[发明专利]具动态电平调制栅极电压的驱动控制器

说明书

一种驱动控制器，用以驱动晶体管，包含操作单元、第一调整单元、第二调整单元、第一比较器、比较单元。该晶体管的第一端接收操作电压。该操作单元耦接于该晶体管的控制端。该第一调整单元用以提高该晶体管的该控制端的电压。该第二调整单元用以降低该晶体管的该控制端的电压。该第一比较器及该比较单元耦接该晶体管的该第一端，用以分别比较该操作电压、及第一参考电压至第三参考电压，以使该晶体管可据以受控制。

技术领域

本发明是关于一种驱动控制器，尤其指可动态地调控晶体管的控制端的电压，从而减少功率开关导通损耗的驱动控制器。

背景技术

在电力转换驱动控制器，例如反激(flyback)电路的架构中，可使用二极管作为整流元件，例如可使用萧特基二极管，因其正向导通压降较低。然而，若以二极管上的跨压是0.5伏特、跨电流的方均根值是10安培为例，根据功率损耗等于电流与跨压的乘积的计算式，将产生约5瓦特的功率损耗。

为了降低此功率损耗，可采用晶体管取代二极管。举例而言，可用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的两端(例如漏极及源极)取代二极管的阳极与阴极，从而用晶体管置换二极管。置换后，假设晶体管导通时的阻抗是10毫欧姆(mΩ)，跨电流仍为10安培，根据功率损耗等于电流的平方与阻抗的乘积的计算式，将产生1瓦特的功率损耗。上述的数字仅为举例，在此例中，由于功率损耗由5瓦特降至1瓦特，可知使用晶体管取代二极管作为电力转换驱动控制器的整流元件，应有降低功率损耗的功效。

然而，当晶体管的跨压转为顺偏时，跨电流将流经晶体管内等效寄生的基体二极管(body diode)。此基体二极管的正向跨压可大于上述的二极管，例如可达0.7伏特，因此，将导致功率损耗再度提高。因此，若无法妥善控制晶体管的导通及截止，甚至可能导致功率损耗反而增加。因此，当晶体管的跨压接近0伏特时，可将晶体管截止，以减少基体二极管导通致使功率损耗。然而，若过早截止晶体管，晶体管无法发挥降低损耗的功效。

为降低功率损耗，直观上可选用导通阻抗(on-resistance)较低的晶体管，但若未调整操作方式，则不易改善效能。图1是现有技术的驱动控制器的波形示意图。操作电流ID可为流经晶体管的电流，操作电压VDS可为晶体管的跨压，电压Vdrv可为晶体管的控制端的电压。曲线181可对应导通阻抗较高的晶体管，曲线182可对应导通阻抗较低的晶体管，电压Voff用以比较操作电压VDS，且据以截止晶体管的阈值电平。如图1所示，若使用导通阻抗较低的晶体管，对应于相同的操作电流ID，操作电压VDS的曲线将由曲线181改为曲线182。因此，晶体管截止的时点，将由时点t1改为时点t2，晶体管提早截止，会使晶体管减少功率损耗的效果不良。

由图1可见，当截止晶体管时，晶体管的控制端的电压Vdrv实质上是由最高值被下拉，故截止延迟时间(turn off delay time)难以缩短，因此，此作法也会影响控制电路的截止速度。

发明内容

本发明实施例提供一种驱动控制器，用以驱动晶体管，该晶体管包含第一端、第二端、及控制端，该晶体管的该第一端用以接收操作电压，该驱动控制器包含第一操作单元、第一调整单元、第二调整单元、第一比较器及比较单元。该第一操作单元包含第一端，用以接收第一电压，控制端，及第二端，耦接于该晶体管的该控制端。该第一调整单元耦接于该晶体管的该控制端，用以提高该晶体管的该控制端的电压。该第二调整单元耦接于该晶体管的该控制端，用以降低该晶体管的该控制端的电压。该第一比较器包含第一端，耦接于该晶体管的该第一端，第二端，用以接收第一参考电压，及输出端，用以当该操作电压达到该第一参考电压时，输出第一比较信号。该比较单元包含第一端，耦接于该晶体管的该第一端以接收该操作电压，及一组输出端。该比较单元用以比较该操作电压及第二参考电压、及比较该操作电压及第三参考电压。其中当该操作电压达到该第二参考电压时，该比较单元的该组输出端输出第二比较信号，且当该操作电压达到该第三参考电压时，该比较单元的该组输出端输出第三比较信号。