CN108123596A - 一种nmos开关管驱动电路 - Google Patents
一种nmos开关管驱动电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108123596A CN108123596A CN201711382363.6A CN201711382363A CN108123596A CN 108123596 A CN108123596 A CN 108123596A CN 201711382363 A CN201711382363 A CN 201711382363A CN 108123596 A CN108123596 A CN 108123596A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- switch pipe
- nmos switch
- nmos
- grid
- electrically connected
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
本发明公开了一种NMOS开关管驱动电路，升压开启模块为镜像电流源模块提供开启电压，使得镜像电流源模块开启工作以为NMOS开关管的栅极提供预设充电电流，直至使NMOS开关管的栅极的电压为所述升压开启模块输出的叠加电压为止，其中，叠加电压为开启电压和NMOS开关管的源极的电压之和；通过对升压开启模块的关断控制对NMOS开关管的关断，在NMOS开关管关断后通过放电模块对NMOS开关管的栅极和源极的电荷进行释放，快速关断NMOS开关管；通过对镜像电流源模块提供的预设充电电流进行控制，达到缓慢开启NMOS开关管的目的，避免出现传输较大的浪涌电流流入其连接的负载的情况，进而避免对负载造成损伤。
Description
技术领域
本发明涉及NMOS(Negative channel Metal Oxide Semiconductor，N型金属氧化物半导体)开关管的驱动技术领域，更为具体的说，涉及一种NMOS开关管驱动电路。
背景技术
在电子系统中，负载开关(load switch)一般用于对两个端口之间进行连接或隔离，例如切断或连通电源。负载开关可以与其控制电路集成在同一片IC(IntegratedCircuit，集成电路)上，也可以是分立元件。MOSFET(metal oxide semiconductor fieldeffect transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的负载开关，有P型和N型之分。由于NMOS开关管的迁移率比PMOS(positive channel Metal OxideSemiconductor，P型金属氧化物半导体)开关管高，即在同等面积下，NMOS的导通阻抗比PMOS低，因此NMOS开关管是一种更优的负载开关。但是，现有NMOS开关管作为负载开关时，经常出现传输较大的浪涌电流流入其连接的负载的情况，进而会对负载造成一定损伤。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种NMOS开关管驱动电路，升压开启模块为镜像电流源模块提供开启电压，使得镜像电流源模块开启工作以为NMOS开关管的栅极提供预设充电电流，且直至使NMOS开关管的栅极的电压为所述升压开启模块输出的叠加电压为止，其中，叠加电压为开启电压和NMOS开关管的源极的电压之和；以及，通过对升压开启模块的关断控制对NMOS开关管的关断，且在NMOS开关管关断后通过放电模块对NMOS开关管的栅极和源极的电荷进行释放，达到快速关断NMOS开关管的目的；在上述控制NMOS开关管正常开启和关断基础上，通过对镜像电流源模块提供的预设充电电流进行控制，达到缓慢开启NMOS开关管的目的，避免出现传输较大的浪涌电流流入其连接的负载的情况，进而避免对负载造成损伤。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种NMOS开关管驱动电路，包括：NMOS开关管、镜像电流源模块、升压开启模块和放电模块；
所述NMOS开关管的漏极电连接电源输入端，所述NMOS开关管的源极电连接负载；
所述升压开启模块用于为所述镜像电流源模块提供开启电压、且采用所述NMOS开关管的源极为供电电源端；
所述镜像电流源模块用于为所述NMOS开关管的栅极提供预设充电电流，直至所述NMOS开关管的栅极的电压为所述升压开启模块输出的叠加电压为止，所述叠加电压为所述开启电压和所述NMOS开关管的源极的电压之和；
以及，所述放电模块用于在所述NMOS开关管关断时释放所述NMOS开关管的栅极和源极的电荷。
可选的，所述NMOS开关管驱动电路还包括：
设置于所述NMOS开关管的栅极和源极之间的VGS保护电路。
可选的，所述升压开启模块包括：
电荷泵和存储电容；
所述电荷泵的输入端接入时钟信号，所述电荷泵的供电电源端与所述NMOS开关管的源极电连接，所述电荷泵的输出端与所述镜像电流源模块电连接，所述存储电容的一端与所述电荷泵的输出端电连接，且所述存储电容的另一端与所述电荷泵的供电电源端电连接。
可选的，所述镜像电流源模块包括：
第一开关管、第二开关管、第一开关和偏置电流源；
所述第一开关管的栅极与所述第二开关管的栅极电连接，所述第一开关管的源极和所述第二开关管的源极均电连接所述升压开启模块，所述第一开关管的漏极电连接所述第一开关管的栅极和所述第一开关的一端，所述第一开关的另一端与所述偏置电流源电连接，所述第二开关管的漏极与所述NMOS开关管的栅极电连接。
可选的，所述放电模块包括：
第二开关、第三开关和第一电阻；
所述第二开关的一端电连接接地端，所述第二开关的另一端电连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端电连接所述NMOS开关管的栅极；
所述第三开关的一端电连接所述NMOS开关管的栅极，所述第三开关的另一端电连接所述NMOS开关管的源极。
可选的，所述放电模块包括：
第二开关、第三开关和第一电阻；
所述第二开关的一端电连接接地端，所述第二开关的另一端电连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端电连接所述NMOS开关管的源极；
所述第三开关的一端电连接所述NMOS开关管的栅极，所述第三开关的另一端电连接所述NMOS开关管的源极。
可选的，所述第二开关和所述第三开关均为开关管。
可选的，所述VGS保护电路包括：
齐纳二极管，所述齐纳二极管的阳极电连接所述NMOS开关管的源极，所述齐纳二极管的阴极电连接所述NMOS开关管的栅极。
可选的，所述VGS保护电路包括：
第一齐纳二极管和第二齐纳二极管；
所述第一齐纳二极管的阴极和所述第二齐纳二极管的阴极电连接，所述第一齐纳二极管的阳极电连接所述NMOS开关管的源极，所述第二齐纳二极管的阳极电连接所述NMOS开关管的栅极。
可选的，所述VGS保护电路包括：
齐纳二极管和PMOS开关管；
所述齐纳二极管的阴极电连接所述NMOS开关管的栅极，所述齐纳二极管的阳极电连接所述PMOS开关管的源极，所述PMOS开关管的栅极和漏极均电连接所述NMOS开关管的源极。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明提供了一种NMOS开关管驱动电路，包括：NMOS开关管、镜像电流源模块、升压开启模块和放电模块；所述NMOS开关管的漏极电连接电源输入端，所述NMOS开关管的源极电连接负载；所述升压开启模块用于为所述镜像电流源模块提供开启电压、且采用所述NMOS开关管的源极为供电电源端；所述镜像电流源模块用于为所述NMOS开关管的栅极提供预设充电电流，直至所述NMOS开关管的栅极的电压为所述升压开启模块输出的叠加电压为止，所述叠加电压为所述开启电压和所述NMOS开关管的源极的电压之和；以及，所述放电模块用于在所述NMOS开关管关断时释放所述NMOS开关管的栅极和源极的电荷。
由上述内容可知，本发明提供的技术方案，升压开启模块为镜像电流源模块提供开启电压，使得镜像电流源模块开启工作以为NMOS开关管的栅极提供预设充电电流，且直至使NMOS开关管的栅极的电压为所述升压开启模块输出的叠加电压为止，其中，叠加电压为开启电压和NMOS开关管的源极的电压之和；以及，通过对升压开启模块的关断控制对NMOS开关管的关断，且在NMOS开关管关断后通过放电模块对NMOS开关管的栅极和源极的电荷进行释放，达到快速关断NMOS开关管的目的；在上述控制NMOS开关管正常开启和关断基础上，通过对镜像电流源模块提供的预设充电电流进行控制，达到缓慢开启NMOS开关管的目的，避免出现传输较大的浪涌电流流入其连接的负载的情况，进而避免对负载造成损伤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种NMOS开关驱动电路的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种NMOS开关驱动电路的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种NMOS开关驱动电路的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的又一种NMOS开关驱动电路的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种NMOS开关驱动电路的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的又一种NMOS开关驱动电路的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的又一种NMOS开关驱动电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所述，MOSFET(metal oxide semiconductor field effecttransistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的负载开关，有P型和N型之分。由于NMOS开关管的迁移率比PMOS(positive channel Metal Oxide Semiconductor，P型金属氧化物半导体)开关管高，即在同等面积下，NMOS的导通阻抗比PMOS低，因此NMOS开关管是一种更优的负载开关。但是，现有NMOS开关管作为负载开关时，经常出现传输较大的浪涌电流流入其连接的负载的情况，进而会对负载造成一定损伤。
基于此，本申请实施例提供了一种NMOS开关管驱动电路，升压开启模块为镜像电流源模块提供开启电压，使得镜像电流源模块开启工作以为NMOS开关管的栅极提供预设充电电流，且直至使NMOS开关管的栅极的电压为所述升压开启模块输出的叠加电压为止，其中，叠加电压为开启电压和NMOS开关管的源极的电压之和；以及，通过对升压开启模块的关断控制对NMOS开关管的关断，且在NMOS开关管关断后通过放电模块对NMOS开关管的栅极和源极的电荷进行释放，达到快速关断NMOS开关管的目的；在上述控制NMOS开关管正常开启和关断基础上，通过对镜像电流源模块提供的预设充电电流进行控制，达到缓慢开启NMOS开关管的目的，避免出现传输较大的浪涌电流流入其连接的负载的情况，进而避免对负载造成损伤。为实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下，具体结合图1至图7对本申请实施例提供的技术方案进行详细的描述。
参考图1所示，为本申请实施例提供的一种NMOS开关管驱动电路的结构示意图，其中，NMOS开关管驱动电路包括：
NMOS开关管100、镜像电流源模块400、升压开启模块300和放电模块500；
所述NMOS开关管100的漏极电连接电源输入端Vcc，所述NMOS开关管100的源极电连接负载200；
所述升压开启模块300用于为所述镜像电流源模块400提供开启电压、且采用所述NMOS开关管100的源极为供电电源端；
所述镜像电流源模块400用于为所述NMOS开关管100的栅极提供预设充电电流，直至所述NMOS开关管100的栅极的电压为所述升压开启模块300输出的叠加电压为止，所述叠加电压为所述开启电压和所述NMOS开关管100的源极的电压之和；
以及，所述放电模块500用于在所述NMOS开关管100关断时释放所述NMOS开关管100的栅极和源极的电荷。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，升压开启模块为镜像电流源模块提供开启电压，使得镜像电流源模块开启工作以为NMOS开关管的栅极提供预设充电电流，且直至使NMOS开关管的栅极的电压为所述升压开启模块输出的叠加电压(即在NMOS开关管稳定导通时，叠加电压为电源输入端Vcc的电压和开启电压之和)为止，其中，叠加电压为开启电压和NMOS开关管的源极的电压之和；以及，通过对升压开启模块的关断控制对NMOS开关管的关断，且在NMOS开关管关断后通过放电模块对NMOS开关管的栅极和源极的电荷进行释放，达到快速关断NMOS开关管的目的；在上述控制NMOS开关管正常开启和关断基础上，通过对镜像电流源模块提供的预设充电电流进行控制，达到缓慢开启NMOS开关管的目的，避免出现传输较大的浪涌电流流入其连接的负载的情况，进而避免对负载造成损伤。
进一步的，为了避免NMOS开关管在负载跳变或电源跳变等情况下出现击穿的情况出现，需要对NMOS开关管进行有效的保护。具体参考图2所示，为本申请实施例提供的另一种NMOS开关管驱动电路的结构示意图，其中，所述NMOS开关管驱动电路还包括：
设置于所述NMOS开关管100的栅极和源极之间的VGS保护电路600。
在本申请一实施例中，VGS保护电路可以将NMOS开关管的VGS(栅源电压差)电压钳位在NMOS开关管能够承受的范围，进而保护NMOS开关管不被击穿。
下面结合附图对本申请实施例提供的NMOS开关管驱动电路的具体电路结构进行说明。
参考图3所示，为本申请实施例提供的又一种NMOS开关管驱动电路的结构示意图，其中，本申请实施例提供的所述升压开启模块可以包括：
电荷泵310和存储电容320；
所述电荷泵310的输入端接入时钟信号CLK，所述电荷泵310的供电电源端与所述NMOS开关管100的源极电连接，所述电荷泵310的输出端与所述镜像电流源模块400电连接，所述存储电容320的一端与所述电荷泵310的输出端电连接，且所述存储电容320的另一端与所述电荷泵310的供电电源端电连接。
在本申请一实施例中，时钟信号可以为振荡器输出的信号，即电荷泵的输入端电连接振荡器；其中，通过时钟信号对电荷泵进行开启控制，即对电荷泵施加时钟信号，进而控制电荷泵开始工作进行升压控制，最终输出开启电压；以及，在需要关闭NMOS开关管时，停止对电荷泵提供时钟信号，进而控制电荷泵关闭，以最终控制NMOS开关管关闭。在本申请一实施例中，升压开启模块输出的开启电压需要大于NMOS开关管的阈值电压，但是其上限需要小于NMOS开关管所能承受的极限电压，对此具体数值本申请不做具体限制，需要根据实际应用进行具体设计。
此外，本申请实施例提供的存储电容用于稳定电荷泵的输出电压，避免镜像电流源模块在自电荷泵的输出端获取电荷时，出现使电荷泵的输出电压不稳定的情况发生。
参考图3所示，本申请实施例提供的所述镜像电流源模块包括：
第一开关管M1、第二开关管M2、第一开关S1和偏置电流源Ib；
所述第一开关管M1的栅极与所述第二开关管M2的栅极电连接，所述第一开关管M1的源极和所述第二开关管M1的源极均电连接所述升压开启模块300，所述第一开关管M1的漏极电连接所述第一开关管M1的栅极和所述第一开关S1的一端，所述第一开关S1的另一端与所述偏置电流源Ib电连接，所述第二开关管M2的漏极与所述NMOS开关管100的栅极电连接。
在本申请一实施例中，本申请提供的第一开关管和第二开关管均为PMOS开关管。其中，在对NMOS开关管进行开启控制时，需要控制第一开关S1闭合，偏置电流源输出的偏置电流流过第一开关管，而后镜像到第二开关管；初始情况下NMOS开关管的栅极并无电压存在，第二开关管以预设充电电流对NMOS开关管的栅极进行充电，达到缓慢开启NMOS开关管的目的；当NMOS开关管的栅极的电压比NMOS开关管的源极的电压高出NMOS开关管的阈值电压时，NMOS开关管的沟道导通，电源输入端通过NMOS开关管传输至其源极使得源极电压为电源输入端的电压。此时NMOS开关管的栅极电压仍为达到稳定，还在继续上升，第二开关管继续以预设充电电流为NMOS开关管的栅极充电，直至NMOS开关管的栅极的电压为电荷泵输出的叠加电压(即电源输入端的电压与开启电压之和)时，第二开关管的漏极和源极压差趋近于0，第二开关管不再为NMOS开关管的栅极充电，NMOS开关管达到完全开启的稳定状态，此时其导通阻抗最小。
根据上述提供的镜像电流源模块的功能可推导出，NMOS开关管的开启时间t＝(Cgs*Vgs)/I2，其中，Vgs为NMOS开关管达到稳态时的栅极和源极电压差，I2为第二开关管中流过的电流，Cgs为NMOS开关管的寄生电容，由此可知通过控制第二开关管中流过的电流(即预设充电电流)即能够对NMOS开关管的开启时间进行控制。本申请实施例对于第一开关管和第二开关管的物理尺寸比例不作具体限制，对此需要根据实际应用中NMOS开关管的开启时间等因素进行具体设计。
需要说明的是，本申请实施例提供的偏置电流设置为较小的电流，避免其加重电荷泵的负载，使得电荷泵的输出电压降低，而最终不能够完全开启NMOS开关管，本申请对于偏置电流具体数值不做限制，需要根据实际应用进行具体设计。
参考图3所示，本申请实施例提供的所述放电模块包括：
第二开关S2、第三开关S3和第一电阻R1；
所述第二开关S2的一端电连接接地端Gnd，所述第二开关S2的另一端电连接所述第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端电连接所述NMOS开关管100的栅极；
所述第三开关S3的一端电连接所述NMOS开关管100的栅极，所述第三开关S3的另一端电连接所述NMOS开关管100的源极。
在控制NMOS开关管关闭时，通过控制电荷泵关闭即可、且同时控制第一开关断开。而后控制第二开关和第三开关同时闭合导通，由于第三开关的导通阻抗较小，进而通过第三开关可以快速的将NMOS开关管的栅极的电荷释放至NMOS开关管的源极，从而快速关闭NMOS开关管。同时，第二开关闭合导通，能够将NMOS开关管的栅极的电荷通过第一电阻-第二开关的路径释放到接地端，以及，NMOS开关管的源极的电荷也会通过第三开关-第一电阻-第二开关的路径释放到接地端。最终使得NMOS开关管的栅极和源极的电位均被下拉到地，NMOS开关管关闭，电源输入端和负载完全断开。
或者，本申请实施例提供的第二开关、第三开关和第一电阻还可以通过其他连接方式实现放电功能，具体参考图4所示，为本申请实施例提供的又一种NMOS开关管驱动电路的结构示意图，其中，本申请实施例提供的所述放电模块包括：
第二开关S2、第三开关S3和第一电阻R1；
所述第二开关S2的一端电连接接地端Gnd，所述第二开关S2的另一端电连接所述第一电阻R1的一端，所述第一电阻R1的另一端电连接所述NMOS开关管100的源极；
所述第三开关S3的一端电连接所述NMOS开关管100的栅极，所述第三开关S3的另一端电连接所述NMOS开关管100的源极。
在控制NMOS开关管关闭时，通过控制电荷泵关闭即可、且同时控制第一开关断开。而后控制第二开关和第三开关同时闭合导通，由于第三开关的导通阻抗较小，进而通过第三开关可以快速的将NMOS开关管的栅极的电荷释放至NMOS开关管的源极，从而快速关闭NMOS开关管。同时，第二开关闭合导通，能够将NMOS开关管的栅极的电荷通过第三开关-第一电阻-第二开关的路径释放到接地端，以及，NMOS开关管的源极的电荷也会通过第一电阻-第二开关的路径释放到接地端。最终使得NMOS开关管的栅极和源极的电位均被下拉到地，NMOS开关管关闭，电源输入端和负载完全断开。
在上述任意一实施例中，本申请提供的所述第一开关和所述第二开关均可以为开关管，对此本申请不做具体限制。
本申请实施例提供的VGS保护电路用于对NMOS开关管进行有效的保护，能够避免NMOS开关管被击穿。下面结合附图对本申请实施例提供的几种具体的VGS保护电路进行详细描述。
参考图5所示，为本申请实施例提供的又一种NMOS开关管驱动电路的结构示意图，其中，本申请实施例提供的所述VGS保护电路包括：
齐纳二极管ZD，所述齐纳二极管ZD的阳极电连接所述NMOS开关管100的源极，所述齐纳二极管ZD的阴极电连接所述NMOS开关管100的栅极。
一般的，齐纳二极管的反向击穿电压为Vzr，正向导通电压为0.7V，本申请实施例提供的采用一个齐纳二极管作为VGS保护电路，能够将NMOS开关管的栅源电压差VGS钳位在-0.7V～Vzr之间，包括端点值。
本申请实施例提供的VGS保护电路还可以采用两个齐纳二极管组成。参考图6所示，为本申请实施例提供的又一种NMOS开关管的结构示意图，其中，本申请实施例提供的所述VGS保护电路包括：
第一齐纳二极管ZD1和第二齐纳二极管ZD2；
所述第一齐纳二极管ZD1的阴极和所述第二齐纳二极管ZD2的阴极电连接，所述第一齐纳二极管ZD1的阳极电连接所述NMOS开关管100的源极，所述第二齐纳二极管ZD2的阳极电连接所述NMOS开关管100的栅极。
本申请实施例提供的VGS保护电路包括有两个齐纳二极管相对连接设置，其可以将NMOS开关管的栅源电压差VGS钳位在-(Vzr+0.7V)～Vzr+0.7V之间，包括端点值。
本申请实施例提供的VGS保护电路还可以由一个齐纳二极管和一PMOS开关管组成。参考图7所示，为本申请实施例提供的又一种NMOS开关管的结构示意图，其中，本申请实施例提供的所述VGS保护电路包括：
齐纳二极管ZD和PMOS开关管Pn；
所述齐纳二极管ZD的阴极电连接所述NMOS开关管100的栅极，所述齐纳二极管ZD的阳极电连接所述PMOS开关管Pn的源极，所述PMOS开关管Pn的栅极和漏极均电连接所述NMOS开关管100的源极。
本申请实施例提供的VGS保护电路包括有一齐纳二极管和一PMOS开关管，其可以将NMOS开关管的栅源电压差VGS钳位在-(0.7V+0.7V)～Vzr+Vth之间，包括端点值；其中，(0.7V+0.7V)中一个数值为齐纳二极管正向导通电压，而另一个数值为PMOS开关管的等效的寄生二极管的正向导通电压、且其大小一般为0.7V，Vth为PMOS开关管的阈值电压、其大小一般小于1V。
本申请实施例提供了一种NMOS开关管驱动电路，包括：NMOS开关管、镜像电流源模块、升压开启模块和放电模块；所述NMOS开关管的漏极电连接电源输入端，所述NMOS开关管的源极电连接负载；所述升压开启模块用于为所述镜像电流源模块提供开启电压、且采用所述NMOS开关管的源极为供电电源端；所述镜像电流源模块用于为所述NMOS开关管的栅极提供预设充电电流，直至所述NMOS开关管的栅极的电压为所述升压开启模块输出的叠加电压为止，所述叠加电压为所述开启电压和所述NMOS开关管的源极的电压之和；以及，所述放电模块用于在所述NMOS开关管关断时释放所述NMOS开关管的栅极和源极的电荷。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，升压开启模块为镜像电流源模块提供开启电压，使得镜像电流源模块开启工作以为NMOS开关管的栅极提供预设充电电流，且直至使NMOS开关管的栅极的电压为所述升压开启模块输出的叠加电压为止，其中，叠加电压为开启电压和NMOS开关管的源极的电压之和；以及，通过对升压开启模块的关断控制对NMOS开关管的关断，且在NMOS开关管关断后通过放电模块对NMOS开关管的栅极和源极的电荷进行释放，达到快速关断NMOS开关管的目的；在上述控制NMOS开关管正常开启和关断基础上，通过对镜像电流源模块提供的预设充电电流进行控制，达到缓慢开启NMOS开关管的目的，避免出现传输较大的浪涌电流流入其连接的负载的情况，进而避免对负载造成损伤。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种NMOS开关管驱动电路，其特征在于，包括：NMOS开关管、镜像电流源模块、升压开启模块和放电模块；
所述NMOS开关管的漏极电连接电源输入端，所述NMOS开关管的源极电连接负载；
所述升压开启模块用于为所述镜像电流源模块提供开启电压、且采用所述NMOS开关管的源极为供电电源端；
所述镜像电流源模块用于为所述NMOS开关管的栅极提供预设充电电流，直至所述NMOS开关管的栅极的电压为所述升压开启模块输出的叠加电压为止，所述叠加电压为所述开启电压和所述NMOS开关管的源极的电压之和；
以及，所述放电模块用于在所述NMOS开关管关断时释放所述NMOS开关管的栅极和源极的电荷。
2.根据权利要求1所述的NMOS开关管驱动电路，其特征在于，所述NMOS开关管驱动电路还包括：
设置于所述NMOS开关管的栅极和源极之间的VGS保护电路。
3.根据权利要求1所述的NMOS开关管驱动电路，其特征在于，所述升压开启模块包括：
电荷泵和存储电容；
所述电荷泵的输入端接入时钟信号，所述电荷泵的供电电源端与所述NMOS开关管的源极电连接，所述电荷泵的输出端与所述镜像电流源模块电连接，所述存储电容的一端与所述电荷泵的输出端电连接，且所述存储电容的另一端与所述电荷泵的供电电源端电连接。
4.根据权利要求1所述的NMOS开关管驱动电路，其特征在于，所述镜像电流源模块包括：
第一开关管、第二开关管、第一开关和偏置电流源；
所述第一开关管的栅极与所述第二开关管的栅极电连接，所述第一开关管的源极和所述第二开关管的源极均电连接所述升压开启模块，所述第一开关管的漏极电连接所述第一开关管的栅极和所述第一开关的一端，所述第一开关的另一端与所述偏置电流源电连接，所述第二开关管的漏极与所述NMOS开关管的栅极电连接。
5.根据权利要求1所述的NMOS开关管驱动电路，其特征在于，所述放电模块包括：
第二开关、第三开关和第一电阻；
所述第二开关的一端电连接接地端，所述第二开关的另一端电连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端电连接所述NMOS开关管的栅极；
所述第三开关的一端电连接所述NMOS开关管的栅极，所述第三开关的另一端电连接所述NMOS开关管的源极。
6.根据权利要求1所述的NMOS开关管驱动电路，其特征在于，所述放电模块包括：
第二开关、第三开关和第一电阻；
所述第二开关的一端电连接接地端，所述第二开关的另一端电连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端电连接所述NMOS开关管的源极；
所述第三开关的一端电连接所述NMOS开关管的栅极，所述第三开关的另一端电连接所述NMOS开关管的源极。
7.根据权利要求5或6所述的NMOS开关管驱动电路，其特征在于，所述第二开关和所述第三开关均为开关管。
8.根据权利要求2所述的NMOS开关管驱动电路，其特征在于，所述VGS保护电路包括：
齐纳二极管，所述齐纳二极管的阳极电连接所述NMOS开关管的源极，所述齐纳二极管的阴极电连接所述NMOS开关管的栅极。
9.根据权利要求2所述的NMOS开关管驱动电路，其特征在于，所述VGS保护电路包括：
第一齐纳二极管和第二齐纳二极管；
所述第一齐纳二极管的阴极和所述第二齐纳二极管的阴极电连接，所述第一齐纳二极管的阳极电连接所述NMOS开关管的源极，所述第二齐纳二极管的阳极电连接所述NMOS开关管的栅极。
10.根据权利要求2所述的NMOS开关管驱动电路，其特征在于，所述VGS保护电路包括：
齐纳二极管和PMOS开关管；
所述齐纳二极管的阴极电连接所述NMOS开关管的栅极，所述齐纳二极管的阳极电连接所述PMOS开关管的源极，所述PMOS开关管的栅极和漏极均电连接所述NMOS开关管的源极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711382363.6A CN108123596B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 一种nmos开关管驱动电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711382363.6A CN108123596B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 一种nmos开关管驱动电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108123596A true CN108123596A (zh) | 2018-06-05 |
| CN108123596B CN108123596B (zh) | 2020-07-28 |
Family
ID=62229543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711382363.6A Active CN108123596B (zh) | 2017-12-20 | 2017-12-20 | 一种nmos开关管驱动电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108123596B (zh) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108599100A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-09-28 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种开关控制电路及负载开关 |
| CN108683416A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-10-19 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种负载开关控制电路 |
| CN108711918A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-10-26 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种开关充电电路 |
| CN108879881A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-11-23 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种双向线性充电电路及快速充电芯片 |
| CN109039315A (zh) * | 2018-10-29 | 2018-12-18 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种可以调节开启时间的模拟开关电路 |
| CN109150141A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-04 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种模拟开关电路及其开关控制方法和装置 |
| CN109638917A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-16 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 充电电路及电子设备 |
| CN111181536A (zh) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 市光法雷奥（佛山）汽车照明系统有限公司 | 开关电路 |
| CN113067463A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-07-02 | 瑞韬电子科技(无锡)有限公司 | 一种升压式大功率nmos开关控制集成电路 |
| CN113538882A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-22 | 上海爻火微电子有限公司 | 信号传输电路与电子设备 |
| CN114421433A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-04-29 | 合肥中感微电子有限公司 | 电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 |
| CN114944836A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-08-26 | 无锡麟力科技有限公司 | 一种负载开关的控制电路 |
| CN115987266A (zh) * | 2023-01-16 | 2023-04-18 | 深圳市思远半导体有限公司 | Nmos开关管的开关电路、控制方法及芯片 |
| CN117118032A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-11-24 | 深圳市极测科技有限公司 | 电池防反接电路及电池防反接系统 |
| CN117155365A (zh) * | 2023-01-16 | 2023-12-01 | 深圳市思远半导体有限公司 | 场效应管的开关电路、控制方法及芯片 |
| CN117335784A (zh) * | 2023-09-22 | 2024-01-02 | 上海帝迪集成电路设计有限公司 | 一种输出电压上升下降速率可控的负载开关电路及其控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070194768A1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-08-23 | Stmicroelectronics Pvt. Ltd. | Voltage regulator with over-current protection |
| CN201590755U (zh) * | 2009-12-17 | 2010-09-22 | 东南大学 | 栅极浮置及电平转换的功率mos管栅极驱动电路 |
| CN103107695A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-15 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 电荷泵电路及存储器 |
| CN204086510U (zh) * | 2014-08-18 | 2015-01-07 | 上海晶丰明源半导体有限公司 | 退磁检测控制模块以及退磁检测系统 |
| CN204131377U (zh) * | 2013-06-23 | 2015-01-28 | 半导体元件工业有限责任公司 | 自适应mos栅极驱动器电路和用于mos晶体管的栅极驱动器电路 |
-
2017
- 2017-12-20 CN CN201711382363.6A patent/CN108123596B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070194768A1 (en) * | 2005-11-29 | 2007-08-23 | Stmicroelectronics Pvt. Ltd. | Voltage regulator with over-current protection |
| CN201590755U (zh) * | 2009-12-17 | 2010-09-22 | 东南大学 | 栅极浮置及电平转换的功率mos管栅极驱动电路 |
| CN103107695A (zh) * | 2013-01-25 | 2013-05-15 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 电荷泵电路及存储器 |
| CN204131377U (zh) * | 2013-06-23 | 2015-01-28 | 半导体元件工业有限责任公司 | 自适应mos栅极驱动器电路和用于mos晶体管的栅极驱动器电路 |
| CN204086510U (zh) * | 2014-08-18 | 2015-01-07 | 上海晶丰明源半导体有限公司 | 退磁检测控制模块以及退磁检测系统 |
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108599100B (zh) * | 2018-07-10 | 2024-02-09 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种开关控制电路及负载开关 |
| CN108599100A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-09-28 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种开关控制电路及负载开关 |
| CN108683416A (zh) * | 2018-07-25 | 2018-10-19 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种负载开关控制电路 |
| CN108683416B (zh) * | 2018-07-25 | 2023-09-15 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种负载开关控制电路 |
| CN108879881A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-11-23 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种双向线性充电电路及快速充电芯片 |
| CN108879881B (zh) * | 2018-08-14 | 2023-12-05 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种双向线性充电电路及快速充电芯片 |
| CN108711918A (zh) * | 2018-08-22 | 2018-10-26 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种开关充电电路 |
| CN108711918B (zh) * | 2018-08-22 | 2023-12-12 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种开关充电电路 |
| CN109150141A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-01-04 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种模拟开关电路及其开关控制方法和装置 |
| CN109150141B (zh) * | 2018-10-23 | 2023-09-15 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种模拟开关电路及其开关控制方法和装置 |
| CN109039315A (zh) * | 2018-10-29 | 2018-12-18 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种可以调节开启时间的模拟开关电路 |
| CN109039315B (zh) * | 2018-10-29 | 2023-09-22 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 一种调节开启时间的模拟开关电路 |
| CN111181536B (zh) * | 2018-11-13 | 2024-01-02 | 市光法雷奥（佛山）汽车照明系统有限公司 | 开关电路 |
| CN111181536A (zh) * | 2018-11-13 | 2020-05-19 | 市光法雷奥（佛山）汽车照明系统有限公司 | 开关电路 |
| CN109638917A (zh) * | 2018-12-20 | 2019-04-16 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 充电电路及电子设备 |
| CN109638917B (zh) * | 2018-12-20 | 2023-10-13 | 上海艾为电子技术股份有限公司 | 充电电路及电子设备 |
| CN113067463B (zh) * | 2021-05-12 | 2023-08-04 | 瑞韬电子科技(无锡)有限公司 | 一种升压式大功率nmos开关控制集成电路 |
| CN113067463A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-07-02 | 瑞韬电子科技(无锡)有限公司 | 一种升压式大功率nmos开关控制集成电路 |
| CN113538882A (zh) * | 2021-07-16 | 2021-10-22 | 上海爻火微电子有限公司 | 信号传输电路与电子设备 |
| CN114421433B (zh) * | 2022-02-24 | 2023-09-12 | 合肥中感微电子有限公司 | 电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 |
| CN114421433A (zh) * | 2022-02-24 | 2022-04-29 | 合肥中感微电子有限公司 | 电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 |
| CN114944836A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-08-26 | 无锡麟力科技有限公司 | 一种负载开关的控制电路 |
| CN115987266B (zh) * | 2023-01-16 | 2023-11-28 | 深圳市思远半导体有限公司 | Nmos开关管的开关电路、控制方法及芯片 |
| CN117155365A (zh) * | 2023-01-16 | 2023-12-01 | 深圳市思远半导体有限公司 | 场效应管的开关电路、控制方法及芯片 |
| CN115987266A (zh) * | 2023-01-16 | 2023-04-18 | 深圳市思远半导体有限公司 | Nmos开关管的开关电路、控制方法及芯片 |
| CN117118032A (zh) * | 2023-09-13 | 2023-11-24 | 深圳市极测科技有限公司 | 电池防反接电路及电池防反接系统 |
| CN117118032B (zh) * | 2023-09-13 | 2024-05-14 | 深圳市极测科技有限公司 | 电池防反接电路及电池防反接系统 |
| CN117335784A (zh) * | 2023-09-22 | 2024-01-02 | 上海帝迪集成电路设计有限公司 | 一种输出电压上升下降速率可控的负载开关电路及其控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108123596B (zh) | 2020-07-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108123596A (zh) | 一种nmos开关管驱动电路 | |
| CN106663557B (zh) | 用于中断直流电流的分离开关 | |
| CN106664021B (zh) | 控制高侧栅极驱动器的电源电压 | |
| CN105391280B (zh) | 用于生成备用电压的系统和方法 | |
| CN101399503B (zh) | 具有低阈值电压的开关电路 | |
| TWI505626B (zh) | Semiconductor switch and power conversion device | |
| US8723564B2 (en) | Driving circuit | |
| CN106059548B (zh) | 开关单元及电源电路 | |
| CN104170254A (zh) | 用于保护氮化镓场效应晶体管的栅极的驱动器电路的系统和设备 | |
| CN106712473B (zh) | 驱动电路、对应的集成电路和器件 | |
| CN104410303B (zh) | 一种高压电流源及其提供方法 | |
| CN104065251B (zh) | 具有受控栅极放电电流的驱动器电路 | |
| US8717086B2 (en) | Adaptive cascode circuit using MOS transistors | |
| CN102403756A (zh) | 充放电控制电路以及电池装置 | |
| CN109314509A (zh) | 驱动装置 | |
| CN106229962B (zh) | 一种电源反接保护电路 | |
| KR20190115046A (ko) | 입력 전압을 변환하기 위한 방법 및 전압 증폭회로, 및 차단 회로 | |
| CN102064678B (zh) | 一种开关电源的栅极驱动电路 | |
| CN107968567A (zh) | 一种nmos开关管驱动电路 | |
| CN106464247B (zh) | 驱动电路 | |
| US9401615B2 (en) | Charging and discharging control circuit and battery device | |
| CN109194126A (zh) | 一种电源切换电路 | |
| CN107005232A (zh) | 具有改进的时间响应特性的通路开关电路及其控制方法 | |
| CN104283537B (zh) | 功率半导体电路 | |
| CN104143972A (zh) | 晶体管驱动电路以及驱动方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201199 Room 1201, Lane 908, Xiuwen Road, Minhang District, Shanghai Applicant after: Shanghai Awinic Technology Co.,Ltd. Address before: Room 303-39, 33 Block 680 Guiping Road, Xuhui District, Shanghai, 2003 Applicant before: Shanghai Awinic Technology Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |