[發明專利]一種驅動電路及開關電源電路

在審

• 申請號: 201711122138.9
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107742971A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 宗強;劉準;管磊;吳壽化
• 申請（專利權）人: 深圳市芯茂微電子有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M3/335
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆

技術領域

本發明實施例涉及開關電源技術領域，尤其涉及一種驅動電路及開關電源電路。

背景技術

傳統的開關電源輸出側整流使用的是二極管，但二極管有正向壓降，因此開關電源效率會受到限制。同步整流技術利用場效應晶體管替代二極管，并設計合理的電路驅動場效應晶體管的開通與關斷，模擬二極管的工作特性，并且較二極管更具正向開通性，從而可改善開關電源的效率。

當前，對于開關電源電路中的場效應晶體管的控制，往往通過檢測場效應晶體管的漏極和源級之間的電壓，判斷場效應晶體管所需的通斷狀態，其中，當其漏源電壓高于預設閾值時，需開通場效應晶體管；當其漏源電壓低于預設閾值時，需關斷場效應晶體管。通常場效應晶體管的關斷速度會受到集成電路中比較器速度和驅動速度的限制，因而，場效應晶體管的關斷速度一般在幾十納秒數量級。在開關電源中變壓器電流斷續工作模式情況下，同步整流功率場效應晶體管中的電流可以緩慢地下降至零；但是當變壓器電流為連續工作模式時，在開關電源的原邊功率開關開通瞬間，場效應晶體管的電流迅速下降，而此時對場效應晶體管進行通斷控制的驅動電路，無法滿足此狀態下場效應晶體管的快速關斷。

因此，對于現有的采用集成電路對開關電源電路中場效應晶體管的控制中，在開關電源電路中變壓器電流連續工作模式情況下，需采用硬關斷的方式實現場效應晶體管的關斷，這將影響開關電源的整體效率，同時，也造成場效應晶體管的漏源電壓產生大的尖刺。

發明內容

有鑒于此，為提升場效應晶體管的關斷檢測速度和驅動速度，本發明實施例提供了一種驅動電路及開關電源電路，能夠解決現有技術中對開關電源電路中場效應晶體管的控制不夠及時，造成場效應晶體管中源漏電壓的不穩定，從而影響開關電源的功率輸出效率的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種驅動電路，應用于開關電源電路，所述開關電源電路包括：一變壓器，一同步整流功率場效應晶體管，所述驅動電路包括：

一高通濾波器，所述高通濾波器的輸入信號為所述同步整流功率場效應晶體管漏極的電信號；

一參考電流源連接一斜坡電容，一第一開關，所述第一開關在每次所述高通濾波器輸出信號時將所述斜坡電容放電；

一第二開關和一維持電容，所述第二開關在每次所述高通濾波器輸出信號時將所述斜坡電容與所述維持電容并聯；

一鎖頻比較器，所述鎖頻比較器比較所述維持電容和所述斜坡電容的電壓信號，并在所述鎖頻比較器翻轉時，關斷所述同步整流功率場效應晶體管。

可選的，所述鎖頻比較器的同相輸入端輸入的信號與反相輸入端輸入的信號之間具有偏差，用于在所述鎖頻比較器同相輸入端和反相輸入端輸入的電信號之差在設定閾值范圍內時，控制所述鎖頻比較器的輸出信號進行翻轉。

可選的，所述驅動電路還包括：一電阻和一偏差電流源；

所述電阻的阻值對所述偏差電流源進行分壓，以控制所述鎖頻比較器的輸入端偏差。

可選的，所述驅動電路還包括：一延時模塊；

所述延時模塊用于對所述高通濾波器輸入所述第一開關的信號進行延時，控制所述第一開關的通斷，以使所述斜坡電容充放電。

可選的，所述驅動電路還包括：一關斷比較器；

所述關斷比較器在檢測到所述同步整流功率場效應晶體管中電流下降至預設閾值時，關斷所述同步整流功率場效應晶體管。

可選的，所述驅動電路還包括：一或門；

所述鎖頻比較器的輸出信號和所述關斷比較器的輸出信號分別輸入所述或門的輸入端，以使所述或門根據所述鎖頻比較器和所述關斷比較器的輸出信號，控制所述同步整流功率場效應晶體管的關斷。

可選的，所述驅動電路還包括：一開通判定單元；

所述開通判定單元用于檢測所述同步整流功率場效應晶體管的源漏極電壓信號，以控制所述同步整流功率場效應晶體管的開通。

可選的，所述驅動電路還包括：一RS觸發器；

所述RS觸發器的置位端連接所述開通判定單元的輸出信號，所述RS觸發器的復位端連接所述或門的輸出信號，用于根據所述開通判定單元和所述或門的輸出信號控制所述同步整流功率場效應晶體管的通斷。

可選的，所述驅動電路還包括：一驅動單元；

所述驅動單元的輸入端連接所述RS觸發器的輸出端，所述驅動單元的輸出端連接所述同步整流功率場效應晶體管的柵極。

可選的，所述驅動電路還包括：一內部電源和一供電電容；