具动态电平调制栅极电压的驱动控制器制造技术

一种驱动控制器，用以驱动晶体管，包含操作单元、第一调整单元、第二调整单元、第一比较器、比较单元。该晶体管的第一端接收操作电压。该操作单元耦接于该晶体管的控制端。该第一调整单元用以提高该晶体管的该控制端的电压。该第二调整单元用以降低该晶体管的该控制端的电压。该第一比较器及该比较单元耦接该晶体管的该第一端，用以分别比较该操作电压、及第一参考电压至第三参考电压，以使该晶体管可据以受控制。

【技术实现步骤摘要】
具动态电平调制栅极电压的驱动控制器
本专利技术是关于一种驱动控制器，尤其指可动态地调控晶体管的控制端的电压，从而减少功率开关导通损耗的驱动控制器。
技术介绍
在电力转换驱动控制器，例如反激(flyback)电路的架构中，可使用二极管作为整流元件，例如可使用萧特基二极管，因其正向导通压降较低。然而，若以二极管上的跨压是0.5伏特、跨电流的方均根值是10安培为例，根据功率损耗等于电流与跨压的乘积的计算式，将产生约5瓦特的功率损耗。为了降低此功率损耗，可采用晶体管取代二极管。举例而言，可用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的两端(例如漏极及源极)取代二极管的阳极与阴极，从而用晶体管置换二极管。置换后，假设晶体管导通时的阻抗是10毫欧姆(mΩ)，跨电流仍为10安培，根据功率损耗等于电流的平方与阻抗的乘积的计算式，将产生1瓦特的功率损耗。上述的数字仅为举例，在此例中，由于功率损耗由5瓦特降至1瓦特，可知使用晶体管取代二极管作为电力转换驱动控制器的整流元件，应有降低功率损耗的功效。然而，当晶体管的跨压转为顺偏时，跨电流将流经晶体管内等效寄生的基体二极管(bodydiode)。此基体二极管的正向跨压可大于上述的二极管，例如可达0.7伏特，因此，将导致功率损耗再度提高。因此，若无法妥善控制晶体管的导通及截止，甚至可能导致功率损耗反而增加。因此，当晶体管的跨压接近0伏特时，可将晶体管截止，以减少基体二极管导通致使功率损耗。然而，若过早截止晶体管，晶体管无法发挥降低损耗的功效。为降低功率损耗，直观上可选用导通阻抗(on-resistance)较低的晶体管，但若未调整操作方式，则不易改善效能。图1是现有技术的驱动控制器的波形示意图。操作电流ID可为流经晶体管的电流，操作电压VDS可为晶体管的跨压，电压Vdrv可为晶体管的控制端的电压。曲线181可对应导通阻抗较高的晶体管，曲线182可对应导通阻抗较低的晶体管，电压Voff用以比较操作电压VDS，且据以截止晶体管的阈值电平。如图1所示，若使用导通阻抗较低的晶体管，对应于相同的操作电流ID，操作电压VDS的曲线将由曲线181改为曲线182。因此，晶体管截止的时点，将由时点t1改为时点t2，晶体管提早截止，会使晶体管减少功率损耗的效果不良。由图1可见，当截止晶体管时，晶体管的控制端的电压Vdrv实质上是由最高值被下拉，故截止延迟时间(turnoffdelaytime)难以缩短，因此，此作法也会影响控制电路的截止速度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种驱动控制器，用以驱动晶体管，该晶体管包含第一端、第二端、及控制端，该晶体管的该第一端用以接收操作电压，该驱动控制器包含第一操作单元、第一调整单元、第二调整单元、第一比较器及比较单元。该第一操作单元包含第一端，用以接收第一电压，控制端，及第二端，耦接于该晶体管的该控制端。该第一调整单元耦接于该晶体管的该控制端，用以提高该晶体管的该控制端的电压。该第二调整单元耦接于该晶体管的该控制端，用以降低该晶体管的该控制端的电压。该第一比较器包含第一端，耦接于该晶体管的该第一端，第二端，用以接收第一参考电压，及输出端，用以当该操作电压达到该第一参考电压时，输出第一比较信号。该比较单元包含第一端，耦接于该晶体管的该第一端以接收该操作电压，及一组输出端。该比较单元用以比较该操作电压及第二参考电压、及比较该操作电压及第三参考电压。其中当该操作电压达到该第二参考电压时，该比较单元的该组输出端输出第二比较信号，且当该操作电压达到该第三参考电压时，该比较单元的该组输出端输出第三比较信号。本专利技术实施例提供一种驱动控制器的控制方法，该驱动控制器是用以驱动晶体管，该晶体管的第一端用以接收操作电压。该驱动控制器包含第一操作单元，耦接于该晶体管的控制端及第一电压之间、第一调整单元，耦接于该晶体管的该控制端，第二调整单元，耦接于该晶体管的该控制端。该方法包含当该操作电压降到该第一参考电压，导通该第一操作单元，以使该晶体管的该控制端的电压上升，从而导通该晶体管；当该操作电压升到该第二参考电压，禁用第一操作单元并使能该第二调整单元，第二调整单元使该晶体管的该控制端的电压下降；及当该操作电压降到该第三参考电压，禁用第二调整单元并使能该第一调整单元，以使该晶体管的该控制端的电压上升。其中，该第一调整单元及该第二调整单元不会同时使能，该第一参考电压低于该第三参考电压，该第三参考电压低于该第二参考电压。附图说明图1是现有技术的驱动控制器的波形示意图。图2是本专利技术实施例的驱动控制器的示意图。图3是本专利技术实施例中对应于驱动控制器的电流及电压波形示意图。图4是本专利技术实施例的驱动控制器的控制方法流程图。具体实施方式图2是本专利技术实施例的驱动控制器100的示意图。驱动控制器100可用以驱动晶体管110，驱动控制器100可包含第一操作单元SW1、第二操作单元SW2、第一调整单元C1、第二调整单元C2、第一比较器comp1、比较单元CU及第四比较器comp4。晶体管110可包含第一端，第二端、及控制端。举例而言，若晶体管110为N型金属氧化物半导体晶体管，第一端可为漏极端，第二端可为源极端，且控制端可为栅极端。晶体管110的第一端可接收操作电压VD，流经晶体管110的电流可为操作电流ID。若以晶体管110的第二端的电平为基准，操作电压VD可为晶体管110的第一端及第二端的跨压。第一操作单元SW1可包含第一端耦接第一电压端，用以接收第一电压VDD、控制端、及第二端，耦接于晶体管110的控制端。第二操作单元SW2可包含第一端耦接于晶体管的控制端、控制端、及第二端，耦接于第二电压端，用以接收第二电压VLL，其中第二电压VLL可低于第一电压VDD。第一电压端可例如为高压端，第二电压端可例如为地端。其中，第一操作单元SW1及第二操作单元SW2可分别为第一开关及第二开关，或其他可控制的操作单元。第一调整单元C1可耦接于晶体管110的控制端，用以提高晶体管110的控制端的电压。举例而言，如图2的示例，第一调整单元C1可为电流源，用以调整晶体管110的控制端电压，从而提高晶体管110的控制端的电压。第二调整单元C2可耦接于晶体管110的控制端，用以降低晶体管110的控制端的电压。举例而言，如图2的示例，第一调整单元C1可为一电流源，第二调整单元C2可为另一电流源。图2示例中，第一调整单元C1及第二调整单元C2为电流源仅为举例，但本专利技术实施例不限于此，第一调整单元C1及第二调整单元C2也可以为一组电阻和/或一组晶体管连接而形成的可控制的电路单元。第一比较器comp1可包含第一端耦接于晶体管110的第一端，用以接收操作电压VD、第二端，用以接收第一参考电压Vref1、及输出端，用以当操作电压VD达到第一参考电压Vref1时，输出第一比较信号S1。比较单元CU可包含第一端，耦接于该晶体管110的第一端以接收操作电压VD，及一组输出端，该组输出端可包含一或多个输出端。比较单元CU可用以比较操作电压VD及第二参考电压Vref2、及比较操作电压VD及第三参考电压Vref3，其中当操作电压VD达到第二参考电压Vref2时，比较单元CU的该组输出端可输出第二比较信号S2，且当操作电压VD达到第三参考电压Vref3时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动控制器，用以驱动晶体管，该晶体管包含第一端、第二端、及控制端，该晶体管的该第一端用以接收操作电压，该驱动控制器包含：第一操作单元，包含第一端，用以接收第一电压，控制端，及第二端，耦接于该晶体管的该控制端；第一调整单元，耦接于该晶体管的该控制端，用以提高该晶体管的该控制端的电压；第二调整单元，耦接于该晶体管的该控制端，用以降低该晶体管的该控制端的电压；第一比较器，包含第一端，耦接于该晶体管的该第一端，第二端，用以接收第一参考电压，及输出端，用以当该操作电压达到该第一参考电压时，输出第一比较信号；比较单元，包含第一端，耦接于该晶体管的该第一端以接收该操作电压，及一组输出端，该比较单元用以比较该操作电压及第二参考电压、及比较该操作电压及第三参考电压，其中当该操作电压达到该第二参考电压时，该比较单元的该组输出端输出第二比较信号，且当该操作电压达到该第三参考电压时，该比较单元的该组输出端输出第三比较信号。

【技术特征摘要】
2017.07.25 TW 1061248671.一种驱动控制器，用以驱动晶体管，该晶体管包含第一端、第二端、及控制端，该晶体管的该第一端用以接收操作电压，该驱动控制器包含：第一操作单元，包含第一端，用以接收第一电压，控制端，及第二端，耦接于该晶体管的该控制端；第一调整单元，耦接于该晶体管的该控制端，用以提高该晶体管的该控制端的电压；第二调整单元，耦接于该晶体管的该控制端，用以降低该晶体管的该控制端的电压；第一比较器，包含第一端，耦接于该晶体管的该第一端，第二端，用以接收第一参考电压，及输出端，用以当该操作电压达到该第一参考电压时，输出第一比较信号；比较单元，包含第一端，耦接于该晶体管的该第一端以接收该操作电压，及一组输出端，该比较单元用以比较该操作电压及第二参考电压、及比较该操作电压及第三参考电压，其中当该操作电压达到该第二参考电压时，该比较单元的该组输出端输出第二比较信号，且当该操作电压达到该第三参考电压时，该比较单元的该组输出端输出第三比较信号。2.如权利要求1所述的驱动控制器，还包含：第二操作单元，包含第一端，耦接于该晶体管的该控制端，控制端，及第二端，用以接收第二电压，其中该第二电压低于该第一电压。3.如权利要求2所述的驱动控制器，其中该第一操作单元是第一开关，且该第二操作单元是第二开关。4.如权利要求1所述的驱动控制器，其中：该第一调整单元是第一电流源；及该第二调整单元是第二电流源。5.如权利要求1所述的驱动控制器，还包含：第四比较器，包含第一端，耦接于该晶体管的该第一端，第二端，用以接收第四参考电压，及输出端，用以当该操作电压达到该第四参考电压时，输出第四比较信号；及第二操作单元，包含第一端，耦接于该晶体管的该控制端，控制端，及第二端，用以接收第二电压，其中该第二电压低于该第一电压；其中该第一操作单元还包含控制端，该第二操作单元还包含控制端，且该驱动控制器还包含逻辑控制单元，该逻辑控制单元包含：第一输入端，耦接于该第一比较器的该输出端；一组功能输入端，对应耦接于该比较单元的该组输出端；第四输入端，耦接于该第四比较器的该输出端；第一输出端，耦接于该第一操作单元的该控制端，用以控制该第一操作单元的导通或截止；第二输出端，耦接于该第二操作单元的该控制端，用以控制该第二操作单元的导通或截止；第三输出端，耦接该第一调整单元，用以控制该第一调整单元，提高该晶体管的该控制端的电压；及第四输出端，耦接该第二调整单元，用以控制该第二调整单元，降低该晶体管的该控制端的电压。6.如权利要求1所述的驱动控制器，其中该比较单元还包含：第二比较器，包含第一端，耦接于该比较单元的该第一端，第二端，用以接收该第二参考电压，及输出端，耦接于该比较单元的该组输出端的至少一个输出端，用以当该操作电压达到该第二参考电压时，输出该第二比较信号；及第三比较器，包含第一端，耦接于该比较单元的该第一端，第二端，用以接收该第三参考电压，及输出端，耦接于该比较单元的该组输出端的至少一个输出端，用以当该操作电压达到该第三参考电压时，输出该第三比较信号。7.如权利要求6所述的驱动控制器，还包含：第四比较器，包含第一端，耦接于该晶体管的该第一端，第二端，用以接收第四参考电压，及输出端，用以当该操作电压达到该第四参考电压时，输出第四比较信号；及第二操作单元，包含第一端，耦接于该晶体管的该控制端，控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭敏映，陈俊德，吴佳保，
申请(专利权)人：伟诠电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71