[發明專利]一種輸出峰值電流不受電源電壓變化影響的MOSFET驅動器

有效

• 申請號: 202011183160.6
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112350552B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 師婭;劉智
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種輸出峰值電流不受電源電壓變化影響的MOSFET驅動器。本發明通過將直接驅動輸出級NMOS管的驅動電路—即NMOS驅動電路的供電范圍限制在V_F+到地電壓之間，因此輸出級NMOS管的柵?源電壓范圍就被限制在V_F+到地電壓之間；通過將直接驅動輸出級PMOS管的驅動電路—即PMOS驅動電路的供電范圍限制在V_IN到VF^?之間，因此輸出級PMOS管的柵?源電壓范圍就被限制在V_IN到VF^?之間。本發明可避免高電壓、大電流MOSFET驅動器的輸出峰值電流大小隨電源電壓的變化而迅速變化，提高了MOSFET驅動器電路的應用適用性。同時，可廣泛應用于高電壓、大電流MOSFET驅動器集成電路的設計中，具有良好的應用前景和經濟效益。

技術領域

本發明屬于電源管理類集成電路領域，具體涉及一種輸出峰值電流不受電源電壓變化影響的MOSFET驅動器。

背景技術

隨著電子系統的發展，對電源管理類集成電路的性能要求越來越高。MOSFET驅動器作為電源管理類集成電路中的重要一員，隨著應用需求的發展，其工作電壓范圍越來越寬，驅動電流越來越大。MOSFET驅動器用于直接驅動VDMOS等功率器件，其輸出級通常都采用PMOS和NMOS組成的對管結構，傳統的MOSFET驅動器通常隨著電源電壓的變化，其輸出級峰值電流的大小會產生較大的波動，造成對后級功率器件的柵電容的充放電速度產生變化，降低了驅動器電路的應用環境適用性，不利于系統級用戶對驅動器電路的設計選型。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種輸出峰值電流不受電源電壓變化影響的MOSFET驅動器，其線路設計簡單可靠，避免了高電壓、大電流MOSFET驅動器的輸出峰值電流大小隨電源電壓的變化而迅速變化，而不利于驅動器電路的設計選型，提高了驅動器電路的應用適用性。

為了達到上述目的，本發明包括二次電源模塊、驅動級電壓變換模塊、防共通的驅動器反相器鏈模塊和輸出級對管，輸出級對管為PMOS管和NMOS管；

二次電源模塊用于將電源電壓V_IN轉換為電路內部的二次電源電壓VREF，并將二次電源電壓VREF送至驅動級電壓變換模塊中；

驅動級電壓變換模塊用于將接收到的二次電源電壓VREF再次轉換為二次電源VF+和二次電源VF-，其中二次電源VF+用于防共通的驅動器反相器鏈模塊中NMOS驅動級的供電，二次電源VF-用于防共通的驅動器反相器鏈模塊中PMOS驅動級的供電，并將二次電源VF+和二次電源VF-發送至防共通的驅動器反相器鏈模塊中；

防共通的驅動器反相器鏈模塊用于對輸入信號IN進行了防共通的延時處理后，通過PMOS驅動級和NMOS驅動級分別輸出兩路信號，控制輸出級對管PMOS管和NMOS管的兩個柵極；

輸出級對管的PMOS管的漏極和NMOS管的漏極相連，并同時與輸出端相連OUT相連。

二次電源VF⁺為相對于地電壓的恒定電壓。

二次電源VF^-為相對于電源電壓V_IN具有恒定電壓差的電壓。

NMOS管的峰值電流與其柵-源電壓V_GSN的關系為：

其中，μ_nC_OX為工藝常數，W_N/L_N為輸出級NMOS管的器件寬長比，V_THN為NMOS管的開啟閾值，達到峰值電流的條件為：

V_DSN＝V_GSN-V_THN