[发明专利]一种具有分段驱动功能的功率管栅极驱动电路

摘要

一种具有分段驱动功能的功率管栅极驱动电路，属于电源管理技术领域。包括主体控制模块、短脉冲产生模块和反馈钳位模块，主体控制模块包括传统反相器驱动链、功率管开启和关断电路，用于控制功率管；短脉冲产生模块用于栅压检测与分段切换控制，产生脉冲时间为功率管栅极电压从零抬升至分段电压的正短脉冲信号和负短脉冲信号；反馈钳位模块用于控制功率管栅极充电电流，在短脉冲阶段反馈钳位模块使能为功率管栅极提供小电流充电，短脉冲结束后为功率管栅极提供大电流充电，实现分段驱动。本发明适用于DC‑DC变换器，能够平衡高效率和DC‑DC变换器的EMI优化，实现方式简单。

主权项

1.一种具有分段驱动功能的功率管栅极驱动电路，所述功率管为N型功率管，所述栅极驱动电路包括主体控制模块，所述主体控制模块包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第一PMOS管和第二PMOS管，第一反相器的输入端作为所述栅极驱动电路的输入端，其输出端连接第二反相器的输入端；第三反相器的输入端连接第二反相器的输出端，其输出端连接第四反相器的输入端以及第一NMOS管和第一PMOS管的栅极；第一PMOS管的源极连接第二PMOS管的源极和电源轨相对高电平，其漏极连接第二NMOS管的漏极和第二PMOS管的栅极；第一NMOS管的漏极连接第二NMOS管的源极，其源极连接第三NMOS管的源极和电源轨相对低电平；第三NMOS管的栅极连接第四反相器的输出端，其漏极连接第二PMOS管的漏极并作为所述栅极驱动电路的输出端；其特征在于，所述栅极驱动电路还包括短脉冲产生模块和反馈钳位模块，所述短脉冲产生模块用于产生互为反相的正短脉冲信号和负短脉冲信号，所述正短脉冲信号在所述功率管栅极电压从零开始抬升时翻高，在所述功率管栅极电压达到分段电压时翻低，所述分段电压的电压值高于所述功率管的米勒平台电压；所述反馈钳位模块包括第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第十二PMOS管、第十三PMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容和第二电容，第八NMOS管的栅极连接第八PMOS管和第四NMOS管的栅极并连接所述主体控制模块中第二反相器的输出端，其漏极连接第八PMOS管的漏极并通过第二电阻和第三电阻的串联结构后连接电源轨相对低电平，其源极连接第五NMOS管和第九NMOS管的源极并连接电源轨相对低电平；第五NMOS管的栅极连接所述主体控制模块中第三反相器的输出端，其漏极连接第四NMOS管的源极并通过第二电容后连接第四NMOS管的漏极和第五电阻的一端；第九PMOS管的栅极连接所述正短脉冲信号，其漏极连接第九NMOS管的漏极、第五电阻的另一端和所述主体控制模块中第二NMOS管的栅极，其源极连接第七PMOS管、第十PMOS管和第十一PMOS管的源极并连接电源轨相对高电平；第四电阻的一端连接电源轨相对高电平，另一端连接第九PMOS管的漏极并通过第一电容后连接电源轨相对低电平；第七PMOS管的栅极连接第十PMOS管和第十一PMOS管的栅极以及所述负短脉冲信号，其漏极连接第八PMOS管的源极；第十二PMOS管的栅极连接第十三PMOS管的栅极和漏极以及所述主体控制模块中第二PMOS管的栅极，其源极连接第十PMOS管的漏极，其漏极连接第九NMOS管的栅极以及第二电阻和第三电阻的串联点；第十一PMOS管的漏极连接第十三PMOS管的源极。