[發明專利]功率晶體管的驅動電路

有效

• 申請號: 200910209932.6
• 申請日: 2009-10-29
• 公開（公告）號: CN102055446A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 陳英佩;黃明偉
• 申請（專利權）人: 華映視訊(吳江)有限公司;中華映管股份有限公司
• 主分類號: H03K17/04
• 分類號: H03K17/04;H03K17/687
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 孫長龍

技術領域

本發明關于一種功率晶體管的驅動電路，尤指一種可有效降低功率晶體管的導通損失(conduction?loss)與交換損失(switching?loss)的驅動電路。

背景技術

請參閱圖1，圖1為公知升壓(boost)電路1的示意圖。公知升壓電路1包含電感(inductor)10、蕭特基二極管(Schottky?diode)12、負載(loading)14、脈寬調變(Pulse?Width?Modulation，PWM)信號產生單元16以及功率晶體管(power?MOSFET)18，其中上述組件的連接關系如圖1所繪示，且其作用原理可由公知技藝的人輕易達成，在此不再贅述。

如圖1所示，當負載14為重載架構時，功率晶體管18需選用大功率規格，以達到驅動重載所需的高電壓。然而，由于所選用的功率晶體管18需能耐高壓，所以其內部的導通電阻(drain-sourceon-state?resistance，Rds(on))與寄生電容都很大，使得功率轉換時的導通損失與交換損失將會變得很大。在功率損失變大的情況下，轉換效率也會隨之變差。

此外，美國專利公告第7,459,945號(以下簡稱’945專利)在功率晶體管與PWM信號之間設置一個柵極驅動電路(gate?driving?circuit)，以增加功率晶體管的驅動能力且降低損失。’945專利所公開的柵極驅動電路主要包含一個切換控制電路(switching?control?circuit)、四個切換開關、四個蕭特基二極管以及一個電感。’945專利是由切換控制電路分別控制四個切換開關，以對電感充放電。換言之，’945專利需設有切換控制電路(作為時序控制之用)以及電感(作為儲能之用)，才能達到改善功率晶體管的轉換效率。然而，切換控制電路與電感的設置，將會增加電路設計的面積，且電感在充放電過程中，將會產生電磁波的干擾效應。

發明內容

因此，本發明的目的之一在于提供一種功率晶體管的驅動電路，其設置在PWM信號產生單元與功率晶體管之間，可有效降低功率晶體管的導通損失與交換損失，以解決上述問題。

根據一實施例，本發明的功率晶體管的驅動電路包含一第一開關、一第二開關、一第三開關與一第四開關。該第一開關連接于一第一節點、一第二節點與一第一電源端，且該第一電源端提供一第一電壓。該第二開關連接于該第一節點、該第二節點與一第一地端。該第三開關連接于該第二節點、一第三節點與該第一電源端。該第四開關連接于該第二節點、該第三節點與一第二地端。

于此實施例中，一功率晶體管連接于該第三節點，且一脈寬調變信號自該第一節點輸入。該脈寬調變信號具有一第二電壓，且該第二電壓小于該第一電壓。當該脈寬調變信號為高準位時，即截止該第一開關與該第四開關，且導通該第二開關與該第三開關，而該第一電壓經由該第三開關與該第三節點輸出，以導通該功率晶體管。另一方面，當該脈寬調變信號為低準位時，即導通該第一開關與該第四開關，且截止該第二開關與該第三開關，而該功率晶體管經由該第四開關對該第二地端放電。

關于本發明的優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的了解。

附圖說明

圖1為公知升壓電路的示意圖。

圖2為根據本發明一實施例的驅動電路的示意圖。

圖3為各個信號在驅動電路中的操作波形的時序圖。

圖4為在功率晶體管的柵極端的脈波信號的仿真波形圖。

圖5為本發明的驅動電路應用于升壓電路的示意圖。

圖6為本發明的驅動電路應用于LED背光驅動電路的示意圖。

具體實施方式

請參閱圖2，圖2為根據本發明一實施例的驅動電路30的示意圖。如圖2所示，驅動電路30連接于PWM信號產生單元32與功率晶體管34之間。驅動電路30包含第一開關300、第二開關302、第三開關304與第四開關306。于此實施例中，第一開關300與第三開關304可為P型晶體管，且第二開關302與第四開關306可為N型晶體管。換言之，第一開關300與第二開關302構成一個反向器(inverter)，且第三開關304與第四開關306亦構成一個反向器。