(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201611212608.6
(22)申请日 2016.12.25
(71)申请人 惠州市亿能电子有限公司
地址 516006 广东省惠州市仲恺高新技术
产业开发区惠风东二路40号
(72)发明人 刘飞 文锋 余祖俊 黄孟
(74)专利代理机构 惠州创联专利代理事务所
(普通合伙) 44382
代理人 韩淑英
(51)Int.Cl.
H03K 17/687(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种适用于驱动需要长期导通
（或作为开关使用）的NMOS管的高边NMOS驱动电
压电路和主要由五个晶体三极管构成的、以NMOS
的供电电压为基准的电荷泵电路。本发明的高边
NMOS驱动电路采用一个方波发生电路再配合一
个以NMOS的供电电压为基准的电荷泵电路即可
实现灵活的防反接NMOS驱动或开关作用的高边
背靠背NMOS驱动，很好地实现低成本的、应用于
需要长期导通的高边NMOS的驱动电路。权利要求书2页 说明书5页 附图1页CN 106849925 A 2017.06.13
C N 106849925
A
1.一种高边NMOS驱动电路，包括
由至少两个并联连接的电容组成的升压电路；
第一晶体三极管，其第一端通过第一电阻连接一电压值高于10V的第一电压源，其第二端连接所述升压电路的第一端，其控制端通过第二电阻连接所述第一电阻和其第一端； 第二晶体三极管，其第一端连接所述升压电路的第一端，其第二端接地，其控制端通过第三电阻连接所
述第一晶体三极管的控制端，同时通过一电容接地；
第三晶体三极管，其第一端连接所述第二晶体三极管的控制端，其控制端通过第四电
阻连接一0
~5V的方波输出源；
第四晶体三极管，其第一端连接所述第三晶体三极管的第二端，其第二端接地，其控制
端通过第五电阻连接一用于控制所述高边NMOS开关的0
~5V的开关信号源；以及
第五晶体三极管，其第一端连接所述高边NMOS的控制端，其第二端连接一电压基准源，其控制端通过一阻容网络构成的充放电回路连接所述升压电路的第二端。
2.根据权利要求1所述的高边NMOS驱动电路，其特征在于，所述第二和第三电阻的连接点与第一晶体三极管的控制端之间还连接有第一肖特基二极管和第六电阻的并联电路；所述第四晶体三极管的第一端与第二晶体三极管的控制端之间还连接有第二肖特基二极管和第七电阻的并联电路。
3.根据权利要求2所述的高边NMOS驱动电路，其特征在于，所述阻容网络包括第三肖特基二极管、第四肖特基二极管、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一电容、第二电容和第一稳压管；所述第三肖特基二极管的阴极连接所述升压电路的第二端，其阳极通过串联连接的第八电阻、第九电阻和第十电阻连接所述第五晶体三极管的控制端；所述第四肖特基二极管的阳极连接所述升压电路的第二端，其阴极通过串联连接的第十一电阻和第十二电阻连接第九电阻和第十电阻的连接点；所述第一电容、第二电容和第一稳压管的并联连接电路连接在第八电阻和第九电阻的连接点以及第十一电阻和第十二电阻的连接点之间；所述第八电阻和第九电阻的连接点除连接所述第一稳压管的阳极外，还连接所述电压基准源。
4.根据权利要求3所述的高边NMOS驱动电路，其特征在于，所述第五晶体三极管的第一端和第二端之间还连接有第三电容和第十三电阻构成的串联电路。
5.根据权利要求3所述的高边NMOS驱动电路，其特征在于，所述第一晶体三极管的第一端还通过第四电容接地。
6.根据权利要求3所述的高边NMOS驱动电路，其特征在于，所述第三和第四晶体三极管的控制端还分别通过一阻容并联网络接地。
7.根据权利要求3所述的高边NMOS驱动电路，其特征在于，所述第一晶体三极管为P沟道MOS管，所述
第二至第四晶体三极管为N沟道MOS管，所述第一至第四晶体三极管的第一端为漏极，第二端为源极，控制端为门极。
8.根据权利要求7所述的高边NMOS驱动电路，其特征在于，所述第五晶体三极管选自三极管和金属氧化物晶体管。
9.根据权利要求3所述的高边NMOS驱动电路，其特征在于，所述方波输出源包括一555
定时器芯片及两个电阻两个电容构成一多谐振荡器以生成0
~5V的方波信号，所述555定时
器的输出端作为方波输入源的输出端。
10.根据权利要求9所述的高边NMOS驱动电路，其特征在于，所述第一电压源为连接在所述555定时器的输出端的直流倍压电路。
高边NMOS驱动电路
技术领域
[0001]本发明涉及NMOS（N-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属氧化物半导体）驱动电路，尤其涉及一种应用于高边NMOS的驱动电路。
背景技术
[0002]现有电路中用于防反接的电路元件主要为串联二极管，但是如果在大功率回路中使用防反接二极管时，其功耗变得相当可观。还可以使用NMOS管作为防反接元件，应用于大功率电路中时，功耗仍然很低。然而，现有驱动NMOS管的IC芯片绝大多数是针对作为开关电源中的开关MOS管应用而设计的，其原理多为自举式、电荷泵式、变压器耦合式、浮动电源式和直接式，基于这些原理实现的IC芯片势必使得NMOS管不能保持长时间导通，因此不适用于驱动需要长期导通（或作为开关使用）的防反接高边NMOS上。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种适用于驱动需要长期导通（或作为开关使用）的NMOS 管的高边NMOS驱动电路。
[0004]一种高边NMOS驱动电路，包括
由至少两个并联连接的电容组成的升压电路；
第一晶体三极管，其第一端通过第一电阻连接一电压值高于10V的第一电压源，其第二端连接所述升压电路的第一端，其控制端通过第二电阻连接所述第一电阻和其第一端；
第二晶体三极管，其第一端连接所述升压电路的第一端，其第二端接地，其控制端通过第三电阻连接所述第一晶体三极管的控制端，同时通过一电容接地；
第三晶体三极管，其第一端连接所述第二晶体三极管的控制端，其控制端通过第四电
阻连接一0
~5V的方波输出源；
第四晶体三极管，其第一端连接所述第三晶体三极管的第二端，其第二端接地，其控制
端通过第五电阻连接一用于控制所述高边NMOS开关的0
~5V的开关信号源；以及
第五晶体三极管，其第一端连接所述高边NMOS的控制端，其第二端连接一电压基准源，其控制端通过一阻容网络构成的充放电回路连接所述升压电路的第二端。
[0005]优选的，所述第二和第三电阻的连接点与第一晶体三极管的控制端之间还连接有第一肖特基二极管和第六电阻的并联电路；所述第四晶体三极管的第一端与第二晶体三极管的控制端之间还连接有第二肖特基二极管和第七电阻的并联电路。
[0006]作为一种实施方式，所述阻容网络包括第三肖特基二极管、第四肖特基二极管、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第一电容、第二电容和第一稳压管；所述第三肖特基二极管的阴极连接所述升压电路的第二端，其阳极通过串联连接的第八电阻、第九电阻和第十电阻连接所述第五晶体三极管的控制端；所述第四肖特基二极管的阳极连接所述升压电路的第二端，其阴极通过串联连接的第十一电阻和第十二电阻连接第九电阻和第十电阻的连接点；所述第一电容、第二电容和第一稳压管的并联连接电路连接在
第八电阻和第九电阻的连接点以及第十一电阻和第十二电阻的连接点之间；所述第八电阻和第九电阻的连接点除连接所述第一稳压管的阳极外，还连接所述电压基准源。[0007]优选的，所述第五晶体三极管的第一端和第二端之间还连接有第三电容和第十三电阻构成的串联电路。
[0008]优选的，所述第一晶体三极管的第一端还通过第四电容接地。
[0009]优选的，所述第三和第四晶体三极管的控制端还分别通过一阻容并联网络接地。[0010]优选的，所述第一晶体三极管为P沟道MOS管，所述第二至第四晶体三极管为N沟道MOS管，所述第一至第四晶
体三极管的第一端为漏极，第二端为源极，控制端为门极。[0011]作为一种实施方式，所述第五晶体三极管选自三极管和金属氧化物晶体管。[0012]作为一种实施方式，所述方波输出源包括一555定时器芯片及两个电阻两个电容
构成一多谐振荡器以生成0
~5V的方波信号，所述555定时器的输出端作为方波输入源的输
出端。
[0013]优选的，所述第一电压源为连接在所述555定时器的输出端的直流倍压电路。[0014]本发明的高边NMOS驱动电路采用一个方波发生电路再配合一个以NMOS的供电电压为基准的电荷泵电路即可实现灵活的防反接NMOS驱动或开关作用的高边背靠背NMOS驱动，很好地实现低成本的、应用于需要长期导通的高边NMOS的驱动电路。
附图说明
[0015]图1为本发明一实施例的高边NMOS驱动电路的电路结构原理图。
[0016]图2为本发明一实施例的方波发生电路和直流倍压电路的电路结构原理图。
具体实施方式
[0017]下面将结合具体实施例及附图对本发明高边NMOS驱动电路作进一步详细描述。[0018]本发明的高边NMOS驱动电路主要包括一升压电路和第一晶体三极管Q4、第二晶体三极管Q7、第三晶体三极管Q5、第四晶体三极管Q6和第五晶体三极管Q3。
[0019]其中升压电路由至少两个并联连接的电容组成。本实施例中，如图1所示，升压电路包括两个并联连接的电容C12和C15，该并联电路的一端作为升压电路的第一端，该并联电路的另一端作为升压电路的第二端。可以理解的，在其他实施例中，可根据升压需要，采用三个或以上的电容并联来构成相应的升压电路。
[0020]本实施例中，第一晶体三极管Q4为P沟道MOS管，所述第二至第四晶体三极管Q6为N 沟道MOS管。定义第一至第四晶体三极管Q6的第一端为漏极，第二端为源极，控制端为门极。第五晶体三极管Q3为三极管。可以理解的，第五晶体三极管还可以为MOS管。
[0021]则，第一晶体三极管Q4的第一端通过第一电阻R7连接一电压值高于10V的第一电压源VCC2，其第二端连接升压电路的第一端，其控制端通过第二电阻R8连接第一电阻R7和其第一端。
[0022]第二晶体三极管Q7，其第一端连接升压电路的第一端，其第二端接地，其控制端通过第三电阻R11连接第一晶体三极管Q4的控制端，同时通过一电容C18接地。
[0023]第三晶体三极管Q5，其第一端连接第二晶体三极管Q7的控制端，其控制端通过第四电阻R14连接一0
~
5V的方波输出源（图1中OUT1所示为该方波输出源的输出端）。
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