本发明专利技术公开一种切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，包括第一上拉驱动管并联第二上拉驱动管、第一下拉驱动管串联耦合至第一上拉驱动管及第二上拉驱动管，第一上拉驱动管和第二上拉驱动管与电源以及一外置功率开关晶体管的栅极连接。当控制信号为高电平时，第一上拉驱动管导通，第一下拉驱动管关断；第二上拉驱动管的导通或开启状态是通过比较该电源的电压与阈值决定，当电源的电压低于阈值时，此时第一上拉驱动管的驱动力比较弱，第一上拉驱动管和第二上拉驱动管一起驱动；当电源的电压高于阈值时，第一上拉驱动管的驱动力较强，所以驱动输出在略大于米勒平台电压后第二上拉驱动管才导通。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率开关晶体管驱动相关的，特别是一种切换式电源的功率开关晶体管驱动电路。
技术介绍
1、由于现今的电子设备，特别是消费性电子产品，要求体积小、功能强大，使得电子设备的集成度日益提高。由于集成电路技术的不断进步，使得上述高度集成的电子设备成为可能。但是，也由于电子设备的高度集成化，这意味在电子设备的设计上会让芯片中以及印刷电路板(pcb)上的电子器件密度增加，也就会使得电子器件之间的间距变小，直接或间接会造成电子设备于运作时产生电磁干扰(electromagneticinterference,emi)的问题。
2、特别是在切换式电源电路中，电源emi性能的好坏，除了与pcb布局、变压器结构有直接关系外，主功率开关晶体管对电源电磁干扰(emi)性能有很大的影响，主功率开关晶体管工作在on-off快速循环切换的状态，其漏源极电流在急剧变化。如果驱动能力过强(即驱动电流过大)，会导致主功率开关晶体管的di/dt和dv/dt过大，进而带来很大的电磁干扰(emi)；如果驱动能力过弱(即驱动电流过小)，会导致主功率开关晶体管的延迟变大，进而增加开关的损耗。
3、为了既降低电磁干扰(emi)，又减少开关损耗，需要对主功率开关晶体管的栅极驱动电路进一步优化设计。
4、因而，于保证主功率开关晶体管能快速切换以及提高效率的同时，通过合理的驱动级电路布局，使得切换式功率晶体管的驱动电路于驱动力与电磁兼容性(emc)之间找到平衡，是迫切需要的。
技术实现思路
>1、基于上述需求，本专利技术提供一种切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，该驱动电路包括：一第一上拉驱动管；一第二上拉驱动管并联该第一上拉驱动管；一第一下拉驱动管串联耦合至该第一上拉驱动管及该第二上拉驱动管，其中，该第一上拉驱动管与电源以及一外置功开关晶体管的栅极连接，并通过一第一控制路径连接一控制信号，用于提供控制该第一上拉驱动管的控制路径；该第二上拉驱动管与一第二控制路径、该电源电压以及该外置功率开关晶体管的栅极连接，并通过一第二控制路径连接该控制信号，用于提供控制该第二上拉驱动管的控制路径；该第一下拉驱动管连接该控制信号；当该控制信号为高电平时该第一上拉驱动管导通，并输出一预设钳位电压值，该第一下拉驱动管关断；当该控制信号为高电平时，该第二上拉驱动管的导通或开启状态是通过该第二控制路径比较该电源的电压与一电压阈值，当该电源的电压高于该电压阈值时，该第二上拉驱动管关断，由第一上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电；当该控制信号为高电平时且该电源的电压低于该电压阈值时，该第二上拉驱动管的导通或开启状态是通过该第二控制路径比较该外置功率开关晶体管的栅极电压与第一参考电压和第二参考电压的大小所决定；若该外置功率开关晶体管的栅极电压低于该第一参考电压，该第二上拉驱动管关断，由该第一上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电；若该外置功率开关晶体管的栅极电压介于该第一参考电压和该第二参考电压之间，该第二上拉驱动管导通，由该第一上拉驱动管以及该第二上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电；若该外置功率开关晶体管的栅极电压高于该第二参考电压，该第二上拉驱动管关断，由该第一上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电，其中该第一参考电压小于该第二参考电压；当该控制信号为低电平时，该第一上拉驱动管和该第二上拉驱动管均关断，该第一下拉驱动管导通，该外置功率开关晶体管经由该第一下拉驱动管放电。2、所述外部控制信号是外部pwm控制信号。
3、所述外部控制信号通过一不交叠信号产生电路将输入的该外部控制信号分歧为两个不交叠的第一控制信号及第二控制信号输出，用于通过电路功能选择以及控制路径以控制该第一上拉驱动管、该第二上拉驱动管以及该第一下拉驱动管。
4、所述第一上拉驱动管为nmos晶体管、所述第二上拉驱动管为pmos晶体管且所述第一下拉驱动管为nmos晶体管。
5、所述驱动电路还包含一分压网络，该分压网络连接该外置功率开关晶体管的栅极以及该第一下拉驱动管的源极，作为采样电路，用于侦测该外置功率开关晶体管的栅极电压。
6、所述第一上拉驱动管的漏极以及该第二上拉驱动管的源极与该电源耦接；该第一下拉驱动管与该第一上拉驱动管串联；其中，该第一下拉驱动管的漏极与该第一上拉驱动管的源极以及该第二上拉驱动管的漏极耦接，该第一下拉驱动管的源极接地。
7、所述第一控制路径包含一开关电路连接该第一上拉驱动管的栅极以及一限压电路，用于接收由该外部控制信号所分歧的该第一控制信号以控制该第一上拉驱动管的导通或关断，并于该第一上拉驱动管导通时输出该预设钳位电压。
8、所述第二控制路径包含一第一比较电路、一第二比较电路以及一二选一电路，其中该二选一电路具有第一输入端、第二输入端、选择端及输出端，该二选一电路的输出端连接该第二上拉驱动管的栅极，该第二比较电路连接该二选一电路的该选择端，该第一比较电路连接该二选一电路的该第二输入端，该二选一电路的该第一输入端连接由该外部控制信号所分歧的该第一控制信号。
9、所述第二比较电路输入并比较该电源的电压值与一电压阈值，当该外部控制信号为高电平且该电源的电压高于该电压阈值时，通过该选择电路选择输出该第一控制信号使该第二上拉驱动管关断，由该第一上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电；当该电源的电压低于该电压阈值时，该第二上拉驱动管的导通或是关断状态是通过该第一比较电路比较该外置功率开关晶体管的栅极电压与第一参考电压和第二参考电压的大小所决定；若该外置功率开关晶体管的栅极电压低于该第一参考电压，通过该二选一电路输出一高电平控制信号使该第二上拉驱动管关断，由该第一上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电；若该外置功率开关晶体管的栅极电压介于该第一参考电压和该第二参考电压之间，通过该二选一电路输出一低电平控制信号该使第二上拉驱动管导通，由该第一上拉驱动管以及该第二上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电；若该外置功率开关晶体管的栅极电压高于该第二参考电压，通过该二选一电路输出一高电平控制信号使该第二上拉驱动管关断，由该第一上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电，其中该第一参考电压小于该第二参考电压；当该外部控制信号为低电平时，该第一上拉驱动管和该第二上拉驱动管均关断，该第一下拉驱动管的栅极连接由该外部控制信号分歧的第二控制信号控制使其导通，该外置功率开关晶体管经由该第一下拉驱动管放电。
10、所述二选一电路为多路复用器。
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【技术保护点】
1.一种切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，该驱动电路包括：
2.根据权利要求1所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述外部控制信号是外部PWM控制信号。
3.根据权利要求2所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述外部控制信号通过一不交叠信号产生电路将输入的该外部控制信号分歧为两个不交叠的第一控制信号及第二控制信号输出，用于通过电路功能选择以及控制路径以控制该第一上拉驱动管、该第二上拉驱动管以及该第一下拉驱动管。
4.根据权利要求3所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述第一上拉驱动管为NMOS晶体管、所述第二上拉驱动管为PMOS晶体管且所述第一下拉驱动管为NMOS晶体管。
5.根据权利要求4所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，还包含一分压网络，该分压网络连接该外置功率开关晶体管的栅极以及该第一下拉驱动管的源极，作为采样电路，用于侦测该外置功率开关晶体管的栅极电压。
6.根据权利要求4所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述第一上拉驱动管的漏极以及该第二上拉驱动管的源极与该电源耦接；该第一下拉驱动管与该第一上拉驱动管串联；其中，该第一下拉驱动管的漏极与该第一上拉驱动管的源极以及该第二上拉驱动管的漏极耦接，该第一下拉驱动管的源极接地。
7.根据权利要求4所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述第一控制路径包含一开关电路，该开关电路连接该第一上拉驱动管的栅极以及一限压电路，用于接收由该外部控制信号所分歧的第一控制信号以控制该第一上拉驱动管的导通或关断，并于该第一上拉驱动管导通时输出该预设钳位电压。
8.根据权利要求4所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述第二控制路径包含一第一比较电路、一第二比较电路以及一二选一电路，其中该二选一电路具有第一输入端、第二输入端、选择端及输出端，该二选一电路的输出端连接该第二上拉驱动管的栅极，该第二比较电路连接该二选一电路的该选择端，该第一比较电路连接该二选一电路的该第二输入端，该二选一电路的该第一输入端连接由该外部控制信号所分歧的第一控制信号。
9.根据权利要求8所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述第二比较电路输入并比较该电源的电压值与该电压阈值，当该外部控制信号为高电平且该电源的电压高于该电压阈值时，通过该选择电路选择输出该第一控制信号使该第二上拉驱动管关断，由该第一上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电；当该电源的电压低于该电压阈值时，该第二上拉驱动管的导通或是关断状态是通过该第一比较电路比较该外置功率开关晶体管的栅极电压与第一参考电压和第二参考电压的大小所决定；若该外置功率开关晶体管的栅极电压低于该第一参考电压，通过该二选一电路输出一高电平控制信号使该第二上拉驱动管关断，由该第一上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电；若该外置功率开关晶体管的栅极电压介于该第一参考电压和该第二参考电压之间，通过该二选一电路输出一低电平控制信号该使第二上拉驱动管导通，由该第一上拉驱动管以及该第二上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电；若该外置功率开关晶体管的栅极电压高于该第二参考电压，通过该二选一电路输出一高电平控制信号使该第二上拉驱动管关断，由该第一上拉驱动管给该外置功率开关晶体管充电，其中该第一参考电压小于该第二参考电压；
10.根据权利要求8所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述二选一电路为多路复用器。
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【技术特征摘要】
1.一种切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，该驱动电路包括：
2.根据权利要求1所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述外部控制信号是外部pwm控制信号。
3.根据权利要求2所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述外部控制信号通过一不交叠信号产生电路将输入的该外部控制信号分歧为两个不交叠的第一控制信号及第二控制信号输出，用于通过电路功能选择以及控制路径以控制该第一上拉驱动管、该第二上拉驱动管以及该第一下拉驱动管。
4.根据权利要求3所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述第一上拉驱动管为nmos晶体管、所述第二上拉驱动管为pmos晶体管且所述第一下拉驱动管为nmos晶体管。
5.根据权利要求4所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，还包含一分压网络，该分压网络连接该外置功率开关晶体管的栅极以及该第一下拉驱动管的源极，作为采样电路，用于侦测该外置功率开关晶体管的栅极电压。
6.根据权利要求4所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述第一上拉驱动管的漏极以及该第二上拉驱动管的源极与该电源耦接；该第一下拉驱动管与该第一上拉驱动管串联；其中，该第一下拉驱动管的漏极与该第一上拉驱动管的源极以及该第二上拉驱动管的漏极耦接，该第一下拉驱动管的源极接地。
7.根据权利要求4所述的切换式电源的功率开关晶体管驱动电路，其特征在于，所述第一控制路径包含一开关电路，该开关电路连接该第一上拉驱动管的栅极以及一限压电路，用于接收由该外部控制信号所分歧的第一控制信号以控制该第一上拉驱动管的导通或关断，并于该第一上拉驱动管导通时输出该预设钳位电压。
8.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱建业，
申请(专利权)人：南京绿芯集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：
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