[發明專利]實現電源自適應驅動的電路結構和方法

在審

• 申請號: 202011623857.0
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN114696575A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 張殿軍;秦棟
• 申請（專利權）人: 華潤微集成電路（無錫）有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M1/088;H02M3/158;H02M1/32
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

本發明涉及一種實現電源自適應驅動的電路結構，包括電壓檢測模塊，用于檢測電路供電的電源電壓值，并根據電源電壓值的大小決定輸出至LDO模塊的指示信號和輸出至驅動可變驅動級模塊的指示信號；LDO模塊，與所述的電壓檢測模塊相連接，用于將電源電壓轉換為柵驅動電壓；驅動可變驅動級模塊，用于將輸入信號轉換為輸出端需要的柵驅動信號。本發明還涉及一種實現電源自適應驅動的方法。采用了本發明的實現電源自適應驅動的電路結構和方法，既能使電路獲得盡可能高的耐壓，又在相對低的電源電壓下工作時獲得更好的電性能和音質，快速提升輸出管耐壓，以適應電源電壓的波動，確保電路不損壞或者不容易觸發高壓保護。方法簡單，易于實現，效果顯著。

技術領域

本發明涉及D類音頻功放領域，尤其涉及電源電壓設計領域，具體是指一種實現電源自適應驅動的電路結構和方法。

背景技術

D類音頻功放，尤其是采用BCD工藝的D類音頻功放，通常會具備較寬的電源電壓范圍。這就意味著，同一顆電路，在不同的應用下，供電電壓有時會很高，有時會很低。此外，在多數應用條件下由于成本或者其它因素，供電系統往往不能提供很穩定的電壓，即功放的電源電壓會存在較大的隨機波動。

對于上述問題，現有技術通過冗余設計或者保守設計的方式來覆蓋寬電壓、大波動的應用情景。比如，極限耐壓30V的電路，設計規范限制在26V以下，這樣，當電源為12V、16V、20V、26V等等都可以穩定工作，小范圍的電壓波動也不會造成器件擊穿損壞。

缺點是低壓應用相比高壓應用，其關鍵電性能并不是最佳。輸出管柵驅動電壓一般會設計的低一點以提高輸出管的擊穿電壓，代價是導通電阻Rds(on)在低的柵驅動電壓下會偏大。輸出管柵驅動電流也同樣會設計的小一些以降低電壓過沖防止器件擊穿，代價是開關損耗增加、失真增大、音質下降。

此外，當電源電壓存在較大波動時，仍會造成器件擊穿損壞，故而會一定程度上限制最大工作電源電壓。為了克服電壓波動必須降低最大工作電壓，限制了電路的應用范圍，如果換用更高耐壓的電路，對應產品成本會顯著增加，最終轉嫁到用戶。

現有技術通常采用一個固定的輸出管柵驅動電壓，為了控制米勒平臺和米勒效應，在驅動柵端時精確控制驅動電流來實現驅動效率與EMI、可靠性的平衡。比如，在對Cgd開始充電時用大的驅動電流，進入米勒平臺對Cgd充電時用較小的驅動電流，米勒平臺后再改用較大的驅動電流，這樣分段驅動的方式。

上述固定的輸出管柵驅動電壓，根據工藝的不同，耐壓需求的不同，導通電阻需求的不用，會有不同的選擇。而驅動電流的設計方案，現有技術也有會多種設計方案。

驅動結構方面，采用多級緩沖器串聯是常見形式，復雜的則是采用了反饋式的設計方案。

現有技術的缺點在于，其設計的最佳性能一般在一個固定的電源電壓附近，通常比較接近最大工作電壓，相對在低壓范圍工作時性能是較差的，或者說不是最佳的。同時，最大工作電壓會有所限制，為了冗余需要，設計耐壓會大大低于器件耐壓。主要原因是固定的輸出管柵驅動電壓和相對固定的驅動電流設計方案決定的。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種滿足性能好、穩定性好、效果顯著的實現電源自適應驅動的電路結構和方法。

為了實現上述目的，本發明的實現電源自適應驅動的電路結構和方法如下：

該實現電源自適應驅動的電路結構，其主要特點是，所述的電路結構包括：

電壓檢測模塊，用于檢測電路供電的電源電壓值，并根據電源電壓值的大小決定輸出至LDO模塊的指示信號和輸出至驅動可變驅動級模塊的指示信號；

LDO模塊，與所述的電壓檢測模塊相連接，用于將電源電壓轉換為柵驅動電壓，所述的柵驅動電壓根據電壓檢測模塊的輸出指示信號，產生不同的柵驅動電壓值；