[發明專利]一種死區時間可調的兩路驅動信號發生電路

有效

• 申請號: 202010613976.1
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111725974B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 王凱;馬聰;許拴拴;李建楊;王英武;王俊峰
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M3/335;H02M1/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發明屬于有源箝位驅動電路領域，公開了一種死區時間可調的兩路驅動信號發生電路，包括第一驅動信號發生電路以及第二驅動信號發生電路；第一驅動信號發生電路包括第一延時電路、第一比較器和第一上拉電阻；第二驅動信號發生電路包括第二延時電路、第二比較器、第三比較器、第二上拉電阻、第三上拉電阻、第一下拉電阻和第二下拉電阻。解決了現有源箝位電路中主功率MOS管開通前死區時間與關斷后死區時間無法獨立調節的的問題，可以分別精確調節開通和關斷死區時間，采用通用器件高速電壓比較器以及電阻、電容、二極管構成，線路結構簡單易于實現，元器件成本低。

技術領域

本發明屬于有源箝位驅動電路領域，涉及一種死區時間可調的兩路驅動信號發生電路。

背景技術

有源箝位DC/DC變換器拓撲結構有兩種，分為低邊箝位和高邊箝位。低邊箝位拓撲的主功率MOS管與箝位MOS管驅動波形要求兩路驅動信號保持同步、同相，且保持一定的死區時間；高邊箝位拓撲的主功率MOS管與箝位MOS管的驅動波形要求兩路驅動信號保持互補，且保持一定死區時間。兩路驅動信號的獲取以及死區時間的控制極為重要，有源箝位驅動波形通常采用以下兩種方式。

(1)集成控制器驅動技術，如圖1所示，采用有源箝位PWM控制器(LM5025)的典型應用電路，LM5025可自主生成兩路互相交疊的波形，經變換后獲得同步、同相且帶死區的兩路驅動信號，可以直接驅動主功率NMOS管與箝位PMOS管，兩路驅動信號的死區時間可調。主功率MOS管開通前死區時間t1和關斷后死區時間t2相等，由TIME引腳的下拉電阻Rset確定。在應用中通常遇到以下問題：符合有源箝位驅動波形的控制IC種類少且價格高；在不同工況下工作時，主功率回路的寄生參數不同，導致漏源電壓波形的變化率不同，所以真正需要主功率MOS管的開通死區時間t1和關斷死區時間t2并不相等，需要獨立調節，而集成控制器無法實現兩個死區時間的獨立調節。

(2)分立元件驅動技術，如圖2所示，采用分立器件實現兩路驅動信號電路，設定初始條件PWM信號和Vgs1為高電平時，Q1導通，a點電壓為0；三極管T2和三極管T3導通，Vgs2為0，Q2關斷，此時由于電容C2上的電壓與輔助源電壓VDD相等，三極管T1截止，電容C1電壓等于VDD。當PWM由高變低時，Vgs1由高變低；Q1、三極管T2和三極管T3關斷，a點電壓上升；此時二極管D1陰極電壓為Va+VDD，且通過電阻R1、電阻R2向電容C2充電，使得電容C2電壓由VDD逐漸上升，在電容C2電壓達到Va+VDD前，三極管T1導通，此時Vgs2輸出電壓為Va+VDD，當電容C2電壓達到Va+VDD時，三極管T1關斷，此時由于三極管T2和三極管T3均關斷，驅動電壓Vgs2仍保持高電平。Q1關斷后與Q2開啟前的死區時間由三極管T2和三極管T3響應時間決定。當PWM由低變高時，Vgs1信號經延遲電路延時后升高，此時Q1經延遲后導通，a點電壓經延遲后下降為0；三極管T2和三極管T3導通，Vgs2下降為0；當a點下降為0時，電容C2電壓通過電阻R2和二極管D2放電。Q2關斷后與Q1開通前延遲時間由延時電路控制。該驅動電路的優點在于均由分立器件構成，不足在于，該電路對主功率管開通前死區三極管T1和關斷后死區三極管T2不能獨立控制，同時該電路為浮柵驅動，只能用于驅動高邊有源箝位電路。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中有源箝位驅動電路中主功率MOS管開通前死區時間與關斷后死區時間無法獨立調節的缺點，提供一種死區時間可調的兩路驅動信號發生電路。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種死區時間可調的兩路驅動信號發生電路，包括第一驅動信號發生電路以及第二驅動信號發生電路；

第一驅動信號發生電路包括第一延時電路、第一比較器和第一上拉電阻；第一延時電路一端用于輸入PWM信號，另一端與第一比較器的同相端連接，第一比較器的反相端用于輸入參考電壓，第一比較器的輸出端用于輸出第一驅動信號；第一上拉電阻的一端連接第一比較器的輸出端，另一端連接第一比較器的供電端；