[發明專利]用于功率轉換器的具節能的晶體管閘極驅動電路

有效

• 申請號: 200910146465.7
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN101577482A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 楊大勇;李全章
• 申請（專利權）人: 崇貿科技股份有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 壽 寧;張華輝

技術領域

本發明是有關于一種功率轉換器，特別是指一種晶體管閘極 驅動電路。

背景技術

現今功率轉換器設計已應用于支持大于100安培的高輸出 電流，而在此功率準位下，一關鍵性的挑戰是降低功率損耗，以 盡可能維持高系統效率。因此，功率轉換器提供一閘極驅動電壓， 其為用于控制輸出電流的功能。一般而言，閘極驅動電壓應用于 重載電流時為較高電壓范圍，且應用于輕載電流時為較低電壓范 圍，這些電壓可在上述兩種負載狀態之下，而給予最佳閘極驅動 效率。閘極驅動電路的電路運作是揭露于Ahmad所提出的美國 專利編號第7,265,601號的“Adaptive?gate?drive?voltage?circuit”。 然而，Ahmad所揭露的閘極驅動電路需另外增設裝置，例如一 電流感測電阻，因而造成額外的功率消耗。于傳統電路設計中， 位于閘極與源極之間的電壓始終保持為一固定電壓，因此當輸出 電流在輕載時，切換損失是無法避免的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種功率轉換器的晶體管閘極驅動 電路，其可在功率轉換器處在輕載時，限制驅動訊號的準位，以 降低功率消耗，而達節省能源的目的。

為了達到上述的目的，本發明是提供一種具節能的晶體管閘 極驅動電路，其應用于一功率轉換器，該晶體管閘極驅動電路包 含：

一第一高壓側晶體管，具有一漏極與一源極，該漏極接收一 供應電壓，該源極產生一驅動訊號，用于驅動該功率轉換器的一 晶體管的一閘極；

一第二高壓側晶體管，具有一源極與一漏極，該源極接收該 供應電壓，該漏極產生該驅動訊號；

一低壓側晶體管，具有一漏極與一源極，該漏極產生該驅動 訊號，該源極耦接至一接地端；

一控制電路，依據一切換訊號控制該第一高壓側晶體管、該 第二高壓側晶體管與該低壓側晶體管的閘極；以及

一偵測電路，依據該功率轉換器的一負載狀態產生一禁能訊 號，以限制該驅動訊號，一旦該功率轉換器的該負載狀態低于一 門坎訊號時，該禁能訊號在一輕載下禁能該第二高壓側晶體管， 以降低一切換損失。

本發明中，其中該控制電路更包含一電壓箝位組件，其耦接 該第一高壓側晶體管的該閘極，以箝位該驅動訊號的一最大輸出 電壓。

本發明中，其中該偵測電路更耦接該功率轉換器的一輸出 端，以接收一回授訊號而產生該禁能訊號，該回授訊號是關聯于 該功率轉換器的該負載狀態。

本發明中，其中該偵測電路更耦接該功率轉換器的一輸入 端，以接收一輸入訊號，該門坎訊號是依據該輸入訊號的增加而 減少。

本發明中，其中該偵測電路更包含一延遲電路，該功率轉換 器的該負載狀態低于該門坎訊號時，該延遲電路提供一延遲時間 以產生該禁能訊號。

本發明中，其中該偵測電路更包含一輸入偵測器，其耦接至 該功率轉換器的一輸入端，以接收一輸入訊號并產生該門坎訊 號。

本發明中，其中該第一高壓側晶體管與該低壓側晶體管分別 為一N型晶體管，該第二高壓側晶體管為一P型晶體管。

本發明中，其中該切換訊號產生于一切換控制電路。

本發明還同時公開了一種具節能的晶體管閘極驅動電路，其 應用于一功率轉換器，該晶體管閘極驅動電路包含：

一切換電路，產生一驅動訊號，用于驅動該功率轉換器的一 晶體管；

一控制電路，依據一切換訊號控制該切換電路；以及

一偵測電路，依據該功率轉換器的一負載狀態產生一禁能訊 號，以限制該驅動訊號，該功率轉換器的該負載狀態為一輕載時， 該禁能訊號限制該驅動訊號。

本發明中，其中該切換電路包含：

一第一高壓側晶體管，接收一供應電壓并產生該驅動訊號， 以驅動該功率轉換器的該晶體管；

一第二高壓側晶體管，接收該供應電壓并產生該驅動訊號； 以及

一低壓側晶體管，產生該驅動訊號并耦至一接地端。

本發明中，其中該禁能訊號在該輕載下禁能該第二高壓側晶 體管，以降低一切換損失。

本發明中，其中該控制電路更包含一電壓箝位組件，其耦接 該第一高壓側晶體管，以箝位該驅動訊號的一最大輸出電壓。

本發明中，其中該第一高壓側晶體管與該低壓側晶體管分別 為一N型晶體管，該第二高壓側晶體管為一P型晶體管。