用于防止雪崩击穿的两级开关驱动器制造技术

本公开涉及一种用于防止雪崩击穿的两级开关驱动器。所提供的技术用于避免跨同步整流(SR)开关的雪崩击穿电压，该开关位于隔离开关模式功率转换器的次级侧上，转换器在低功率模式、例如突发模式中操作，在此模式期间功率转换器的载荷负载消耗的电流可忽略。这通过使用两级开关驱动器来实现，其用于控制在功率转换器初级侧上的功率开关。两级开关驱动器配置为在突发模式操作期间使低电流水平流出至功率开关的控制端子(例如栅极)。该低电流减小在功率转换器初级侧和次级侧上的电压脉冲的上升沿斜率，限制了跨SR开关的电压振铃的峰值。通过以此方式限制电压，避免SR开关进入雪崩击穿。

Two stage switch driver for preventing avalanche breakdown

【技术实现步骤摘要】
用于防止雪崩击穿的两级开关驱动器
本申请涉及一种开关模式功率转换器，其中功率开关被具有两个强度级的驱动器控制，其中驱动器限制了功率开关被接通的比率以防止跨同步整流(SR)开关的电压达到雪崩击穿水平。
技术介绍
诸如智能电话、平板计算机和笔记本计算机的移动消费设备在功能性和流行性方面持续地增长。此类设备通常是电池供电的，并且需要用于从主电源给设备电池充电的充电器。电池充电器优选地小且便宜。电池充电器部分地由于其小尺寸而必须是高效的，以使在其内部产生的热量不会导致外壳温度过高。尽管单个充电器消耗的功率相对较少，但连接到电网上的此类充电器数量巨大，可能会给电网带来很大负载。因此，监管机构对电池充电器在活跃和待机操作模式期间的功率效率提出了严格要求，以限制此类充电器浪费的能量。为了满足这些规格和效率目标，现代的电池充电器越来越多地使用隔离开关模式功率转换器。以前的功率转换器在整流之前依赖大型转换器直接降低交流(AC)主电压，尤其是与其相比，这种转换器所使用的高切换速度使得转换器内部的变压器相对小而轻。许多现代的电池充电器依赖反激式转换器拓扑及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关驱动器，用于控制开关模式功率转换器中的功率开关，以防跨所述功率转换器的同步整流SR开关的过度电压水平，所述开关驱动器包括：/n下拉驱动器开关，用于灌入来自所述功率开关的控制端子的电流；/n第一上拉驱动器开关，用于使电流流出至所述控制端子，所述第一上拉驱动器开关具有第一接通状态电阻；/n第二上拉驱动器开关，用于使电流流出至所述控制端子，所述第二上拉驱动器开关具有基本上高于所述第一接通状态电阻的第二接通状态电阻；/n模式指示输入；/n开关控制输入，控制所述下拉驱动器开关、所述第一上拉驱动器开关、以及所述第二上拉驱动器开关；以及/n高侧控制电路，被配置为响应于在所述模式指示输入处的突发模...

【技术特征摘要】
20181204 US 16/209,1021.一种开关驱动器，用于控制开关模式功率转换器中的功率开关，以防跨所述功率转换器的同步整流SR开关的过度电压水平，所述开关驱动器包括：
下拉驱动器开关，用于灌入来自所述功率开关的控制端子的电流；
第一上拉驱动器开关，用于使电流流出至所述控制端子，所述第一上拉驱动器开关具有第一接通状态电阻；
第二上拉驱动器开关，用于使电流流出至所述控制端子，所述第二上拉驱动器开关具有基本上高于所述第一接通状态电阻的第二接通状态电阻；
模式指示输入；
开关控制输入，控制所述下拉驱动器开关、所述第一上拉驱动器开关、以及所述第二上拉驱动器开关；以及
高侧控制电路，被配置为响应于在所述模式指示输入处的突发模式指示禁用所述第一上拉驱动器开关。


2.根据权利要求1所述的开关驱动器，其中所述下拉驱动器开关是n通道金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET，并且所述第一上拉驱动器开关和所述第二上拉驱动器开关是p通道MOSFET。


3.根据权利要求2所述的开关驱动器，其中所述高侧控制电路包括：
高侧前置驱动器，用于控制所述第一上拉驱动器开关；
兼或门，具有所述模式指示和所述开关控制作为所述兼或门的输入，并且具有耦合至所述高侧前置驱动器的输入的输出。


4.根据权利要求1所述的开关驱动器，其中所述第二上拉驱动器开关的尺寸被设置以流出一电流水平，该电流水平限制跨所述SR开关的所述电压水平低于所述SR开关的电压上限，所述电压上限对应于所述SR开关的雪崩击穿电压。


5.根据权利要求1所述的开关驱动器，其中所述第一上拉驱动器开关在接通时流出的电流水平至少是所述第二上拉驱动器开关接通时由所述第二上拉驱动器开关流出的电流水平的100倍。


6.根据权利要求1所述的开关驱动器，其中在所述第一上拉驱动器开关和所述第二上拉驱动器开关之间的尺寸比可通过可配置数字代码编程。


7.根据权利要求1所述的开关驱动器，其中在所述第一上拉驱动器开关和所述第二上拉驱动器开关之间的尺寸比在所述上拉驱动器开关的制造期间通过金属选择被设置。


8.一种用于控制在开关模式功率转换器中的功率开关的方法，以防跨所述功率转换器的同步整流SR开关的过度电压水平，所述功率转换器包括开关驱动器，所述开关驱动器包括第一上拉驱动器开关和第二上拉驱动器开关，其中所述第二上拉驱动器开关具有接通状态电阻，所述接通状态电阻基本上高于所述第一上拉驱动器开关的接通状态电阻，所述方法包括：
检测所述功率转换器的负载正在消耗低功率水平；
响应于所述检测，进入操作的突发模式并且禁用所述第一上拉驱动器开关。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述SR开关具有相关联的雪崩击穿电压，所述雪崩击穿电压对应于跨所述SR开关的第一端子和第二端子的电压极限，并且其中所述第二上拉驱动器开关的所述接通状态电阻被配置为支持经过所述第二上拉驱动器开关的电流水平，以便所述功率开...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·布拉兹，R·刚里诺，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT