[發明專利]功率管驅動系統和方法

有效

• 申請號: 201710102932.0
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106954123B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 顧全;王冠男;袁廷志;方烈義
• 申請（專利權）人: 昂寶電子（上海）有限公司
• 主分類號: H04R3/00
• 分類號: H04R3/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 宗曉斌

提供了一種功率管驅動系統和方法，該系統包括功率管下管驅動電路部分和功率管上管驅動電路部分。功率管下管驅動電路部分被配置為通過控制經由第一開關電路對功率管下管的寄生電容充電的第一充電電流的大小來控制功率管下管在米勒平臺的停留時間；和/或通過控制經由第二開關電路對功率管下管的寄生電容放電的第一放電電流的大小來控制功率管下管在米勒平臺的停留時間。功率管上管驅動電路部分被配置為：通過控制經由第三開關電路對功率管上管的寄生電容放電的第二放電電流的大小來控制功率管上管在米勒平臺的停留時間；和/或通過控制經由第四開關電路對功率管上管的寄生電容充電的第二充電電流的大小來控制功率管上管在米勒平臺的停留時間。

技術領域

本發明涉及電路領域，更具體地涉及一種功率管驅動系統和方法。

背景技術

當今，消費類電子市場要求電子設備更輕、更小、更薄的同時功能更多、更強大，這就要求電子設備中的電路集成度越來越高。集成電路技術的不斷發展使得電子設備中的電路集成度的不斷提高成為可能。但是，電子設備中的電路集成度的提高意味著電子設備中的芯片和印刷電路板(PCB)上的器件密度增加、電路之間的間距縮小，這導致電子設備中的電磁干擾(EMI)成為突出問題。

例如，D類音頻功放因為具有高效率、低功耗的特點，而逐漸成為消費類電子市場廣泛使用的技術。D類音頻功放使用脈寬調制(PWM)技術，用模擬音頻信號的幅度來調制一系列矩形脈沖的寬度。對于理想的D類音頻功放，其功率管僅有導通和截止兩種狀態，因此它相對于A類和B類音頻功放具有更高的效率。但是，由于D類音頻功放的輸出端到負載之間不可避免地存在電感(例如，芯片的綁定線、封裝的管腳、PCB上的導線、以及喇叭都帶電感)和電容等儲能器件，所以如果D類音頻功放的PWM輸出信號在邏輯高電平和邏輯低電平之間的切換過程過快則必然會產生幅度較大且持續時間很短的過沖電壓和浪涌電流。此時，D類音頻功放的輸出端到負載之間的導線便等效為天線，將過沖電壓和浪涌電流產生的能量以電磁波的方式向外界輻射，導致輻射性電磁干擾。

根據基本的電磁場理論，D類音頻功放的PWM輸出信號在邏輯高電平和邏輯低電平之間的切換過程越快，過沖電壓和浪涌電流的幅度就越大，由過沖電壓和浪涌電流產生的能量也就越大，從而導致輻射性電磁干擾越大。此外，過沖電壓還會惡化D類音頻功放的總諧波失真(THD)，從而對D類音頻功放的音質產生不利影響。更為嚴重的是，過大的過沖電壓或浪涌電流可能會超出D類音頻功放的功率管的最大耐電壓和耐電流能力，從而導致D類音頻功放的功率管的損毀。

為了有效抑制電子設備中的輻射性電磁干擾，除了改善電子設備中的PCB布局以外，還可以在電子設備的輸出端設置LC型低通濾波器。然而，電感的運用會使電子設備的成本增加，這在競爭異常激烈的消費類電子市場中是應該盡量避免的。在實際應用中，希望在不使用電感或用價格較低的磁珠器件取代電感的條件下，電子設備中的輻射性電磁干擾也能達到國家或者國際認可的電磁兼容(EMC)標準。

發明內容

本發明提供了一種新穎的功率管驅動系統和方法，能夠有效抑制由于功率管的輸出信號在邏輯高電平和邏輯低電平之間的快速切換導致的輻射性電磁干擾。