CN111817537B - 一种桥式电路的驱动方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电路控制领域，提供了一种桥式电路的驱动方法，应用于桥式电路，该驱动方法包括：启动开机；向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管导通；待下MOS管建立预设下管负压后，向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使上MOS管和下MOS管交替导通，建立上MOS管的预设上管负压，并实现能量输出，从而能够降低串扰信号的幅值，避免串扰信号大于MOS管的开通阈值电压的情况发生，并且通过对应设置预设驱动信号，能够保证下MOS管S2建立可靠的负压，该方式具备通用性，且无需复杂的负压建立电路，即可实现下MOS管S2建立可靠的负压，能够节省成本。

Description

一种桥式电路的驱动方法及装置

技术领域

本发明属于电路控制领域，尤其涉及一种桥式电路的驱动方法及装置。

背景技术

桥式电路是硬件电路模块中常见的一种电路拓扑。桥式电路通常包括两个驱动互补的开关管（上开关管和下开关管），通过向上开关管和下开关管发送交替驱动信号，使上开关管和下开关管交替导通，从而通过桥式电路实现能量输出。

在实际的桥式电路中，下开关管的两个极（例如，当下开关管为下MOS管时，下MOS管的栅极和漏极）之间通常有耦合电容，在上开关管驱动开通时，两个开关管的中点的电压会上升，形成一个上升沿，此时通过耦合电容会在下开关管的驱动极形成一个串扰信号。当桥式电路的输入电压比较高时，有可能发生串扰信号超过下开关管的开通阈值电压导致上开关管和下开关管同时导通的情况，造成开关管的损坏。

现有为了解决串扰信号造成桥式电路中的上开关管和下开关管同时导通的情况发生，均是通过设计负压建立电路，负压建立电路连接上开关管和下开关管，待上开关管和下开关管建立可靠的负压后，再实现能量输出。但是，该方式无通用性，需要针对桥式电路具体设计出负压建立电路，且设计出的负压建立电路均非常复杂，成本高昂。

发明内容

本发明实施例提供一种桥式电路的驱动方法，旨在解决现有连接上开关管和下开关管的负压建立电路无通用性，且设计出的负压建立电路均非常复杂，成本高昂的问题。

本发明实施例是这样实现的，提供一种桥式电路的驱动方法，应用于桥式电路，所述桥式电路包括上MOS管、与所述上MOS管连接的上管负压建立电路、与所述上MOS管连接的下MOS管以及与所述下MOS管连接的下管负压建立电路，所述驱动方法包括以下步骤：

启动开机；

向所述下管负压建立电路发送预设驱动信号，所述下管负压建立电路使所述下MOS管导通，所述预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比、预设驱动时间；

待所述下MOS管建立预设下管负压后，向所述上管负压建立电路和所述下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使所述上MOS管和所述下MOS管交替导通，建立所述上MOS管的预设上管负压，并实现能量输出；

其中，所述向所述下管负压建立电路发送预设驱动信号，所述下管负压建立电路使所述下MOS管导通的步骤之前，还包括以下步骤：

根据所述上MOS管和所述下MOS管交替导通时的所述上MOS管和所述下MOS管的频率，获取建立所述预设下管负压时的所述预设驱动频率；

根据所述上MOS管和所述下MOS管交替导通时的所述上MOS管的初始占空比、所述下MOS管的初始占空比以及单边死区时间，获取建立所述预设下管负压时的所述预设驱动占空比；

根据所述预设驱动频率和所述预设驱动占空比获取经过调试后的建立所述预设下管负压时的所述预设驱动时间；

根据所述预设驱动频率、所述预设驱动占空比以及所述预设驱动时间生成所述预设驱动信号。

更进一步地，所述向所述下管负压建立电路发送预设驱动信号，所述下管负压建立电路使所述下MOS管导通的步骤之前，还包括以下步骤：

判断是否发生故障；

若是，关闭所述上MOS管和所述下MOS管，并在第一预设时间后重新启动开机。

更进一步地，所述待所述下MOS管建立预设下管负压后，向所述上管负压建立电路和所述下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使所述上MOS管和所述下MOS管交替导通，建立所述上MOS管的预设上管负压，并实现能量输出的步骤之前，还包括以下步骤：

判断是否发生故障；

若是，关闭所述上MOS管和所述下MOS管，并在第二预设时间后重新启动开机。

更进一步地，所述上管负压建立电路包括第一电容、第一稳压管和第一分压电阻，所述第一电容与所述第一稳压管并联后分别串联一所述第一分压电阻，接入到所述上MOS管的栅极和源极；所述下管负压建立电路包括第二电容、第二稳压管和第二分压电阻，所述第二电容与所述第二稳压管并联后分别串联一所述第二分压电阻，接入到所述下MOS管的栅极和源极。

本发明还提供一种桥式电路的驱动装置，应用于桥式电路，所述桥式电路包括上MOS管、与所述上MOS管连接的上管负压建立电路、与所述上MOS管连接的下MOS管以及与所述下MOS管连接的下管负压建立电路，所述驱动装置包括：

开机单元，用于启动开机；

下管负压建立单元，用于向所述下管负压建立电路发送预设驱动信号，所述下管负压建立电路使所述下MOS管导通，所述预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比、预设驱动时间；

交替导通单元，用于待所述下MOS管建立预设下管负压后，向所述上管负压建立电路和所述下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使所述上MOS管和所述下MOS管交替导通，建立所述上MOS管的预设上管负压，并实现能量输出；

其中，所述驱动装置还包括

预设驱动频率获取单元，用于根据所述上MOS管和所述下MOS管交替导通时的所述上MOS管和所述下MOS管的频率，获取建立所述预设下管负压时的所述预设驱动频率；

预设驱动占空比获取单元，用于根据所述上MOS管和所述下MOS管交替导通时的所述上MOS管的初始占空比、所述下MOS管的初始占空比以及单边死区时间，获取建立所述预设下管负压时的所述预设驱动占空比；

预设驱动时间获取单元，用于根据所述预设驱动频率和所述预设驱动占空比获取经过调试后的建立所述预设下管负压时的所述预设驱动时间；

预设驱动信号生成单元，用于根据所述预设驱动频率、所述预设驱动占空比以及所述预设驱动时间生成所述预设驱动信号；

更进一步地，所述下管负压建立单元包括：

第一故障判断模块，用于判断是否发生故障；

若判断发生故障，关闭所述上MOS管和所述下MOS管，并在第一预设时间后重新启动开机。

更进一步地，所述交替导通单元包括：

第二故障判断模块，用于判断是否发生故障；

若判断发生故障，关闭所述上MOS管和所述下MOS管，并在第二预设时间后重新启动开机。

更进一步地，所述上管负压建立电路包括第一电容、第一稳压管和第一分压电阻，所述第一电容与所述第一稳压管并联后分别串联一所述第一分压电阻，接入到所述上MOS管的栅极和源极；所述下管负压建立电路包括第二电容、第二稳压管和第二分压电阻，所述第二电容与所述第二稳压管并联后分别串联一所述第二分压电阻，接入到所述下MOS管的栅极和源极。

本发明实施例中，通过在桥式电路中的下MOS管连接下管负压建立电路，然后向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管导通并建立预设下管负压，最后向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号以使上MOS管和下MOS管交替导通，建立上MOS管的预设上管负压，并实现能量输出，从而能够降低串扰信号的幅值，避免串扰信号大于MOS管的开通阈值电压的情况发生，解决现有连接上开关管和下开关管的负压建立电路无通用性，且设计出的负压建立电路均非常复杂，成本高昂的问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的第一种桥式电路的驱动方法的流程图；

图2是本发明实施例中理想的桥式电路和驱动示意图；

图3是本发明实施例中实际的桥式电路和驱动示意图；

图4是本发明实施例中使用负压技术后的桥式电路和驱动示意图；

图5是本发明实施例提供的第二种桥式电路的驱动方法的流程图；

图6是本发明实施例提供的第三种桥式电路的驱动方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的第四种桥式电路的驱动方法的流程图；

图8是本发明实施例提供的第一种桥式电路的驱动装置的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的第二种桥式电路的驱动装置的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的第三种桥式电路的驱动装置的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的第四种桥式电路的驱动装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种桥式电路的驱动方法，通过在桥式电路中的下MOS管S2连接下管负压建立电路，然后向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通并建立预设下管负压，最后向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出，从而能够降低串扰信号的幅值，避免串扰信号大于MOS管的开通阈值电压的情况发生，并且通过对应设置预设驱动信号，能够保证下MOS管S2建立可靠的负压，该方式具备通用性，且无需复杂的负压建立电路，即可实现下MOS管S2建立可靠的负压，能够节省成本。

实施例一

图1是本发明实施例提供的第一种桥式电路的驱动方法的流程图。图1所描述的桥式电路的驱动方法可以应用于桥式电路，桥式电路包括上MOS管S1、与上MOS管S1连接的上管负压建立电路、与上MOS管S1连接的下MOS管S2以及与下MOS管S2连接的下管负压建立电路，该第一种桥式电路的驱动方法可以包括以下步骤：

101、启动开机。

在上述步骤101中，启动开机可以是指启动任何使用有桥式电路的硬件系统。例如，无线充电系统，无线充电系统通常包括发射端和接收端。在接收端中通常都设置有buck模块，通过buck模块检测自身的输出电压/电流并使用闭环调节以使充电电压/电流趋于稳定，实现有效及时的保护。在发射端的高频逆变模块一般采用SS全桥、SS半桥、LCC全桥等拓扑。在发射端的全桥拓扑、半桥拓扑以及接收端的buck拓扑中，都具有驱动互补的上开关管和下开关管（即桥式电路）。

102、向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通，预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比、预设驱动时间。

在上述步骤102中，下管负压建立电路可以包括第二电容、第二稳压管和第二分压电阻，第二电容与第二稳压管并联后分别串联一第二分压电阻，接入到下MOS管S2的栅极和源极。向下管负压建立电路发送预设驱动信号之后，开始对下管负压电路中的第二电容进行充电，对第二电容充电的过程即是建立预设下管负压的过程，当完成对第二电容的充电时即是已建立起下MOS管S2的预设下管负压。

103、待下MOS管S2建立预设下管负压后，向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出。

在上述步骤103中，待下MOS管S2建立起预设下管负压之后，桥式电路所在的硬件系统通常会进入正常的工作模式，通过向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号使得上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，从而使输入到桥式电路的能量得以输出。此外，在上MOS管S1和下MOS管S2交替导通一段时间之后，上MOS管S1的预设上管负压也能慢慢建立起来。另外，上管负压建立电路可以包括第一电容、第一稳压管和第一分压电阻，第一电容与第一稳压管并联后分别串联一第一分压电阻，接入到上MOS管S1的栅极和源极。向上管负压建立电路发送交替驱动信号之后，开始对上管负压电路中的第一电容进行充电，对第一电容充电的过程即是建立预设上管负压的过程，当完成对第一电容的充电时即是已建立起上MOS管S1的预设上管负压。需要说明的是，下MOS管S2的开通主要造成桥臂中点的电压在0V和Vin之间跳动，而桥臂中点刚好是上MOS管S1的源极，不管桥臂中点的电压是0V还是Vin，驱动芯片的SW管脚（连接到上MOS管S1的源极，也就是桥臂中点）可以让上MOS管的基极和源极之间的驱动信号保持稳定，不受上MOS管源极（即桥臂中点）的电压波动影响，因此，下MOS管S2开通对上MOS管S1并没有干扰，上MOS管S1的负压可以后续建立。

建立负压后对桥式电路的具体影响参见图2、图3和图4，其中，图2是理想的桥式电路和驱动示意图，图3是实际的桥式电路和驱动示意图，图4是使用负压技术后的桥式电路和驱动示意图。

参见图2，理想的桥式电路中，上MOS管S1和下MOS管S2驱动的开通对另一个开关管的驱动无任何影响。参见图3，在实际的桥式电路中，下MOS管S2的栅极和漏极之间通常会有一个耦合电容，在上MOS管S1驱动开通时，中点d的电压会从0V上升到Vin，形成一个上升沿，该上升沿通过耦合电容会在下MOS管S2驱动的低电平形成一个串扰信号，当桥式电路的输入电压Vin比较高时，串扰信号有可能会超过下MOS管S2的开通阈值电压，此时将出现上MOS管S1和下MOS管S2同时导通的情况从而造成MOS管的损坏。参见图4，使用负压技术后，由于对下MOS管S2的驱动信号低电平加入预设下管负压，所以能够使串扰信号的幅值降低，从而能够避免串扰信号超过下MOS管S2的开通阈值电压的情况出现。

可见，实施图1所描述的第一种桥式电路的驱动方法，通过在桥式电路中的下MOS管S2连接下管负压建立电路，然后向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通并建立预设下管负压，最后向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出，从而能够降低串扰信号的幅值，避免串扰信号大于MOS管的开通阈值电压的情况发生，并且通过对应设置预设驱动信号，能够保证下MOS管S2建立可靠的负压，该方式具备通用性，且无需复杂的负压建立电路，即可实现下MOS管S2建立可靠的负压，能够节省成本。

实施例二

图5是本发明实施例提供的第二种桥式电路的驱动方法的流程图。图5所描述的桥式电路的驱动方法可以应用于桥式电路，桥式电路包括上MOS管S1、与上MOS管S1连接的上管负压建立电路、与上MOS管S1连接的下MOS管S2以及与下MOS管S2连接的下管负压建立电路，该第二种桥式电路的驱动方法可以包括以下步骤：

201、启动开机。

202、判断是否发生故障，若是，关闭上MOS管S1和下MOS管S2，并在第一预设时间后重新启动开机。

在上述步骤202中，判断出发生故障的情况可以包括输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护以及过温保护的任意一种或多种。当判断发生故障时，需要立即关闭上MOS管S1和下MOS管S2，以避免损坏MOS管，并在第一预设时间后重新启动开机。

其中，第一预设时间可以根据故障的具体情况设置为不同的值，例如，当故障为过温保护时，需要较长的时间进行冷却，所以设置第一预设时间为较大的值。

203、向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通，预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比、预设驱动时间。

204、待下MOS管S2建立预设下管负压后，向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出。

对于上述步骤201、步骤203、步骤204的具体描述可以依次参见上述步骤101、步骤102、步骤103的具体描述，在此不再一一赘述。

可见，实施图5所描述的第二种桥式电路的驱动方法，通过在向下管负压建立电路发送预设驱动信号之前，判断是否有故障发生，若有故障发生则关闭上MOS管S1和下MOS管S2并重新启动开机，从而提高驱动的安全性。

实施例三

图6是本发明实施例提供的第三种桥式电路的驱动方法的流程图。图6所描述的桥式电路的驱动方法可以应用于桥式电路，桥式电路包括上MOS管S1、与上MOS管S1连接的上管负压建立电路、与上MOS管S1连接的下MOS管S2以及与下MOS管S2连接的下管负压建立电路，该第三种桥式电路的驱动方法可以包括以下步骤：

301、启动开机。

302、向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通，预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比、预设驱动时间。

303、判断是否发生故障；若是，关闭上MOS管S1和下MOS管S2，并在第二预设时间后重新启动开机。

在上述步骤303中，判断出发生故障的情况可以包括输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护以及过温保护的任意一种或多种。当判断发生故障时，需要立即关闭上MOS管S1和下MOS管S2，以避免损坏MOS管，并在第二预设时间后重新启动开机。

其中，第二预设时间可以根据故障的具体情况设置为不同的值，例如，当故障为过温保护时，需要较长的时间进行冷却，所以设置第二预设时间为较大的值。

304、待下MOS管S2建立预设下管负压后，向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出。

对于上述步骤301、步骤302、步骤304的具体描述可以依次参见上述步骤101、步骤102、步骤103的具体描述，在此不再一一赘述。

可见，实施图6所描述的第三种桥式电路的驱动方法，通过在上MOS管S1和下MOS管S2交替导通实现能量输出之前，判断是否有故障发生，若有故障发生则关闭上MOS管S1和下MOS管S2并重新启动开机，从而提高驱动的安全性。

实施例四

图7是本发明实施例提供的第四种桥式电路的驱动方法的流程图。图7所描述的桥式电路的驱动方法可以应用于桥式电路，桥式电路包括上MOS管S1、与上MOS管S1连接的上管负压建立电路、与上MOS管S1连接的下MOS管S2以及与下MOS管S2连接的下管负压建立电路，该第四种桥式电路的驱动方法可以包括以下步骤：

401、启动开机。

402、根据上MOS管S1和下MOS管S2交替导通时的上MOS管S1和下MOS管S2的频率，获取建立预设下管负压时的预设驱动频率。

在上述步骤402中，为了使预设下管负压建立后的状态到上MOS管S1和下MOS管S2交替导通的状态能够平滑过渡，需要使建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动频率和上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的频率相同，所以确定上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的频率之后，即可以将建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动频率确定为相同的频率。例如，上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的频率为200k，即建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动频率也为200k。其中，针对不同的桥式电路，例如buck电路，boost电路、SS全桥电路这三种不同拓扑电路，驱动频率的计算公式并不一样，这里举例200k是针对于buck电路而言的。驱动频率主要是从与驱动频率呈反比的电感电流纹波、与驱动频率的平方呈反比的输出电压纹波、与驱动频率呈正比的开关损耗这三个方面来考虑和确定的。驱动频率越高，电感电流纹波和输出电压纹波越小，但是开关损耗会越大，导致系统的效率较低。驱动频率越低，开关损耗会越小，但是电感电流纹波和输出电压纹波越大，不利于系统的稳定。所以综合考虑系统效率和稳定，选取上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的频率作为建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动频率。

403、根据上MOS管S1和下MOS管S2交替导通时的上MOS管S1的初始占空比、下MOS管S2的初始占空比以及单边死区时间，获取建立预设下管负压时的预设驱动占空比。

在上述步骤403中，为了使预设下管负压建立后的状态到上MOS管S1和下MOS管S2交替导通的状态能够平滑过渡，需要使建立预设下管负压时下MOS管S2的单边死区时间和上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时下MOS管S2的单边死区时间相同，所以确定上下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的单边死区时间之后，即可以将建立预设下管负压时下MOS管S2的单边死区时间确定为相同的单边死区时间。例如，上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的单边死区时间为17.5%，即建立预设下管负压时下MOS管S2的单边死区时间也为17.5%。另外，由于建立预设下管负压时上MOS管S1处于关闭状态，即上MOS管S1的驱动占空比为0%，所以在确定上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1的初始占空比和下MOS管S2的初始占空比之后，即能够确定建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动占空比。例如，上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1的初始占空比和下MOS管S2的初始占空比分别为5%和60%，即建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动占空比为65%。其中，此处举例针对于buck电路而言。上MOS管S1的初始占空比5%是根据软起初始输出电压和驱动芯片来确定的，初始占空比过小，经过驱动芯片之后无法输出有效的驱动。初始占空比过大，软起初始输出电压过大，对输出冲击较大。下MOS管S2的初始占空比60%是根据倒灌电流和系统效率来确定的，下MOS管S2的初始占空比过大，其倒灌电流较大，下MOS管S2的初始占空比过小，系统的初始效率较低。确定了上MOS管S1和下MOS管S2的初始占空比，那么初始单边死区时间为（1-5%-60%）/2=17.5%。由于建立预设下管负压时上MOS管S1处于关闭状态，即上MOS管S1的驱动占空比为0%，所以建立预设下管负压时的下管S2驱动占空比为1-0%-17.5%-17.5%=65%。

404、根据预设驱动频率和预设驱动占空比获取经过调试后的建立预设下管负压时的预设驱动时间。

在上述步骤404中，在确定建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动频率和预设驱动占空比之后，通过实验调试即可以确定建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动时间。为了留有足够的余量，通常确定比实际需要时间稍大的值作为预设驱动时间。例如，预设驱动频率为200k，预设驱动占空比为65%的下MOS管S2驱动导通10ms左右就能够驱动下MOS管S2建立可靠的预设下管负压，但是为了留有足够的余量，确定预设驱动时间为25ms。

405、根据预设驱动频率、预设驱动占空比以及预设驱动时间生成预设驱动信号。

406、向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通，预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比、预设驱动时间。

407、待下MOS管S2建立预设下管负压后，向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出。

对于上述步骤401、步骤406、步骤407的具体描述可以依次参见上述步骤101、步骤102、步骤103的具体描述，在此不再一一赘述。

可见，实施图7所描述的第四种桥式电路的驱动方法，通过根据上MOS管S1和下MOS管S2交替导通时上MOS管S1和下MOS管S2的频率、单边死区时间以及初始占空比生成预设驱动信号，从而能够使下MOS管S2建立起可靠的预设下管负压，有利于降低串扰信号的幅值，避免串扰信号大于MOS管的开通阈值电压的情况发生。

实施例五

图8是本发明实施例提供的第一种桥式电路的驱动装置的结构示意图。图8所描述的桥式电路的驱动装置可以应用于桥式电路，桥式电路包括上MOS管S1、与上MOS管S1连接的上管负压建立电路、与上MOS管S1连接的下MOS管S2以及与下MOS管S2连接的下管负压建立电路。该第一种桥式电路的驱动装置可以包括：

开机单元801，用于启动开机；

下管负压建立单元802，用于向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通，预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比、预设驱动时间；

交替导通单元803，用于待下MOS管S2建立预设下管负压后，向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出。

在开机单元801中，启动开机可以是指启动任何使用有桥式电路的硬件系统。例如，无线充电系统，无线充电系统通常包括发射端和接收端。在接收端中通常都设置有buck模块，通过buck模块检测自身的输出电压/电流并使用闭环调节以使充电电压/电流趋于稳定，实现有效及时的保护。在发射端的高频逆变模块一般采用SS全桥、SS半桥、LCC全桥等拓扑。在发射端的全桥拓扑、半桥拓扑以及接收端的buck拓扑中，都具有驱动互补的上开关管和下开关管（即桥式电路）。

在下管负压建立单元802中，下管负压建立电路可以包括第二电容、第二稳压管和第二分压电阻，第二电容与第二稳压管并联后分别串联一第二分压电阻，接入到下MOS管S2的栅极和源极。向下管负压建立电路发送预设驱动信号之后，开始对下管负压电路中的第二电容进行充电，对第二电容充电的过程即是建立预设下管负压的过程，当完成对第二电容的充电时即是已建立起下MOS管S2的预设下管负压。

在交替导通单元803中，待下MOS管S2建立起预设下管负压之后，桥式电路所在的硬件系统通常会进入正常的工作模式，通过向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号使得上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，从而使输入到桥式电路的能量得以输出。此外，在上MOS管S1和下MOS管S2交替导通一段时间之后，上MOS管S1的预设上管负压也能慢慢建立起来。另外，上管负压建立电路可以包括第一电容、第一稳压管和第一分压电阻，第一电容与第一稳压管并联后分别串联一第一分压电阻，接入到上MOS管S1的栅极和源极。向上管负压建立电路发送交替驱动信号之后，开始对上管负压电路中的第一电容进行充电，对第一电容充电的过程即是建立预设上管负压的过程，当完成对第一电容的充电时即是已建立起上MOS管S1的预设上管负压。需要说明的是，下MOS管S2的开通主要造成桥臂中点的电压在0V和Vin之间跳动，而桥臂中点刚好是上MOS管S1的源极，不管桥臂中点的电压是0V还是Vin，驱动芯片的SW管脚（连接到上MOS管S1的源极，也就是桥臂中点）可以让上MOS管的基极和源极之间的驱动信号保持稳定，不受上MOS管源极（即桥臂中点）的电压波动影响，因此，下MOS管S2开通对上MOS管S1并没有干扰，上MOS管S1的负压可以后续建立。

可见，实施图8所描述的第一种桥式电路的驱动装置，通过在桥式电路中的下MOS管S2连接下管负压建立电路，然后向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通并建立预设下管负压，最后向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出，从而能够降低串扰信号的幅值，避免串扰信号大于MOS管的开通阈值电压的情况发生，并且通过对应设置预设驱动信号，能够保证下MOS管S2建立可靠的负压，该方式具备通用性，且无需复杂的负压建立电路，即可实现下MOS管S2建立可靠的负压，能够节省成本。

实施例六

图9是本发明实施例提供的第二种桥式电路的驱动装置的结构示意图。图9所描述的桥式电路的驱动装置可以应用于桥式电路，桥式电路包括上MOS管S1、与上MOS管S1连接的上管负压建立电路、与上MOS管S1连接的下MOS管S2以及与下MOS管S2连接的下管负压建立电路。该第二种桥式电路的驱动装置可以包括：

开机单元801，用于启动开机；

下管负压建立单元802，用于向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通，预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比、预设驱动时间；

交替导通单元803，用于待下MOS管S2建立预设下管负压后，向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出；

以及，下管负压建立单元802可以包括：

第一故障判断模块8021，用于判断是否发生故障；若判断发生故障，关闭上MOS管S1和下MOS管S2，并在第一预设时间后重新启动开机。

在第一故障判断模块8021中，判断出发生故障的情况可以包括输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护以及过温保护的任意一种或多种。当判断发生故障时，需要立即关闭上MOS管S1和下MOS管S2，以避免损坏MOS管，并在第一预设时间后重新启动开机。

其中，第一预设时间可以根据故障的具体情况设置为不同的值，例如，当故障为过温保护时，需要较长的时间进行冷却，所以设置第一预设时间为较大的值。

对于开机单元801、下管负压建立单元802、交替导通单元803的具体描述可以参见实施例五中的具体描述，在此不再一一赘述。

可见，实施图9所描述的第二种桥式电路的驱动装置，通过在向下管负压建立电路发送预设驱动信号之前，判断是否有故障发生，若有故障发生则关闭上MOS管S1和下MOS管S2并重新启动开机，从而提高驱动的安全性。

实施例七

图10是本发明实施例提供的第三种桥式电路的驱动装置的结构示意图。图10所描述的桥式电路的驱动装置可以应用于桥式电路，桥式电路包括上MOS管S1、与上MOS管S1连接的上管负压建立电路、与上MOS管S1连接的下MOS管S2以及与下MOS管S2连接的下管负压建立电路。该第三种桥式电路的驱动装置可以包括：

开机单元801，用于启动开机；

下管负压建立单元802，用于向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通，预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比、预设驱动时间；

交替导通单元803，用于待下MOS管S2建立预设下管负压后，向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出；

以及，交替导通单元803可以包括：

第二故障判断模块8031，用于判断是否发生故障；若判断发生故障，关闭上MOS管S1和下MOS管S2，并在第二预设时间后重新启动开机。

在第二故障判断模块8031中，判断出发生故障的情况可以包括输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护以及过温保护的任意一种或多种。当判断发生故障时，需要立即关闭上MOS管S1和下MOS管S2，以避免损坏MOS管，并在第二预设时间后重新启动开机。

其中，第二预设时间可以根据故障的具体情况设置为不同的值，例如，当故障为过温保护时，需要较长的时间进行冷却，所以设置第二预设时间为较大的值。

对于开机单元801、下管负压建立单元802、交替导通单元803的具体描述可以参见实施例五中的具体描述，在此不再一一赘述。

可见，实施图10所描述的第三种桥式电路的驱动装置，通过在上MOS管S1和下MOS管S2交替导通实现能量输出之前，判断是否有故障发生，若有故障发生则关闭上MOS管S1和下MOS管S2并重新启动开机，从而提高驱动的安全性。

实施例八

图11是本发明实施例提供的第四种桥式电路的驱动装置的结构示意图。图11所描述的桥式电路的驱动装置可以应用于桥式电路，桥式电路包括上MOS管S1、与上MOS管S1连接的上管负压建立电路、与上MOS管S1连接的下MOS管S2以及与下MOS管S2连接的下管负压建立电路。该第四种桥式电路的驱动装置可以包括：

开机单元801，用于启动开机；

预设驱动频率获取单元804，用于根据上MOS管S1和下MOS管S2交替导通时的上MOS管S1和下MOS管S2的频率，获取建立预设下管负压时的预设驱动频率；

预设驱动占空比获取单元805，用于根据上MOS管S1和下MOS管S2交替导通时的上MOS管S1的初始占空比、下MOS管S2的初始占空比以及单边死区时间，获取建立预设下管负压时的预设驱动占空比；

预设驱动时间获取单元806，用于根据预设驱动频率和预设驱动占空比获取经过调试后的建立预设下管负压时的预设驱动时间；

预设驱动信号生成单元807，用于根据预设驱动频率、预设驱动占空比以及预设驱动时间生成预设驱动信号；

下管负压建立单元802，用于向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通，预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比、预设驱动时间；

交替导通单元803，用于待下MOS管S2建立预设下管负压后，向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出。

在预设驱动频率获取单元804中，为了使预设下管负压建立后的状态到上MOS管S1和下MOS管S2交替导通的状态能够平滑过渡，需要使建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动频率和上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的频率相同，所以确定上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的频率之后，即可以将建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动频率确定为相同的频率。例如，上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的频率为200k，即建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动频率也为200k。其中，针对不同的桥式电路，例如buck电路，boost电路、SS全桥电路这三种不同拓扑电路，驱动频率的计算公式并不一样，这里举例200k是针对于buck电路而言的。驱动频率主要是从与驱动频率呈反比的电感电流纹波、与驱动频率的平方呈反比的输出电压纹波、与驱动频率呈正比的开关损耗这三个方面来考虑和确定的。驱动频率越高，电感电流纹波和输出电压纹波越小，但是开关损耗会越大，导致系统的效率较低。驱动频率越低，开关损耗会越小，但是电感电流纹波和输出电压纹波越大，不利于系统的稳定。所以综合考虑系统效率和稳定，选取上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的频率作为建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动频率。

在预设驱动占空比获取单元805中，为了使预设下管负压建立后的状态到上MOS管S1和下MOS管S2交替导通的状态能够平滑过渡，需要使建立预设下管负压时下MOS管S2的单边死区时间和上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时下MOS管S2的单边死区时间相同，所以确定上下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的单边死区时间之后，即可以将建立预设下管负压时下MOS管S2的单边死区时间确定为相同的单边死区时间。例如，上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1、下MOS管S2的单边死区时间为17.5%，即建立预设下管负压时下MOS管S2的单边死区时间也为17.5%。另外，由于建立预设下管负压时上MOS管S1处于关闭状态，即上MOS管S1的驱动占空比为0%，所以在确定上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1的初始占空比和下MOS管S2的初始占空比之后，即能够确定建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动占空比。例如，上MOS管S1、下MOS管S2交替导通时上MOS管S1的初始占空比和下MOS管S2的初始占空比分别为5%和60%，即建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动占空比为65%。其中，此处举例针对于buck电路而言。上MOS管S1的初始占空比5%是根据软起初始输出电压和驱动芯片来确定的，初始占空比过小，经过驱动芯片之后无法输出有效的驱动。初始占空比过大，软起初始输出电压过大，对输出冲击较大。下MOS管S2的初始占空比60%是根据倒灌电流和系统效率来确定的，下MOS管S2的初始占空比过大，其倒灌电流较大，下MOS管S2的初始占空比过小，系统的初始效率较低。确定了上MOS管S1和下MOS管S2的初始占空比，那么初始单边死区时间为（1-5%-60%）/2=17.5%。由于建立预设下管负压时上MOS管S1处于关闭状态，即上MOS管S1的驱动占空比为0%，所以建立预设下管负压时的下管S2驱动占空比为1-0%-17.5%-17.5%=65%。

在预设驱动时间获取单元806中，在确定建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动频率和预设驱动占空比之后，通过实验调试即可以确定建立预设下管负压时下MOS管S2的预设驱动时间。为了留有足够的余量，通常确定比实际需要时间稍大的值作为预设驱动时间。例如，预设驱动频率为200k，预设驱动占空比为65%的下MOS管S2驱动导通10ms左右就能够驱动下MOS管S2建立可靠的预设下管负压，但是为了留有足够的余量，确定预设驱动时间为25ms。

对于开机单元801、下管负压建立单元802、交替导通单元803的具体描述可以参见实施例五中的具体描述，在此不再一一赘述。

可见，实施图11所描述的第四种桥式电路的驱动装置，通过根据上MOS管S1和下MOS管S2交替导通时上MOS管S1和下MOS管S2的频率、单边死区时间以及初始占空比生成预设驱动信号，从而能够使下MOS管S2建立起可靠的预设下管负压，有利于降低串扰信号的幅值，避免串扰信号大于MOS管的开通阈值电压的情况发生。

本发明实施例中，通过在桥式电路中的下MOS管S2连接下管负压建立电路，然后向下管负压建立电路发送预设驱动信号，下管负压建立电路使下MOS管S2导通并建立预设下管负压，最后向上管负压建立电路和下管负压建立电路发送交替驱动信号以使上MOS管S1和下MOS管S2交替导通，建立上MOS管S1的预设上管负压，并实现能量输出，从而能够降低串扰信号的幅值，避免串扰信号大于MOS管的开通阈值电压的情况发生，并且通过对应设置预设驱动信号，能够保证下MOS管S2建立可靠的负压，该方式具备通用性，且无需复杂的负压建立电路，即可实现下MOS管S2建立可靠的负压，能够节省成本。另外，通过在向下管负压建立电路发送预设驱动信号之前或在上MOS管S1和下MOS管S2交替导通实现能量输出之前，判断是否有故障发生，若有故障发生则关闭上MOS管S1和下MOS管S2并重新启动开机，从而提高驱动的安全性。此外，还通过根据上MOS管S1和下MOS管S2交替导通时上MOS管S1和下MOS管S2的频率、单边死区时间以及初始占空比生成预设驱动信号，从而能够使下MOS管S2建立起可靠的预设下管负压，有利于降低串扰信号的幅值，避免串扰信号大于MOS管的开通阈值电压的情况发生。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种桥式电路的驱动方法，其特征在于，应用于桥式电路，所述桥式电路包括上MOS管、与所述上MOS管连接的上管负压建立电路、与所述上MOS管连接的下MOS管以及与所述下MOS管连接的下管负压建立电路，所述驱动方法包括以下步骤：

启动开机；

向所述下管负压建立电路发送预设驱动信号，所述下管负压建立电路使所述下MOS管导通，所述预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比以及预设驱动时间；

待所述下MOS管建立预设下管负压后，向所述上管负压建立电路和所述下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使所述上MOS管和所述下MOS管交替导通，建立所述上MOS管的预设上管负压，并实现能量输出；

其中，所述向所述下管负压建立电路发送预设驱动信号，所述下管负压建立电路使所述下MOS管导通的步骤之前，还包括以下步骤：

根据所述上MOS管和所述下MOS管交替导通时的所述上MOS管和所述下MOS管的频率，获取建立所述预设下管负压时的所述预设驱动频率；

根据所述上MOS管和所述下MOS管交替导通时的所述上MOS管的初始占空比、所述下MOS管的初始占空比以及单边死区时间，获取建立所述预设下管负压时的所述预设驱动占空比；

根据所述预设驱动频率和所述预设驱动占空比获取经过调试后的建立所述预设下管负压时的所述预设驱动时间；

根据所述预设驱动频率、所述预设驱动占空比以及所述预设驱动时间生成所述预设驱动信号。

2.如权利要求1所述的桥式电路的驱动方法，其特征在于，所述向所述下管负压建立电路发送预设驱动信号，所述下管负压建立电路使所述下MOS管导通的步骤之前，还包括以下步骤：

判断是否发生故障；

若是，关闭所述上MOS管和所述下MOS管，并在第一预设时间后重新启动开机。

3.如权利要求1所述的桥式电路的驱动方法，其特征在于，所述待所述下MOS管建立预设下管负压后，向所述上管负压建立电路和所述下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使所述上MOS管和所述下MOS管交替导通，建立所述上MOS管的预设上管负压，并实现能量输出的步骤之前，还包括以下步骤：

判断是否发生故障；

若是，关闭所述上MOS管和所述下MOS管，并在第二预设时间后重新启动开机。

4.如权利要求1所述的桥式电路的驱动方法，其特征在于，所述上管负压建立电路包括第一电容、第一稳压管和第一分压电阻，所述第一电容与所述第一稳压管并联后分别串联一所述第一分压电阻，接入到所述上MOS管的栅极和源极；所述下管负压建立电路包括第二电容、第二稳压管和第二分压电阻，所述第二电容与所述第二稳压管并联后分别串联一所述第二分压电阻，接入到所述下MOS管的栅极和源极。

5.一种桥式电路的驱动装置，其特征在于，应用于桥式电路，所述桥式电路包括上MOS管、与所述上MOS管连接的上管负压建立电路、与所述上MOS管连接的下MOS管以及与所述下MOS管连接的下管负压建立电路，所述驱动装置包括：

开机单元，用于启动开机；

下管负压建立单元，用于向所述下管负压建立电路发送预设驱动信号，所述下管负压建立电路使所述下MOS管导通，所述预设驱动信号包括预设驱动频率、预设驱动占空比以及预设驱动时间；

交替导通单元，用于待所述下MOS管建立预设下管负压后，向所述上管负压建立电路和所述下管负压建立电路发送交替驱动信号，以使所述上MOS管和所述下MOS管交替导通，建立所述上MOS管的预设上管负压，并实现能量输出；

其中，所述驱动装置还包括：

预设驱动频率获取单元，用于根据所述上MOS管和所述下MOS管交替导通时的所述上MOS管和所述下MOS管的频率，获取建立所述预设下管负压时的所述预设驱动频率；

预设驱动占空比获取单元，用于根据所述上MOS管和所述下MOS管交替导通时的所述上MOS管的初始占空比、所述下MOS管的初始占空比以及单边死区时间，获取建立所述预设下管负压时的所述预设驱动占空比；

预设驱动时间获取单元，用于根据所述预设驱动频率和所述预设驱动占空比获取经过调试后的建立所述预设下管负压时的所述预设驱动时间；

预设驱动信号生成单元，用于根据所述预设驱动频率、所述预设驱动占空比以及所述预设驱动时间生成所述预设驱动信号。

6.如权利要求5所述的桥式电路的驱动装置，其特征在于，所述下管负压建立单元包括：

第一故障判断模块，用于判断是否发生故障；

若判断发生故障，关闭所述上MOS管和所述下MOS管，并在第一预设时间后重新启动开机。

7.如权利要求5所述的桥式电路的驱动装置，其特征在于，所述交替导通单元包括：

第二故障判断模块，用于判断是否发生故障；

若判断发生故障，关闭所述上MOS管和所述下MOS管，并在第二预设时间后重新启动开机。

8.如权利要求5所述的桥式电路的驱动装置，其特征在于，所述上管负压建立电路包括第一电容、第一稳压管和第一分压电阻，所述第一电容与所述第一稳压管并联后分别串联一所述第一分压电阻，接入到所述上MOS管的栅极和源极；所述下管负压建立电路包括第二电容、第二稳压管和第二分压电阻，所述第二电容与所述第二稳压管并联后分别串联一所述第二分压电阻，接入到所述下MOS管的栅极和源极。

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