[实用新型]一种组合功率管驱动电路和电源装置

说明书

本实用新型涉及集成电路技术领域，具体涉及一种组合功率管驱动电路以及采用了所述组合功率管驱动电路的电源装置。所述组合功率管驱动电路，应用于驱动具有一高侧功率管和一低侧功率管串联连接的组合功率管模块，且具有第二端与地电耦接的供电电容，包括：一高侧驱动模块和一低侧驱动模块，开关控制信号通过所述组合功率管驱动电路，控制所述组合功率管模块导通和断开。本实用新型所提出的组合功率管驱动电路，通过采用受控的电流对所述高侧功率管栅极电容进行充电，以及采用MOS管的沟道去导通高侧功率管栅极电容的放电电流，实现了高侧功率管慢开启，快关断的控制方式，同时克服了非理想二极管正向导通电流容易误触发latc‑up带来的影响，提升了系统的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，具体涉及一种组合功率管驱动电路，以及采用了所述组合功率管驱动电路的电源装置。

背景技术

图1为现有的一种组合功率管驱动电路，所述组合功率管驱动电路具有一组合功率管模块，其具有一高侧功率管MH和一低侧功率管ML串联连接，且具有第二端与地电耦接，第一端通过一电阻R1和二极管D1与所述高侧功率管MH控制端电耦接的供电电容VCC(为了描述方便，电容第二端名字和电容名字等同)，低侧功率管ML的控制端与一反相器级联的低侧驱动电路输出端耦接，所述低侧驱动电路输入端与一开关控制信号PWM电耦接。在通常的配置中，所述组合功率管模块的低侧功率管ML为一低耐压功率管，高侧功率管MH 为一高耐压功率管，高侧功率管的输入端Drain为组合功率管模块的外部输入端，与外部电感或电压源耦接，低侧功率管的输出端Source为组合功率管模块的输出端，与外部负载或电感耦接；高侧功率管MH的输出端与低侧功率管ML的输入端连接。

当所述开关控制信号PWM为低电平时，低侧功率管ML的控制端信号保持为低电平，低侧功率管ML断开，由于没有电流流过二极管D1和电阻R1，所以高侧功率管MH的控制端信号保持为VCC供电电容上的电压VCC，由于低侧功率管ML断开，所以高侧功率管MH 输出端电压被二极管D2钳位到VCC电压，高侧功率管MH也保持断开；

当所述开关控制信号PWM为从低电平变成高电平时，低侧功率管ML的控制端信号也从低电平变成高电平，低侧功率管ML导通，低侧功率管ML的输入端电压接近输出端电压，VCC供电电容将通过电阻R1对高侧功率管MH的寄生栅极电容Cgs充电，由于电阻R1的限流作用，VCC电容给所述栅极电容Cgs的充电电流受到电阻R1的控制，所以高侧功率管 MH会缓慢导通，可以确保高侧功率管MH比低侧功率管ML后导通，低侧功率管ML的输入端就不会承受高电压而发生功率管损坏，相反，如果高侧功率管MH的驱动没有电阻R1 限流，高侧功率管有可能会先于低侧功率管ML导通，低侧功率管将承受高侧功率管输入端的高电压，由于低侧功率管为低耐压功率管，所以低侧功率管会发生损坏；在高侧功率管导通的过程中，VCC供电电容上的电荷通过充电电流，转移到高侧功率管的栅极寄生电容Cgs 中。

当所述开关控制信号PWM为从高电平变成低电平时，低侧功率管ML的控制端信号也从高电平变成低电平，低侧功率管ML断开，低侧功率管ML的输入端电压将快速升高，并且被二极管D2和D1钳位到最高比VCC电压高两个二极管导通电压的电位，同时高侧功率管MH的Vgs电压变成负压，高侧功率管MH会快速断开，由于高侧功率管Cgs电容放电电流通过二极管D1通路，不经过电阻R1，所以放电速度非常快，可以确保高侧功率管MH快速断开，确保了低侧功率管不会被高侧功率管输入端的高压损坏。在高侧功率管断开的过程中，高侧功率管的栅极寄生电容Cgs的电荷通过放电电流转移回到VCC供电电容上，所以这种组合功率管驱动电路中，高侧功率管栅极电容Cgs的充放电并没有损失任何电荷，等同于这种组合功率管驱动电路中，高侧功率管只有导通损耗，没有开关损耗。实际应用中，可以确保低侧功率管ML的导通损耗和开关损耗总和小于高侧功率管MH的开关损耗，因此这种组合功率管驱动电路得到了广泛的现实应用。