[发明专利]用于电源管理的反馈箝位功率MOS管驱动电路

摘要

于用电源管理的反馈箝位功率MOS管驱动电路，涉及开关电源技术，该电路包含有：控制模块，根据脉宽调制信号的状态为反馈箝位模块提供偏置并控制电流源模块的工作状态；反馈箝位模块，利用反馈原理产生控制信号控制功率MOS管的导通和关断；电流检测模块，通过检测反馈箝位模块内部电流来防止功率MOS管击穿；电压反馈电路，通过检测功率MOS管栅极电位调节电流源模块的电流来防止功率MOS管击穿；电流源模块，为反馈箝位模块提供偏置电流。本发明利用反馈箝位电路来驱动功率MOS管的栅极，能较为精确地控制其栅源电压；电路上减小了版图面积，降低了成本，工艺上所用MOS管均采用低压管或高压薄栅MOS管，不需要特殊工艺。

主权项

用于电源管理的反馈箝位功率MOS管驱动电路，其特征在于包含有一控制模块（201）、一反馈箝位模块（202）、一电流检测模块（203）、一电压反馈模块（204）、一电流源模块（205）和一降压型开关调整器模块BUCK（206），各模块的连接方式及功能如下：控制模块（201）接收脉宽调制信号PWM、或脉冲频率调制信号PFM，与反馈箝位模块(202)连接并为其提供偏置，与电流源模块（205）连接并控制其工作状态；反馈箝位模块（202）的输入信号为VIN，与控制模块（201）连接，由控制模块（201）提供偏置，与电流检测模块（203）连接，与电流检测模块（203）形成负反馈电路，与电流源模块（205）连接，由电流源模块（205）提供偏置，与BUCK调整器模块（206）中的功率MOS管的栅极连接，在功率MOS管的栅极产生不同的电位，以控制功率MOS管的导通和关断；电流检测模块（203）与反馈箝位模块（202）连接，能够检测反馈箝位模块（202）的内部电流，防止BUCK调整器模块（206）中的功率MOS管击穿；电压反馈模块（204）与BUCK调整器模块（206）中的功率MOS管的栅极连接，并监测功率MOS管的栅极电位，防止功率MOS管导通期间受外界干扰而产生错误关断，与电流源模块（205）连接，能调节电流源模块（205）提供的偏置电流，加速稳定反馈箝位模块（202）的反馈环路，并能防止功率MOS管击穿；电流源模块（205）与控制模块（201）连接，由控制模块（201）控制其工作状态，与反馈箝位模块（202）连接，为反馈箝位模块（202）的反馈环路提供偏置，与电压反馈模块（204）连接，当电流源模块（205）工作时，电压反馈模块（204）可以调节为其反馈箝位模块（202）提供的偏置电流的大小；BUCK调整器模块（206）至少包含一个P型功率MOS管，BUCK调整器模块（206）中的功率MOS管的栅极与反馈箝位模块（202）连接，由反馈箝位模块（202）的输出信号控制功率MOS管的导通和关断，BUCK调整器模块（206）中的功率MOS管的栅极与电压反馈模块(204)连接，当功率MOS管开启时，电压反馈模块(204)检测其栅极电位，防止其击穿；整体驱动电路工作过程如下：当脉宽调制信号PWM的电位为电路的电源电压VDD时，控制模块(201)关断电流源模块(205)，反馈箝位模块(202)根据控制模块(201)提供的偏置使BUCK调整器模块(206)中的功率MOS管的栅极电位被钳位在VIN，从而关断功率MOS管，使BUCK调整器模块(206)停止对负载充电，当脉宽调制信号PWM的电位为0V时，控制模块(201)开启电流源模块(205)，反馈箝位模块(202)根据控制模块(201)和电流源模块(205)提供的偏置,使BUCK调整器模块(206)中的功率MOS管的栅极电位被钳位在VIN‑VDD，从而开启功率MOS管，使BUCK调整器模块(206)开始对负载充电；此时功率MOS管的栅极电位VGATE，low的计算公式为：VGATE,low=VIN‑(R1+R2)×IR1式中VGATE，low为功率MOS管的栅极电位，VIN为输入电压，R1、R2分别为电阻R1、R2的电阻值，IR1为流经电阻R1的电流。