[发明专利]一种开关电源的基极驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，特别涉及一种开关电源的基极驱动电路。

背景技术

开关电源具有体积小，效率高以及电流大的优点，因此被广泛应用于手机充电器和笔记本电脑适配器等场合。

下面介绍现有技术中开关电源的电路图。

参见图1，该图为现有技术中的开关电源的电路图。

控制调制器103通过功率开关管101连接到变压器的原边绕组102。控制调制器103控制功率开关管101在每个开关周期内导通，将原边绕组102的能量传递至副边绕组输出。控制调制器103通过控制功率开关管101的开关周期或开关频率从而在副边绕组得到稳定的输出电压。控制调制器103是通过控制功率开关管101的基极电流来控制其导通或关断的，因此称为基极驱动。

下面结合图2所示的开关波形示意图来具体描述现有技术中开关电源的基极驱动电路的原理。

当开关控制信号SW为高电平时，基极驱动电路产生一个正向的基极电流来维持功率开关管101的导通。当开关控制信号SW为低电平后，由于受功率开关管101存储电荷的限制，功率开关管101的集电极电流Ipk继续增加。此时，基极驱动电路将维持一个低阻通路以释放功率开关管101中的存储电荷，实现一个反向的基极电流来抽取功率开关管101中的多余存储电荷。

因此，在每个开关周期中，功率开关管101的导通和关断状态转换时，均会产生电流和电压的交叠区，从图2中可以看出，电压Vce和电流Ipk有交叠，理想情况下，应该Vce是高电平时，Ipk为零。由于功率损耗P＝Vce*Ipk，即均要产生一定的开关功耗。功率开关管101的开关损耗随着开关频率的提高，在系统所有损耗中的比例也会增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种开关电源的基极驱动电路，能够降低功率开关管的损耗。

本发明实施例提供一种开关电源的基极驱动电路，包括：复合偏置电压模块，用于当功率开关管开启时的为所述功率开关管的基极提供过驱动电流；

开关控制信号、内部偏置电压和所述功率开关管的基极电压作为所述复合偏置电压模块的输入信号；

当功率开关管开启时，所述复合偏置电压模块输出的电压为所述基极电压和所述内部偏置电压之和；

当经过第一预设时间之后，所述复合偏置电压模块输出的电压为零；再经过第二预设时间之后，所述复合偏置电压模块输出的电压为所述基极电压。

优选地，所述复合偏置电压模块包括：第一晶体管、第一电阻、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管、第一开关、第二开关和第三开关；

所述功率开关管的基极电压连接第一晶体管的基极；

第一晶体管的发射极经过第一电阻接地，集电极连接第一PMOS管的漏极；

第一PMOS管的漏极通过第一开关连接第一NMOS管的漏极；

第一NMOS管的衬底和源极接地，栅极连接所述内部偏置电压；

第一PMOS管和第二PMOS管组成电流镜；

第二PMOS管的漏极连接第二NMOS管的漏极；

第二NMOS管的漏极和栅极短接，源极接地；

第二NMOS管的栅极通过第二开关连接输出端，输出端为所述复合偏置电压模块输出的复合电压；

复合电压通过第三开关接地；

当开关控制信号由低变高时，第三开关断开，第一开关闭合，第二开关闭合，复合电压由基极电荷和内部偏置电压提供；

从开关控制信号的上升沿开始经过第一预设时间之后，第一开关和第二开关断开，第三开关闭合，此时复合电压为零；再经过第二预设时间之后，第三开关断开，第二开关闭合，第一开关断开，复合电压由基极电压提供。

优选地，还包括预关断电压模块，所述预关断电压模块的输入信号为功率开关管的发射极电压，输出信号为第一控制信号和第二控制信号；

所述第一控制信号用于控制串联在第一驱动电流通路中的第七开关；

所述第二控制信号用于控制串联在第二驱动电流通路中的第八开关；

当所述功率开关管的发射极电压大于或等于预关断电压时，用于切断第一驱动电流通路；当所述开关控制信号由高电平变为低电平时，用于切断第二驱动电流通路。

优选地，所述预关断电压模块包括：第九开关、第十开关、第十一开关、二选一选择器、比较器、第一RS触发器、第二RS触发器、第一或非门、第二或非门、第三或非门、第二电容、第一非门、第二非门、第三非门、第一电流源和第二电流源；

所述预关断电压经过第九开关连接二选一选择器的正输入端，功率开关管的基极电压连接二选一选择器的负输入端；