[實用新型]一種鉗位驅(qū)動電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420444125.9
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN204131379U
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳玉江;張良;羅杰;羅立權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 燦瑞半導(dǎo)體（上海）有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種應(yīng)用于開關(guān)電源的低功耗的鉗位驅(qū)動電路。

背景技術(shù)

眾所周知，開關(guān)電源技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。在開關(guān)電源中，用于驅(qū)動功率開關(guān)器件的信號高電平一般不需要過高的電壓，這是因為驅(qū)動損耗與高電平電壓的平方成正比，而且，過高的驅(qū)動電壓會使功率開過器件的選型受到限制。為此，從安全和性能的方面考慮，需要對驅(qū)動電壓進行鉗位處理。

目前，常用的鉗位驅(qū)動電路如圖1所示，該電路由偏置電流源101、反相器102、驅(qū)動電流鏡103、鉗位二極管111和圖騰柱輸出驅(qū)動電路104組成，其中，反相器102包括第一MOS管109和第二MOS管110；驅(qū)動電流鏡103包括第三MOS管107和第四MOS管108；圖騰柱輸出驅(qū)動電路104包括上驅(qū)動管112和下驅(qū)動管113。該電路的工作過程如下：當輸入信號IN為高電平時，反相器102的輸出電壓VX為低電平，圖騰柱輸出驅(qū)動電路104的上驅(qū)動管112關(guān)斷，下驅(qū)動管113開啟，輸出的驅(qū)動信號OUT為低電平；當輸入信號IN為低電平時，圖騰柱輸出驅(qū)動電路104的上驅(qū)動管112開啟，下驅(qū)動管113關(guān)斷，驅(qū)動電流鏡103的輸出管108通過反相器102的第一MOS管109對圖騰柱輸出驅(qū)動電路104的上驅(qū)動管112的柵源極電容充電，反相器102的輸出電壓VX逐漸上升，驅(qū)動信號OUT隨著輸出電壓VX而增加，驅(qū)動電流鏡103的第四MOS管108的電流主要用于上驅(qū)動管112的柵源極電容充電；如果電源VCC的電壓小于鉗位二極管111的反向擊穿電壓，則反相器102的輸出電壓VX被充到VCC；如果電源VCC的電壓大于鉗位二極管111的反向擊穿電壓，則反相器102的輸出電壓VX被鉗位在鉗位二極管111反向擊穿電壓，前級驅(qū)動電流全部流過鉗位二極管111。該電路存在的問題在于：當輸入信號IN為低電平時，為了保證驅(qū)動信號OUT的上升速度，前級驅(qū)動電流必需足夠大，這樣會導(dǎo)致在鉗位狀態(tài)下，流過鉗位二極管111的電流也非常大，從而造成非常大的功率損耗。

針對以上缺點，公開號為CN102185499的專利提出了這樣一種解決方法，該方法是在圖1所示鉗位驅(qū)動電路的基礎(chǔ)上，在驅(qū)動電流鏡與鉗位二極管之間加入了電流反饋環(huán)路。如果電源VCC的電壓小于鉗位二極管的反向擊穿電壓，則反饋環(huán)路不工作；如果電源VCC的電壓大于鉗位二極管反向擊穿電壓，則當鉗位二極管反向擊穿后，反饋環(huán)路工作，反饋環(huán)路減小了驅(qū)動電流鏡提供的驅(qū)動電流，從而減小了鉗位狀態(tài)下的電流，降低電路功耗。

上述專利中的電路希望通過合適的電流鏡比例設(shè)置，盡可能地減少鉗位電流。然而，如果這個負電流負反饋環(huán)路內(nèi)部參數(shù)設(shè)置不合理(包括電流鏡比例)或者制造工藝的偏差很容易引起環(huán)路的震蕩，從而導(dǎo)致鉗位電壓的不穩(wěn)定。因此，為了保持電路穩(wěn)定必需設(shè)置較大的裕量，也就是必需設(shè)置較大的鉗位維持電流，否則，鉗位電壓會不穩(wěn)定。由此可見，上述現(xiàn)有技術(shù)可靠性、穩(wěn)定性較差，且對制造工藝的依賴程度過高。

實用新型內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型旨在提供一種鉗位驅(qū)動電路，以提高鉗位電壓的穩(wěn)定性，減少對工藝的依賴程度，并降低電路功耗。

本實用新型所述的一種鉗位驅(qū)動電路，其包括一偏置電流源、一帶有第四MOS管的加速電流鏡、一帶有第五MOS管的反相器以及一帶有上驅(qū)動管的圖騰柱輸出驅(qū)動器，其中，所述第四MOS管的漏極與所述第五MOS管的源極連接，該第五MOS管的漏極與所述上驅(qū)動管的柵極連接，該電路還包括：

一轉(zhuǎn)換電流鏡，其輸入端與所述偏置電流源的輸出端連接，其輸出端與所述加速電流鏡的輸入端連接；

一用于開關(guān)所述轉(zhuǎn)換電流鏡的電流鏡開關(guān)管，其漏極與源極與所述轉(zhuǎn)換電流鏡連接；

一連接在所述第四MOS管的源極與漏極之間的穩(wěn)壓維持電阻或恒流源；以及

一連接在所述上驅(qū)動管的柵極與地之間的鉗位采樣電路，其輸出端與所述電流鏡開關(guān)管的柵極連接。

在上述的鉗位驅(qū)動電路中，所述轉(zhuǎn)換電流鏡包括第一MOS管和第二MOS管，其中，所述第一MOS管的漏極分別與其柵極以及所述偏置電流源的輸出端連接，其源極與所述第二MOS管的源極相連后接地；所述第二MOS管的柵極與所述第一MOS管的柵極連接，其漏極與所述加速電流鏡的輸入端連接。

在上述的鉗位驅(qū)動電路中，所述電流鏡開關(guān)管的漏極與所述第一MOS管的漏極連接，其源級與所述第一MOS管的源級連接

在上述的鉗位驅(qū)動電路中，所述鉗位采樣電路包括依次串聯(lián)在所述上驅(qū)動管的柵極與地之間的第一電阻和第二電阻，所述電流鏡開關(guān)管的柵極連接至所述第一電阻與第二電阻之間。