一种开关电源的驱动电路及开关电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种开关电源的驱动电路及开关电源，驱动电路用于驱动开关电源的功率管，包括控制级及驱动级；所述驱动级包括至少一个驱动级电路，所述驱动级电路中的最后一级驱动级电路用于向开关电源的功率管提供驱动信号；所述最后一级驱动级电路包括第一开关管和第二开关管连接构成的反相器；所述开关电源的电源电压端经由一个恒流电流源向与所述反相器提供电源

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源的驱动电路及开关电源


[0001]本技术属于开关电源
，更具体的是涉及一种开关电源的驱动电路及开关电源
。

技术介绍

[0002]开关电源由于其高转换效率在供电系统中得到广泛应用
。
开关电源中功率管都需要驱动电路来打开或关断
。
常见的拓扑结构有降压型
(buck)、
升压型
(boost)、
升降压型
(buck
‑
boost)
等
。
[0003]开关管的导通速度对系统可靠性和系统转换效率有直接影响
。
驱动速度快，开关损耗低，则系统转换效率高
。
但由于寄生电感的影响，驱动速度快同时也会导致功率管的源
、
漏端产生较大的振铃电压，过高的振铃电压会影响器件的可靠性甚至会导致器件永久损坏
。
[0004]图1是现有技术中一种降压型开关电源功率管及其驱动电路的电路图，如图1所示，功率管包括串联的第一
MOS
管
M1
和第二
MOS
管
M2
，第一驱动脉冲
DRV1
和第二驱动脉冲
DRV2
分别用来驱动第一
MOS
管
M1
和第二
MOS
管
M2。SW
为开关电源的开关节点
。
第一
MOS
管和第二
MOS<br/>管也可以由三极管代替，相应的驱动脉冲可以由驱动电流代替
。
[0005]图2是现有技术中中的开关电源的驱动电路图
。
如图2所示，其显示了控制信号和驱动级电路中的最后一级驱动级电路，最后一级驱动级电路一般采用
NMOS
管和
PMOS
管组成的反相器构成，
NMOS
管
MD1
负责将功率管栅极驱动信号拉高，从而打开功率管
。
然而，功率管的栅极驱动电压与开关电源的电源电压
VDD
相关，电源电压
VDD
过高会导致器件损坏，电源电压
VDD
过低则会导致驱动速度降低，增加开关的损耗
。

技术实现思路

[0006](
一
)
要解决的技术问题
[0007]本技术旨在解决现有技术中开关电源驱动电路启停时容易导致器件损坏且驱动速度不稳定的技术问题
。
[0008](
二
)
技术方案
[0009]为解决上述技术问题，本技术的一方面提出一种开关电源的驱动电路，用于驱动开关电源的功率管，包括控制级及驱动级；
[0010]所述驱动级包括至少一个驱动级电路，所述驱动级电路中的最后一级驱动级电路用于向开关电源的功率管提供驱动信号；
[0011]所述最后一级驱动级电路包括第一开关管和第二开关管连接构成的反相器；
[0012]所述开关电源的电源电压端经由一个恒流电流源向所述反相器提供电源
。
[0013]根据本技术优选的实施方式，所述第一开关管为
PMOS
管，第二开关管为
NMOS
管
。
[0014]根据本技术优选的实施方式，所述
NMOS
管和
PMOS
管的栅极连接并连接至上一
级驱动级电路，所述
NMOS
管和
PMOS
管的漏极连接作为所述最后一级驱动级电路的输出端，所述
PMOS
管的源级连接所述恒流电流源，所述
NMOS
管的源极接地
。
[0015]根据本技术优选的实施方式，所述电流源的电压为3～
5V。
[0016]根据本技术优选的实施方式，所述电源的电压为3～
5V。
[0017]本技术的另一方面还提出一种开关电源，包括上述的驱动电路和功率管，所述驱动电路输出端与所述功率管的栅极连接，用于驱动所述功率管
。
[0018](
三
)
有益效果
[0019]本技术在功率管的源极和电源之间设置恒流电源，驱动信号的产生仅和电流源以及功率管的栅极电容有关，而和电源电压无关，因此在不同电源电压下的驱动速度相同，带来的振铃电压也相同，从而可以在控制驱动速度提高系统转换效率的同时延长器件的使用寿命
。
附图说明
[0020]图1是现有技术中一种降压型开关电源功率管及其驱动电路的电路图
。
[0021]图2是现有技术中一种开关电源的驱动电路的电路图
。
[0022]图3是现有技术中不同电源电压下栅极驱动电压和开关电源的开关节点处的电压波形仿真图
。
[0023]图4是本技术的一个实施例的开关电源的驱动电路图
。
[0024]图5是本技术的一个实施例的不同电源电压下，开关电源的功率管的栅极驱动电压和开关节点处的电压波形图
。
具体实施方式
[0025]本技术提出一种开关电源的驱动电路，其通过给开关电源的功率管提供驱动信号以驱动所述开关电源
。
该驱动电路包括控制级及驱动级
。
所述驱动级包括至少一个驱动级电路，本技术主要针对最后一级驱动级电路进行改进，使期向开关电源的功率管提供驱动信号时不随电源电压而波动
。
[0026]总的来说，本技术的开关电源的电源电压端经由一个恒流电流源向与最后一级驱动级电路供电，该驱动级电路包括一个反相器，反相器包括第一开关管和第二开关管
。
[0027]为使本技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术作进一步的详细说明
。
[0028]如图2所示的现有技术中，当第一
MOS
管
MD1
导通时，处于饱和状态，其饱和电流
I
D
表达式为：
[0029][0030]其中，其中，
μ
P
为空穴迁移率，
C
OX
为单位面积栅氧化层电容，
W、L
分别为第一
MOS
管
MD1
的宽度和长度，
V
GS
为第一
MOS
管
MD1
的栅源电压，其值等于电源电压
VDD。V
th
为第一
MOS
管
MD1
的阈值电压
。
除
V
GS
外，其他参数均为常数...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种开关电源的驱动电路，用于驱动开关电源的功率管，所述驱动电路包括控制级及驱动级，其特征在于：所述驱动级包括至少一个驱动级电路，所述驱动级电路中的最后一级驱动级电路用于向开关电源的功率管提供驱动信号；所述最后一级驱动级电路包括第一开关管和第二开关管连接构成的反相器；所述开关电源的电源电压端经由一个恒流电流源向所述反相器提供电源
。2.
根据权利要求1所述的开关电源的驱动电路，其特征在于，所述第一开关管为
PMOS
管，第二开关管为
NMOS
管
。3.
根据权利要求2所述的开关电源的驱动电路，其特征在于，所述
NMOS
管和
PMOS
管的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董贤辉，张家川，李晓明，
申请(专利权)人：北京升宇科技有限公司，
类型：新型
国别省市：