用于功率转换器的具节能的晶体管闸极驱动电路制造技术

技术编号:3909103 阅读:158 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术是关于一种晶体管闸极驱动电路,其应用于功率转换器而节省功率,晶体管闸极驱动电路包含一第一高压侧晶体管、一第二高压侧晶体管与一低压侧晶体管,一电压箝位组件耦接第一高压侧晶体管的闸极,以限制最大输出电压,一侦测电路侦测功率转换器的一回授讯号,回授讯号是关联于功率转换器的输出负载,且侦测电路会依据回授讯号的准位产生一禁能讯号,当回授讯号的准位低于一门坎讯号时,禁能讯号会禁能第二高压侧晶体管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种功率转换器,特别是指一种晶体管闸极 驱动电路。
技术介绍
现今功率转换器设计已应用于支持大于100安培的高输出电流,而在此功率准位下, 一关键性的挑战是降低功率损耗,以 尽可能维持高系统效率。因此,功率转换器提供一闸极驱动电压, 其为用于控制输出电流的功能。 一般而言,闸极驱动电压应用于 重载电流时为较高电压范围,且应用于轻载电流时为较低电压范 围,这些电压可在上述两种负载状态之下,而给予最佳闸极驱动效率。闸极驱动电路的电路运作是揭露于Ahmad所提出的美国 专利编号第7,265,601号的"Adaptive gate drive voltage circuit"。 然而,Ahmad所揭露的闸极驱动电路需另外增设装置,例如一 电流感测电阻,因而造成额外的功率消耗。于传统电路设计中, 位于闸极与源极之间的电压始终保持为一固定电压,因此当输出 电流在轻载时,切换损失是无法避免的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功率转换器的晶体管闸极驱动 电^^,其可在功率转换器处在轻载时,限制驱动讯号的准位,以 降低功率消耗,而达节省能源的目的。为了达到上述的目的,本专利技术是提供一种具节能的晶体管闸6极驱动电路,其应用于一功率转换器,该晶体管闸极驱动电路包含一第一高压侧晶体管,具有一汲极与一源极,该汲极接收一 供应电压,该源极产生一驱动讯号,用于驱动该功率转换器的一 晶体管的一闸极;一第二高压侧晶体管,具有一源极与一汲极,该源极接收该供应电压,该汲极产生该驱动讯号;一低压侧晶体管,具有一汲极与一源极,该汲极产生该驱动 讯号,该源极耦接至一接地端;一控制电路,依据一切换讯号控制该第一高压侧晶体管、该 第二高压側晶体管与该低压侧晶体管的闸极;以及一侦测电路,依据该功率转换器的一负载状态产生一禁能讯 号,以限制该驱动讯号, 一旦该功率转换器的该负载状态低于一 门坎讯号时,该禁能讯号在一轻载下禁能该第二高压侧晶体管, 以降低一切换损失。本专利技术中,其中该控制电路更包含一电压箝位组件,其耦接 该第 一 高压侧晶体管的该闸极,以箝位该驱动讯号的一最大输出 电压。本专利技术中,其中该侦测电路更耦接该功率转换器的一输出 端,以接收一回授讯号而产生该禁能讯号,该回授讯号是关联于 该功率转换器的该负载状态。本专利技术中,其中该侦测电路更耦接该功率转换器的 一输入 端,以接收一输入讯号,该门坎讯号是依据该输入讯号的增加而 随的减少。本专利技术中,其中该侦测电路更包含一延迟电路,该功率转换 器的该负载状态低于该门坎讯号时,该延迟电路提供一延迟时间以产生该禁能讯号。本专利技术中,其中该侦测电路更包含一输入侦测器,其耦接至 该功率转换器的 一输入端,以接收一输入讯号并产生该门坎讯本专利技术中,其中该第 一 高压侧晶体管与该低压侧晶体管分别为一N型晶体管,该第二高压侧晶体管为一P型晶体管。 本专利技术中,其中该切换讯号产生于一切换控制电路。 本专利技术还同时公开了 一种具节能的晶体管闸极驱动电路,其应用于一功率转换器,该晶体管闸极驱动电路包含一切换电路,产生一驱动讯号,用于驱动该功率转换器的一晶体管;一控制电路,依据一切换讯号控制该切换电路;以及 一侦测电路,依据该功率转换器的一负载状态产生一禁能讯号,以限制该驱动讯号,该功率转换器的该负载状态为一轻载时,该禁能讯号限制该驱动讯号。本专利技术中,其中该切换电路包含一第 一高压側晶体管,接收一供应电压并产生该驱动讯号, 以驱动该功率转换器的该晶体管;一第二高压侧晶体管,接收该供应电压并产生该驱动讯号;以及一低压側晶体管,产生该驱动讯号并耦至一接地端。本专利技术中,其中该禁能讯号在该轻载下禁能该第二高压侧晶 体管,以降低一切换损失。本专利技术中,其中该控制电路更包含一电压箝位组件,其耦接 该第一 高压侧晶体管,以箝位该驱动讯号的一最大输出电压。本专利技术中,其中该第 一 高压侧晶体管与该低压侧晶体管分别为一N型晶体管,该第二高压侧晶体管为一P型晶体管。本专利技术中,其中该侦测电路更包含一延迟电路,该功率转换 器的该负载状态为该轻载时,该延迟电路提供一延迟时间以产生 该禁能讯号。本专利技术中,其中该侦测电路更耦接该功率转换器的 一 输出 端,以接收一回授讯号而产生该禁能讯号,该回授讯号是关联于 该功率转换器的该负载状态。本专利技术中,其中该功率转换器的该负载状态低于一门坎讯号 时,该负载状态为该轻载。本专利技术中,其中该侦测电路更耦接该功率转换器的 一输入 端,以接收一输入讯号,该门坎讯号是依据该输入讯号的增加而 随的减少。本专利技术中,其中该侦测电路更包含一输入侦测器,其耦接至 该功率转换器的一输入端,以接收一输入讯号并产生该门坎讯 号。本专利技术中,其中该切换讯号产生于一切换控制电路。 本专利技术具有的有益效果本专利技术提供的晶体管闸极驱动电 路,其应用于节省功率转换器的功率,该晶体管闸极驱动电路包 含一切换电路用于产生一驱动讯号,以驱动功率转换器的一晶体 管; 一控制电路依据一切换讯号控制该切换电路; 一侦测电路依 据功率转换器的一负载状态产生一禁能讯号,以限制驱动讯号。当功率转换器的负载状态为 一轻载时,禁能讯号限制驱动讯号, 以降低在轻载下的 一 切换损失。附图说明图1为本专利技术的一实施例的降压功率转换器的电路图;图2为本专利技术的一实施例的闸极驱动电路的电^各图; 图3为本专利技术的一实施例的切换控制电路的电路图;以及 图4为本专利技术的一实施例的侦测电路的电路图。图号简单说明10第二高压侧晶体管15与非门20第一高压侧晶体管25电压箝位组件30低压侧晶体管50与门55反相器60与门65反相器70反相器100第二晶体管110第一晶体管120滤波电感130滤波电容200第二晶体管闸极驱动电路210第 一晶体管闸极驱动电路300切换控制电路310振荡器350误差放大器360比较器370反相器380D型正反器385与门391与门392与门393反相器394反相器395反相器500侦测电路510输入侦测器511电阻512电阻513运算放大器520比较器560D型正反器570D型正反器590D型正反器595反相器DS禁能讯号PLS脉波讯号第一切换讯号S2 第二切换讯号Vcom误差讯号VG 驱动讯号SO 输出端供应电压 回授讯号第一闸才及驱动讯号VG2 第二闸极驱动讯号 V。 输出电压 VTH1第一门坎讯号输入电压 斜坡讯号第二门坎讯号vcc输入端 具体实施例方式为使对本专利技术的结构特征及所达成的功效有更进一 步的了解与认识,用以较佳的实施例及附图配合详细的说明,说明如下 请参阅图1,其为本专利技术的一实施例的降压功率转换器 (Buck Power Converter)的电路图。如图所示,本专利技术的降 压功率转换器包含一第一晶体管iio、 一第一晶体管闸极驱动电路210、 一第二晶体管100、 一第二晶体管闸极驱动电 路200、 一滤波电感120、 一滤波电容130与一切换控制电 i 各300。第一晶体管110与第二晶体管100相串联,该二晶 体管100与110是形成一同步降压功率转换器,以切换该滤 波电感120。晶体管闸极驱动电路210与200分别产生一第 一闸极驱动讯号V(^与一第二闸极驱动讯号VG2,以分别切 换晶体管110与100。第一晶体管110的一汲极接收一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具节能的晶体管闸极驱动电路,其特征在于,其应用于一功率转换器,该晶体管闸极驱动电路包含: 一第一高压侧晶体管,具有一汲极与一源极,该汲极接收一供应电压,该源极产生一驱动讯号,用于驱动该功率转换器的一晶体管的一闸极; 一第二高 压侧晶体管,具有一源极与一汲极,该源极接收该供应电压,该汲极产生该驱动讯号; 一低压侧晶体管,具有一汲极与一源极,该汲极产生该驱动讯号,该源极耦接至一接地端; 一控制电路,依据一切换讯号控制该第一高压侧晶体管、该第二高压侧晶体管 与该低压侧晶体管的闸极;以及 一侦测电路,依据该功率转换器的一负载状态产生一禁能讯号,以限制该驱动讯号,一旦该功率转换器的该负载状态低于一门坎讯号时,该禁能讯号在一轻载下禁能该第二高压侧晶体管,以降低一切换损失。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:杨大勇李全章
申请(专利权)人:崇贸科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:71[中国|台湾]

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