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技术分享基于晶体三极管的双路控制驱动电路设计

发布时间:2020-07-21 18:24:33 阅读: 来源:暖手宝厂家

设计原理与总体结构

本文引用地址:该驱动控制电路分为输入级电路、放大级电路、驱动电路与保护电路。其中,输入级和放大级电路由两路相同晶体管开关电路构成,驱动电路由两路集电极开路驱动输出,保护电路主要利用稳压二极管的限幅功能,电路采取双电源供电模式。其电路原理框图如图1所示。

图1:电路原理框图

图2:输入与输出时序图

图3 输入级电路

控制信号为高电平时,输入级开关三极管工作,但放大级开关管不工作,电路输出无驱动能力;控制信号为低电平时,输入级开关三极管不工作,但放大级开关管工作,电路输出有驱动能力。电路工作输入与输出时序图如图2所示。电路设计

由电路原理框图看出电路分为输入级电路、放大级电路、驱动电路与保护电路,下面对各部分进行详细介绍。

1 输入级电路

输入级,由控制信号控制两路相同信号的输入,两路信号每次只有一路有输入信号,不同时输入。输入信号为一定幅值的方波,当控制信号为高电平。输入信号为高电平时,三极管V1和V2的基极电流I b1,2=(Vcon-VBE1)/R1,集电极能提供的最大电流I c MA X1,2=V i n1/R3,选择合适参数的三极管,使得βIb1,2>IcMAX1,2,V1和V2都处于饱和导通状态,V1、V2的集电极为低电平;当控制信号为低电平,V1和V2处于截止状态,则两个输入信号分别通过电阻R3、R4加到放大级三极管的基极。

2 放大级电路

放大级,对两路输入信号两次放大后送给两个驱动级电路。当控制信号CON为低电平,输入信号IN1、IN2在高电平期间,三极管V3和V4的基极电流I b3,4=(Vin1-VBE3)/R3,集电极能提供的最大电流IcMAX3,4=(VCC-VBE5)/R9,选择参数合适的三极管,使得βIb3,4>IcMAX3,4,V3、V4处于饱和导通状态。同理,V5、V6的基极电流Ib5,6=IcMAX3,4-VBE5/R11,V5和V6集电极能提供的最大电流IcMAX5,6=(VCC-VEE-VBE7)/R13。其中,三极管V7是驱动输出级的管子,选择参数合适的三极管,使得βIb5 , 6>IcMAX5,6,V5、V6饱和导通。当控制信号CON为低电平,输入信号为低电平时,放大级的四个三极管都截止。

图4:放大极电路 图5:驱动与保护电路3 驱动及保护电路

当控制信号Con为电平,输入信号IN1、IN2在高电平期间,驱动级三极管V7、V8具有驱动能力,可将两个三极管的集电极外接负载至电源进行驱动控制。

保护电路由二极管V10、V11,电阻R17、R18,稳压管V12、V13和三极管V9构成。当V9导通时,V9导通压降VBE9=VON,稳压管的电压降为VZ,二极管导通压降为VON,电阻R18的电压降VR18约为(Von/R17) R18,此时输入端的信号幅度VX大约为:VCC+VR18+VZ+VBE9+VON,所以当输出1或2端由于接感性负载,会产生瞬时反向感应电动势而使其电压上升。当高于V x时,V9导通,实现限幅功能,保护V7、V10。

验证测试与分析

当输入信号VIN的幅度为12V时,对电路各部分进行电路模拟仿真。采用Cadence的Capture CIS仿真软件Orcad在计算机上进行模拟仿真,仿真结果如图6所示。

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