[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)柵極驅(qū)動電路的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710003085.2
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106849621B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚超;張允超;夏正蘭;趙時峰;方烈義
• 申請（專利權(quán)）人: 昂寶電子（上海）有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 孫洋

1.一種實現(xiàn)柵極驅(qū)動電路的系統(tǒng)，包括：

驅(qū)動芯片，所述驅(qū)動芯片包括：

高邊(high-side)控制電路，包括高邊驅(qū)動管、第一PMOS開關(guān)和第二PMOS開關(guān)、以及高邊延時組件；以及

低邊(low-side)控制電路，包括并聯(lián)連接的第一低邊驅(qū)動管和第二低邊驅(qū)動管，其中所述第一低邊驅(qū)動管的驅(qū)動能力大于所述第二低邊驅(qū)動管的驅(qū)動能力，以及低邊延時組件；以及

MOS功率級，所述MOS功率級包括功率晶體管并且所述功率晶體管的柵極與所述高邊控制電路和所述低邊控制電路分別連接，其中所述高邊延時組件的輸入接收所述功率晶體管的柵極處的柵極信號并且輸出連接到所述第一PMOS開關(guān)的柵極；

其中當(dāng)控制所述功率晶體管開啟時，首先以第二驅(qū)動信號使得所述第一低邊驅(qū)動管和所述第二低邊驅(qū)動管截止并且以第一驅(qū)動信號使得所述第二PMOS開關(guān)導(dǎo)通，在由所述高邊延時組件確定的第一延遲時間之后使得所述第一PMOS開關(guān)導(dǎo)通，其中所述第一延遲時間是所述柵極信號從小于預(yù)定閾值變得大于預(yù)定閾值的時刻后的預(yù)定長度的時間段；并且

當(dāng)控制所述功率晶體管關(guān)斷時，首先以第一驅(qū)動信號使得所述高邊驅(qū)動管截止并且以第二驅(qū)動信號使得所述第二低邊驅(qū)動管導(dǎo)通，在由所述低邊延時組件的輸出信號確定的第二延遲時間之后使得所述第一低邊驅(qū)動管導(dǎo)通，其中所述輸出信號至少部分地基于所述功率晶體管源極處的電流檢測CS信號確定；

其中所述低邊延時組件包括：

電流檢測CS負(fù)斜率檢測單元，被配置用于CS負(fù)斜率檢測以獲取第一檢測信號；

PWM延遲信號產(chǎn)生單元，被配置為接收PWM信號并且生成具有第三延遲時間的第一延遲信號和具有第四延遲時間的第二延遲信號，所述第三延遲時間不同于所述第四延遲時間；

非門，被配置為對所述第一延遲信號進(jìn)行反相處理以獲得反相信號；以及

上升沿D觸發(fā)器，所述D觸發(fā)器的輸入D端接邏輯高電平，在時鐘輸入端接收所述第一檢測信號，在復(fù)位端接所述反相信號，從而輸出Q信號；以及

或門，被配置為接收所述Q信號和所述第二延遲信號，并且生成所述輸出信號；

其中所述高邊控制電路還包括：

第一電流源和第二電流源，分別用于提供所述第一電流和所述第二電流，并且所述第一PMOS開關(guān)和第二PMOS開關(guān)分別與所述第一電流源和所述第二電流源連接，并且其中所述第一電流源的電流幅度大于所述第二電流源的電流幅度。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述高邊控制電路還包括：

第一齊納二極管和第二齊納二極管，所述第一齊納二極管與第一電容器并聯(lián)；

其中當(dāng)控制所述功率晶體管開啟時，當(dāng)所述高邊驅(qū)動管的柵級控制電壓達(dá)到所述第二齊納二極管的擊穿箝位電壓時，所述第二電流源開始對所述第一電容器充電。

3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中在所述第一延遲時間結(jié)束之后，以所述第一電流源和所述第二電流源來對所述第一電容器充電。

4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述高邊控制電路還包括并聯(lián)在所述第一齊納二極管與所述第二齊納二極管所組成的串聯(lián)電路兩端的NMOS開關(guān)，其中當(dāng)控制所述功率晶體管開啟時，所述第一驅(qū)動信號還使得所述NMOS開關(guān)截至從而使得所述所述第二電流源對第一電容器充電。

5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述驅(qū)動芯片包括前置驅(qū)動器，所述前置驅(qū)動器包括緩沖器以及非重疊時序產(chǎn)生電路，所述非重疊時序產(chǎn)生電路被配置為基于PWM信號來生成第一驅(qū)動信號和第二驅(qū)動信號。

6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述CS負(fù)斜率檢測單元包括：

后級微分檢測電路，包括微分電容器，第一電阻器和第二電阻器，相互匹配的一對鏡像NMOS管，第二NMOS管、第三電流源和第四電流源，以及施密特反相器；以及

前級濾波器；包括第三電阻器和第二電容器；

其中所述前級濾波器與所述后級微分檢測電路連接，所述一對鏡像NMOS管中的一個NMOS管、所述第一電阻器、所述第三電流源串聯(lián)連接，所述一對鏡像NMOS管中的另一個NMOS管、所述第二電阻器、所述第四電流源串聯(lián)連接，所述第二NMOS管與所述施密特反相器連接。