驱动能力可自适应调整的输出驱动电路及其控制方法技术

本发明专利技术提供一种驱动能力可自适应调整的输出驱动电路，受外部电路的控制时钟信号Clk-ctrl以及上电信号Start-up控制，用于提供集成电路的驱动电流，其特征在于，包括：P端反相器链、N端反相器链、n(n为任意正整数)个P端输出反相器、n个N端输出反相器、n个P端输出PMOS管、n个N端输出NMOS管、n个P端输出反相器控制开关、n个N端输出反相器控制开关、采样开关SW、输入数据开关Kin和测试数据开关Kcal、高速比较器阵列、误差过滤电路、负载判别电路、驱动电流选择电路、输入脉冲频率判别电路以及控制器电路。路。路。

【技术实现步骤摘要】
驱动能力可自适应调整的输出驱动电路及其控制方法


[0001]本专利技术属于集成电路
，涉及一种驱动芯片的输出驱动电路，具体涉及一种驱动能力可自适应调整的输出驱动电路。

技术介绍

[0002]进入21世纪，在智能电网、移动通信以及新能源汽车等新兴产业的牵引下，电力电子应用系统要求进一步提高系统的效率、小型化和增加功能，特别要求电路应用在尺寸、质量、功率和效率之间的权衡，比如服务器电源管理、电池充电器和太阳能电场的微逆变器。上述应用要求电力电子系统在设计效率>95％的同时，还具有高的功率密度(>30.5W/cm3)、高比功率(22kW/kg)和高总负载点(>1000W)。随着超结金属-氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)的出现和普及，特别是以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带功率半导体器件的兴起，新一代电力电子应用系统对功率半导体器件驱动技术要求日益提高，这其中最核心的因素就是对功率半导体器件功能进行控制的高压栅驱动芯片。新一代电力电子整机系统为了进一步提高整机可靠性，并降低本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动能力可自适应调整的输出驱动电路，受外部电路的控制时钟信号Clk-ctrl以及上电信号Start-up控制并接收外部的输入数据Din，用于提供集成电路的驱动电流，其特征在于，包括：P端反相器链、N端反相器链、n(n为任意正整数)个P端输出反相器、n个N端输出反相器、n个P端输出PMOS管、n个N端输出NMOS管、n个P端输出反相器控制开关、n个N端输出反相器控制开关、采样开关SW、输入数据开关Kin和测试数据开关Kcal、高速比较器阵列、误差过滤电路、负载判别电路、驱动电流选择电路、输入脉冲频率判别电路以及控制器电路，其中，所述P端反相器链具有k(k为任意正整数)个级联的P端输入缓冲反相器，该P端输入缓冲反相器的驱动能力从前级到后级逐步增大，所述N端反相器链的输入端与所述P端反相器链的输入端、所述输入数据开关Kin、测试数据开关Kcal连接，输出端与n个N端输出反相器控制开关连接，具有一个延迟单元和k-1个级联的N端输入缓冲反相器，所述延迟单元的延迟时间与最前端的所述P端输入缓冲反相器的延迟时间相等，所述N端输入缓冲反相器的驱动能力从前级到后级逐步增大，所述输入数据开关Kin的输入端接收所述输入数据Din，n个所述P端输出反相器开关的一端均与所述P端反相器链的输出端连接，另一端分别与n个所述P端输出PMOS管的栅极连接，n个所述N端输出反相器开关的一端均与所述N端反相器链的输出端连接，另一端分别与n个所述N端输出NMOS管的栅极连接，n个所述P端输出PMOS管的源极均连接到电源电压，n个所述N端输出NMOS管的源极均连接到地，n个所述P端输出PMOS管的漏极与n个所述N端输出NMOS管的漏极以及驱动电路输出Vout连接，所述采样开关SW一端与所述驱动电路的输出Vout连接，另一端与所述高速比较器阵列的输入端连接，所述高速比较器阵列的输出端与所述误差过滤电路的输入端连接，所述误差过滤电路的输出端与所述负载判别电路的输入端连接，所述负载判别电路的输出端与所述驱动电流选择电路的输入端连接，所述输入脉冲频率判别电路的输出端与所述负载判别电路的输入端连接，所述采样开关SW一端与所述驱动电路的输出Vout连接对其进行采样，另一端与所述高速比较器阵列的输入端连接，所述高速比较器阵列的输出端与所述误差过滤电路的输入端连接，用于将所述驱动电路的输出Vout与所述外部电路提供的n个参考电压进行比较并将结果输出给所述误差过滤电路，所述误差过滤电路的输出端与所述负载判别电路的输入端连接，用于对高速比较器阵列输出的结果进行过滤获得负载检测码Dtest并输出给所述负载判别电路，所述输入脉冲频率判别电路的输出端与所述负载判别电路的输入端连接，用于对输入数据Din的频率进行比较量化获得Din的频率判别码Dfin并输出给所述负载判别电路，所述负载判别电路的输出端与所述驱动电流选择电路的输入端连接，用于根据接收到的所述负载检测码Dtest以及所述频率判别码Dfin进行计算获得负载评估码Dev并输出给所述驱动电流选择电路，所述驱动电流选择电路与n个所述P端输出反相器控制开关以及n个所述N端输出反相
器控制开关，用于根据所述负载评估码Dev向n个所述P端输出反相器控制开关以及n个所述N端输出反相器控制开关发送控制信号从而控制其通断，所述控制器电路的输出端与所述测试数据开关Kcal、所述输入脉冲频率判别电路的控制信号输入端、所述高速比较器阵列的控制信号输入端、所述误差过滤电路的控制信号输入端、所述负载判别电路的控制信号输入端以及所述驱动电流选择电路的控制信号输入端连接，受所述控制时钟信号Clk-ctrl和所述上电信号Start-up控制。2.根据权利要求1所述的驱动能力可自适应调整的输出驱动电路，其特征在于：其中，所述控制器电路包括：频率判别控制产生电路，用于产生所述控制信号Ctrl_fin并通过该控制信号Ctrl_fin控制所述输入脉冲频率判别电路；开关信号产生电路，用于产生所述开关控制信号并通过该开关控制信号控制输入数据开关Kin、测试数据开关K...

【专利技术属性】
技术研发人员：周德金，黄伟，卢红亮，张卫，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
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