[發明專利]功率三極管驅動電路和驅動方法

無效

• 申請號: 200910170052.2
• 申請日: 2009-09-01
• 公開（公告）號: CN102006052A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 楊小華;徐文輝
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;H03K17/60
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電子技術領域，特別涉及一種功率三極管驅動電路和驅動方法。

背景技術

目前的電源轉換器大致可劃分為線形變換器和開關變換器兩種。與線性變換器相比，開關變換器以其高效率、小體積、較輕的重量等優勢目前占據絕對的主導地位。而作為開關變換器核心部分之一的開關管通常會選用功率晶體管。功率晶體管大致可分為場效應晶體管、雙極型晶體管以及絕緣柵極晶體管。在小功率電源轉換器領域，由于雙極型晶體管良好的開關特性和低廉的價格等優勢，也被廣泛的使用。

如圖1所示，為傳統開關電源適配器解決方案的電路圖。在現有傳統方案中，一般采用功率MOSFET作為主邊的開關控制器件。相對于功率三極管而言，功率MOSFET具有較快的開關速度和較低的導通損耗。但是，較快的開關速度會導致較大的開關噪聲，同時在小功率應用領域，功率三極管相對低廉的價格亦使其極具誘惑力。與傳統功率MOSFET開關的電壓型驅動不同的是，功率三極管需要電流型的驅動方式以提供足夠的基極電流用以放大。因此，在傳統方案中，一般會對傳統的推挽驅動器做相應的優化以適應功率三極管的驅動需要。

以下對功率三極管的驅動過程進行簡單介紹。如圖2所示，為傳統的功率三極管驅動電路示意圖。如圖2所示，如果要使用傳統的推挽驅動器用以驅動功率三極管Q1，則需增加一些外圍元器件以保證功率三極管Q1正常開關動作。其中，功率三極管Q1的基極與R1相連，功率三極管Q1的集電極與HVDC(高壓直流輸電)相連，功率三極管Q1的發射極通過電阻接地，R1可在功率三極管開通期間提供合適的基極電流以保證功率三極管Q1工作在飽和區。同時，為了保證功率三極管Q1能夠迅速關閉，二極管D1(一般采用肖特基二極管)和電容C1用于快速抽取開通期間儲存在功率三極管Q1基區的少數載流子。

現有技術存在的缺點是，由于現有技術中增加了一些器件如電容C1和二極管D1等，因此不可避免的帶來了成本上的增加，削弱了功率三極管的成本優勢，給功率三極管在電源轉換方面的應用帶來了困難。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一，特別是解決現有技術中功率三極管驅動電路成本高的問題。

為達到上述目的，本發明一方面提出一種功率三極管驅動電路，包括：串聯的恒流源驅動模塊和關閉模塊，功率三極管的基極連接在所述恒流源驅動模塊和關閉模塊之間；且在所述恒流源驅動模塊中有恒流源，以在開啟所述功率三極管時為所述功率三極管的基極提供恒定的基極電流，所述關閉模塊接地，以在關閉所述功率三極管時將所述功率三極管的基極短路。

本發明另一方面還提出一種驅動方法，功率三極管驅動電路包括串聯的恒流源驅動模塊和關閉模塊，所述功率三極管的基極連接在所述恒流源驅動模塊和關閉模塊之間，所述方法包括以下步驟：在開啟所述功率三極管時，開啟所述恒流源驅動模塊并關閉所述關閉模塊，以使所述恒流源驅動模塊中的恒流源為功率三極管的基極提供恒定的基極電流；在關閉所述功率三極管時，關閉所述恒流源驅動模塊并開啟所述關閉模塊，以通過所述關閉模塊將所述功率三極管的基極短路。

通過本發明提出的新型功率三極管驅動電路，無需增加任何外圍元器件就可直接驅動功率三極管，節省了成本，提高了功率三極管的應用范圍。并且本發明在提升功率三極管的開關速度的同時也降低了開關損耗。另外本發明獨特的恒流源驅動模塊以及關閉模塊可利用功率三極管的最高耐壓特性以保證功率三極管在開關期間的安全。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為傳統開關電源適配器解決方案的電路圖；

圖2為傳統的功率三極管驅動電路示意圖；

圖3為本發明實施例一的功率三極管驅動電路的示意圖；

圖4為本發明實施例二的功率三極管驅動電路示意圖；

圖5為本發明實施例三的功率三極管驅動電路示意圖；

圖6為本發明實施例四的功率三極管驅動電路示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。