通过多个输出信号线,按照预设时序分别向多个预驱电路发送控制信号,以便所述多个预驱电路分别控制多个功率MOSFET按照预设时序进行开关操作。

5.根据权利要求4所述的控制功率MOSFET的电路,其特征在于,所述定时控制逻辑的输出端设有两个输出信号线,一个用于向第一预驱电路发送控制信号,所述第一预驱电路用于控制上桥臂功率MOSFET,另一个用于向第二预驱电路发送控制信号,所述第二预驱电路用于控制下桥臂功率MOSFET。

6.根据权利要求1所述的控制功率MOSFET的电路,其特征在于,所述电路还包括LOAD电路,与所述功率MOSFET、所述预驱电路和电源正极相连接,用于调节所述功率MOSFET的栅极电压的变化速度和栅极电压变化过程中的栅极电流。

7.根据权利要求6所述的控制功率MOSFET的电路,其特征在于,所述LOAD电路包括:第一电阻和第二电阻,

8.一种控制功率MOSFET电路的控制方法,其特征在于,所述控制功率MOSFET的电路为权利要求1至7中任一项所述的控制功率MOSFET的电路,所述控制方法包括:

9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器中存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求7所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求7所述的方法的步骤。

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【技术特征摘要】

1.一种控制功率mosfet的电路,其特征在于,所述电路包括预驱电路,

2.根据权利要求1所述的控制功率mosfet的电路,其特征在于,所述预驱电路包括:

3.根据权利要求1所述的控制功率mosfet的电路,其特征在于,在所述预驱电路为多个的情况下,所述电路还包括开关定时控制电路,所述开关定时控制电路一端连接所述控制信号源,一端连接多个预驱电路,用于按照预设时序分别向多个预驱电路发送控制信号,以便按照预设时序控制所述多个预驱电路对所述功率mosfet进行开关操作。

4.根据权利要求3所述的控制功率mosfet的电路,其特征在于,所述开关定时控制电路包括定时控制逻辑,所述定时控制逻辑的输入端与所述信号控制源连接,所述定时控制逻辑的输出端设有多个输出信号线,且不同输出信号线分别连接不同预驱电路,所述定时控制逻辑用于接收控制信号,并通过多个输出信号线,按照预设时序分别向多个预驱电路发送控制信号,以便所述多个预驱电路分别控制多个功率mosfet按照预设时序进行开关操作。

5.根据权利要求4所述的控制功率mosfet的电路,其特征在于,所述定时控制逻辑的输出端设有...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢玉轩陈廷仰廖志洋齋藤博
申请(专利权)人:禹创半导体深圳有限公司
类型:发明
国别省市:

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