场效应功率开关驱动电路制造技术

提供了一种场效应功率开关驱动电路，包括驱动控制单元、高电平驱动开关、低电平驱动开关、以及钳位单元，其中：驱动控制单元的第一和第二输出端子分别连接到高电平驱动开关的栅极和低电平驱动开关的栅极；高电平驱动开关的漏极连接到电路内部电源、源极连接到低电平驱动开关的漏极并且用于连接到场效应功率开关的栅极；低电平驱动开关的源极接地；并且钳位单元用于将高电平驱动开关的栅极与场效应功率开关的源极之间的电压差值控制在固定值。率开关的源极之间的电压差值控制在固定值。率开关的源极之间的电压差值控制在固定值。

【技术实现步骤摘要】
场效应功率开关驱动电路


[0001]本技术涉及电路领域，尤其涉及一种场效应功率开关驱动电路。

技术介绍

[0002]以氮化镓场效应晶体管和金属氧化物半导体(MOS)场效应晶体管为代表的场效应功率开关被广泛应用于开关电源、发光二极管(LED)驱动、电机驱动、音频功放等系统，其中，场效应功率开关能够承受的最大饱和电流与其栅极和源极之间的电压差值(下面简称“栅
‑
源电压”)密切相关。

技术实现思路

[0003]根据本技术实施例的场效应功率开关驱动电路，包括驱动控制单元、高电平驱动开关、低电平驱动开关、以及钳位单元，其中：驱动控制单元的第一和第二输出端子分别连接到高电平驱动开关的栅极和低电平驱动开关的栅极；高电平驱动开关的漏极连接到电路内部电源、源极连接到低电平驱动开关的漏极并且用于连接到场效应功率开关的栅极；低电平驱动开关的源极接地；并且钳位单元用于将高电平驱动开关的栅极与场效应功率开关的源极之间的电压差值控制在固定值。
[0004]根据本技术另一实施例的场效应功率开关驱动电路，包括驱动控制单元、高电平驱动开关、低电平驱动开关、以及钳位单元，其中：驱动控制单元的第一和第二输出端子分别连接到高电平驱动开关的栅极和低电平驱动开关的栅极；高电平驱动开关的源极连接到电路内部电源、漏极连接到低电平驱动开关的漏极并且用于连接到场效应功率开关的栅极；低电平驱动开关的源极接地；并且钳位单元用于将场效应功率开关的栅极与源极之间的电压差值控制在固定值。
附图说明
[0005]从下面结合附图对本技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本技术，其中：
[0006]图1是根据本技术实施例的场效应功率开关驱动电路的示意图。
[0007]图2示出了与图1所示的场效应功率开关驱动电路相关的多个信号的波形图。
[0008]图3示出了根据本技术另一实施例的场效应功率开关驱动电路的示意图。
[0009]图4示出了与图3所示的场效应功率开关驱动电路相关的多个信号的波形图。
具体实施方式
[0010]下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术的更好
的理解。本技术决不限于下面所提出的任何具体配置，而是在不脱离本技术的精神的前提下覆盖了元素和部件的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本技术造成不必要的模糊。另外，需要说明的是，这里使用的用语“A与B连接”可以表示“A与B直接连接”也可以表示“A与B经由一个或多个其他元件间接连接”。
[0011]通常，在允许的工作范围内，场效应功率开关的栅
‑
源电压越大，其能够承受的最大饱和电流就越大。但是，在实际应用中，场效应功率开关的源极电压常常随着流过其的电流的增加而增大，这使得场效应功率开关的栅
‑
源电压减小、能够承受的最大饱和电流也相应地变小。由于场效应功率开关的栅
‑
源击穿电压的限制(尤其是氮化镓场效应晶体管的栅
‑
源电压一般要求小于7V)，实际应用中往往需要选择能够承受的最大饱和电流较大的场效应功率开关，但是这种场效应功率开关通常比较昂贵。
[0012]鉴于上述问题，提出了根据本技术实施例的场效应功率开关驱动电路，能够控制场效应功率开关的栅极电压跟随源极电压变化，使得场效应功率开关的栅
‑
源电压保持不变，从而使得场效应功率开关能够承受的最大饱和电流不随其源极电压的变化而变化。
[0013]图1是根据本技术实施例的场效应功率开关驱动电路的示意图。如图1所示，场效应功率开关驱动电路100包括驱动控制单元U1、高电平驱动开关M1、低电平驱动开关M2、以及钳位单元U2，其中：驱动控制单元U1的第一和第二输出端子分别连接到高电平驱动开关M1的栅极和低电平驱动开关M2的栅极；高电平驱动开关M1的漏极连接到电路内部电源VDD、源极连接到低电平驱动开关M2的漏极并且用于连接到场效应功率开关M0的栅极；低电平驱动开关M2的源极接地；钳位单元U2用于将高电平驱动开关M1的栅极与场效应功率开关M0的源极之间的电压差值控制在第一固定值。
[0014]如图1所示，在一些实施例中，钳位单元U2的第一端子连接到高电平驱动开关M1的栅极、第二端子用于连接到场效应功率开关M0的源极并且用于经由检测电阻R0接地。
[0015]如图1所示，在一些实施例中，高电平驱动开关M1和低电平驱动开关M2可以实现为N型MOS场效应晶体管，钳位单元U2可以实现为齐纳二极管。
[0016]图2示出了与图1所示的场效应功率开关驱动电路相关的多个信号的波形图，其中：PWM表示场效应功率开关驱动电路100从外部接收到的、用于控制高电平驱动开关M1和低电平驱动开关M2的导通与关断的脉宽调制(PWM)控制信号，Drv_H表示用于控制高电平驱动开关M1的导通与关断的栅极驱动信号，Gate表示用于控制场效应功率开关M0的导通与关断的栅极驱动信号，CS表示场效应功率开关M0的源极电压检测信号，Vgs表示场效应功率开关M0的栅
‑
源电压。
[0017]结合图1和图2可以看出，场效应功率开关驱动电路100的具体工作过程如下：驱动控制单元U1从外部接收PWM控制信号并基于PWM控制信号生成用于高电平驱动开关M1的栅极驱动信号Drv_H和用于低电平驱动开关M2的栅极驱动信号Drv_L；当栅极驱动信号Drv_H为高电平(即，高电平驱动开关M1处于导通状态)且栅极驱动信号Drv_L为低电平(即，低电平驱动开关M2处于关断状态)时，栅极驱动信号Gate为高电平(即，场效应功率开关M0处于导通状态)，场效应功率开关M0的栅极电压Vgate＝Vdrv_H
‑
Vth(Vdrv_H表示高电平驱动开关M1的栅极电压，Vth表示高电平驱动开关M1处于导通状态时的栅
‑
源电压并且是固定值)；
钳位单元U2将高电平驱动开关M1的栅极与场效应功率开关M0的源极之间的电压差值控制在钳位电压Vclamp；当场效应功率开关M0处于导通状态时，由于场效应功率开关M0的源极和漏极与电感元件串联，所以流过场效应功率开关M0的电流逐渐增加，场效应功率开关M0的源极电压(即，流过场效应功率开关M0的电流在检测电阻R0上产生的电压)也逐渐增加；在钳位单元U2的作用下，高电平驱动开关M1的栅极电压和场效应功率开关M0的栅极电压随着场效应功率开关M0的源极电压变化，使得场效应功率开关M0的栅
‑
源电压Vgs维持在(Vclamp
‑
Vth)。
[0018]图3示出了根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种场效应功率开关驱动电路，其特征在于，包括驱动控制单元、高电平驱动开关、低电平驱动开关、以及钳位单元，其中：所述驱动控制单元的第一和第二输出端子分别连接到所述高电平驱动开关的栅极和所述低电平驱动开关的栅极；所述高电平驱动开关的漏极连接到电路内部电源、源极连接到所述低电平驱动开关的漏极并且用于连接到场效应功率开关的栅极；所述低电平驱动开关的源极接地；并且所述钳位单元用于将所述高电平驱动开关的栅极与所述场效应功率开关的源极之间的电压差值控制在固定值。2.根据权利要求1所述的场效应功率开关驱动电路，其特征在于，所述钳位单元的第一端子连接到所述高电平驱动开关的栅极、第二端子用于连接到所述场效应功率开关的源极并且用于经由检测电阻接地。3.根据权利要求2所述的场效应功率开关驱动电路，其特征在于，所述高电平驱动开关和所述低电平驱动开关实现为N型金属氧化物半导体场效应晶体管。4.根据权利要求2所述的场效应功率开关驱动电路，其特征在于，所述钳位单元实现为齐纳二极管。5.根据权利要求2所述的场效应功率开关驱动电路，其特征在于，当所述高电平驱动开关处于导通状态且所述低电平驱动开关处于关断状态时，所述场效应功率开关处于导通状态。6.一种场效应功...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱力强，李可，方烈义，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：新型
国别省市：