CN115955085A - 驱动电路及其驱动方法、控制电路以及电源芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种驱动电路及其驱动方法、控制电路以及电源芯片。驱动电路包括:至少一个电平检测单元,每个电平检测单元耦接电源芯片的公共节点SW,用于产生驱动调节信号;驱动单元,根据第一控制信号和驱动调节信号产生驱动信号并送至第一开关管的控制端用于驱动第一开关管。其中,第一控制信号用于控制第一开关管的导通和关断,驱动调节信号用于在关断第一开关管时调节驱动信号的值,以便于在公共节点SW的电位出现向负过冲时,及时调整驱动信号,以避免出现由于负向过冲过大而出现的电源芯片损坏的现象,提高了电源芯片整体的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路的技术领域,尤其是涉及一种驱动电路及其驱动方法、控制电路以及电源芯片。
背景技术
在开关电源领域,随着高压大电流需求的逐渐发展,需要电源芯片的耐压能力越来越高,而在设计高压大电流的电源芯片时,为了减小开关损耗,需要将换流速度尽可能做快,但过快的换流速度意味着过大的di/dt,在功率电感和寄生电感的作用下,两个开关之间的公共节点,也即是功率转换点SW的负向过冲电压会很大,使电源芯片出现异常,甚至造成损坏。同时,SW点的负向过冲电压大小和片外寄生电感紧密相关,特别是在开关变换器的异步应用中,例如片外PCB布局和肖特基二极管的寄生参数,可能会让负向过冲电压超出设计人员的预期,很容易造成电源芯片的损坏。
针对上述容易造成电源芯片的损坏问题,目前尚未有较好的解决方式。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种驱动电路及其驱动方法、控制电路以及电源芯片,以缓解上述技术问题。
第一方面,本发明实施例提供了一种应用于开关电源的驱动电路,所述开关电源包括第一开关管和第二开关管,所述驱动电路包括:至少一个电平检测单元,每个所述电平检测单元耦接所述第一开关管和所述第二开关管的公共节点SW,用于检测所述公共节点SW上的电压信号,并根据所述公共节点SW上的电压信号和该电平检测单元对应的预设电压产生一个驱动调节信号;以及,驱动单元,接收第一控制信号和至少一个所述驱动调节信号,并根据所述第一控制信号和所述至少一个驱动调节信号产生驱动信号,并将所述驱动信号送至所述第一开关管的控制端用于驱动所述第一开关管,其中,所述第一控制信号用于控制所述第一开关管的导通和关断,所述至少一个驱动调节信号用于在关断所述第一开关管时调节驱动信号的值。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,上述每个所述电平检测单元对应的预设电压不同。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,上述每个所述电平检测单元包括第一检测管、检测电阻和第二检测管;所述第一检测管的第一端耦接对应的预设电压,所述第一检测管的第二端、所述检测电阻的第一端和所述第二检测管的控制端耦接在一起;所述第一检测管的控制端、所述检测电阻的第二端和所述第二检测管的第二端耦接至公共节点SW;所述第二检测管的第一端通过电流源耦接供电电压;第二检测管的第一端作为电平检测单元的输出端提供对应的驱动调节信号。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,上述驱动电路还包括设置在所述电平检测单元和所述驱动单元之间的缓冲电路;所述缓冲电路用于接收所述驱动调节信号,并对所述驱动调节信号整形后输出新的驱动调节信号;所述驱动单元将根据所述第一控制信号和所述新的驱动调节信号产生所述驱动信号。
结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,上述驱动单元包括:最小电流产生模块,具有第一端、第二端和第三端;所述最小电流产生模块的第一端接收所述第一控制信号,所述最小电流产生模块的第二端耦接公共节点SW,所述最小电流产生模块的第三端耦接所述第一开关管的控制端;至少一个调节电流产生模块,每个所述调节电流产生模块具有第一端、第二端和第三端,每个所述调节电流产生模块的第一端接收所述第一控制信号,每个所述调节电流产生模块的第三端耦接所述第一开关管的控制端;以及,至少一个电流调节开关,每个所述电流调节开关和每个所述调节电流产生模块一一对应,每个所述电流调节开关具有第一端、第二端和控制端,每个所述电流调节开关的第一端耦接对应的所述调节电流产生模块的第二端,每个所述电流调节开关的第二端耦接公共节点SW,每个所述电流调节开关的控制端接收对应的驱动调节信号。
结合第一方面的第四种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,上述最小电流产生模块包括依次连接的第三开关管和第四开关管;其中,所述第三开关管的第一端与所述第四开关管的第一端连接,且该公共连接点对应所述最小电流产生模块的第三端;所述第三开关管的第二端连接至供电电压;所述第四开关管的第二端作为所述最小电流产生模块的第二端;所述第三开关管和所述第四开关管的控制端耦接至所述最小电流产生模块的第一端。
结合第一方面的第四种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,上述调节电流产生模块包括依次连接的第五开关管和第六开关管;其中,所述第五开关管的第一端与所述第六开关管的第一端连接,且该公共连接点对应所述调节电流产生模块的第三端;所述第五开关管的第二端连接至供电电压;所述第六开关管的第二端作为所述调节电流产生模块的第二端;所述第五开关管和所述第六开关管的控制端耦接至所述调节电流产生模块的第一端。
第二方面,本发明实施例还提供一种应用于开关电源的驱动方法,所述开关电源包括第一开关管和第二开关管,所述驱动方法包括:检测所述第一开关管和所述第二开关管的公共节点SW上的电压信号,并根据所述公共节点SW上的电压信号和至少一个预设电压产生至少一个驱动调节信号;以及,接收第一控制信号和所述至少一个驱动调节信号,并根据所述第一控制信号和所述至少一个驱动调节信号产生驱动信号,并将所述驱动信号送至第一开关管的控制端以驱动所述第一开关管,其中,所述第一控制信号用于控制所述第一开关管的导通和关断,所述至少一个驱动调节信号用于在关断所述第一开关管时调节所述驱动信号的值。
第三方面,本发明实施例还提供一种应用于开关电源的控制电路,所述开关电源包括第一开关管和第二开关管,所述控制电路包括:控制模块,用于根据开关电源的输出电压产生第一控制信号和第二控制信号,所述第一控制信号用于控制所述第一开关管的导通和关断,所述第二控制信号用于控制所述第二开关管的导通和关断;如第一方面所述的驱动电路,用于根据第一控制信号产生驱动信号,所述驱动信号用于驱动第一开关管;以及,第二驱动电路,用于根据第二控制信号产生第二驱动信号,所述第二驱动信号用于驱动第二开关管。
第四方面,本发明实施例还提供一种电源芯片,包括:第一开关管;第二开关管;以及,如第三方面所述的控制电路,用于产生驱动信号和第二驱动信号,所述驱动信号用于驱动第一开关管,所述第二驱动信号用于驱动第二开关管。
本发明实施例带来了以下有益效果:
本发明实施例提供的驱动电路及其驱动方法、控制电路以及电源芯片,可在第一开关管关断时调节驱动信号的值,以便于在公共节点SW的电位出现向负过冲时,及时调整驱动信号,以避免出现由于公共节点SW的电位的负向过冲过大而出现的电源芯片损坏的现象,提高了电源芯片整体的稳定性。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种开关电源的电路示意图;
图2为本发明实施例提供的另一种开关电源的电路示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种开关电源的电路示意图;
图4为本发明实施例提供的另一种开关电源的电路示意图;
图5为本发明实施例提供的另一种开关电源的电路示意图;
图6为本发明实施例提供的一种应用于开关电源的驱动方法的流程图;
图7为本发明实施例提供的一种包括控制电路的开关电源的电路示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
在开关电源领域,电源芯片两个开关之间的公共节点SW点的负向过冲电压过大时,往往会使电源芯片出现异常,而SW点的负向过冲电压产生的原因,在于片外功率电感电流不能突变,上管关断过程中,其减小电流的速度远大于下管或片外二极管续流的速度,此时功率电感则会抽取SW点上的电荷,使得SW点电位向负过冲。因此,对上管的关断速度的管理至关重要,在业界常用做法中,为了减小SW点的负向过冲电压,一般会将换流速度做慢,此时的开关损耗又会大幅增加。因此,有必要提供一种既能保障换流速度,也可以缓解SW负向过冲电压的解决方案。
基于此,本发明实施例提供的一种驱动电路及其驱动方法、控制电路以及电源芯片,可以有效缓解上述技术问题。
为便于对本实施例进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种应用于开关电源的驱动电路进行详细介绍。
在一种可能的实施方式中,本发明实施例提供了一种应用于开关电源的驱动电路(以下简称驱动电路),具体地,本发明实施例中的开关电源包括第一开关管和第二开关管,其中,第一开关管也称为上功率管,或者上管,第二开关管也称为下功率管,或者下管,第一开关管和第二开关管的连接点即为本发明实施例中的公共节点SW,而本发明实施例中的驱动电路,则用于驱动第一开关管,以减小公共节点SW的负压过冲值。
上述开关电源可包括多种合适的拓扑结构,本发明实施例的上述公共节点SW,也可以称为该开关电源的功率转换点,为了便于说明,接下来在本发明实施例中,将以BUCK拓扑结构的开关电源为例进行说明,但本领域的一般技术人员可以理解,本发明公开的内容还可以用在其他合适的拓扑中。
具体地,如图1所示的根据本发明一个实施例的开关电源的电路示意图。图1中,示出了第一开关管HS、第二开关管LS、公共节点SW、功率电感L、滤波电容C以及驱动电路,而开关电源的其他电路可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制。在图1所示实施例中,第一开关管HS、第二开关管LS、功率电感L和滤波电容C构成BUCK拓扑结构。在图1所示实施例中,第一开关管HS和第二开关管LS被示意为N型金属半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)。本领域一般技术人员可以理解,在其他实施例中,第一开关管HS和第二开关管LS还可以包括其他合适的半导体开关器件类型,如JFET、IGBT以及DMOS等等。
进一步,本发明实施例中的驱动电路包括至少一个电平检测单元10和驱动单元20。
每个电平检测单元10耦接第一开关管HS和第二开关管LS的公共节点SW,用于检测该公共节点SW上的电压信号,并根据公共节点SW上的电压信号和该电平检测单元10对应的预设电压产生一个驱动调节信号(例如cut_drv1)。需要说明,为了便于说明,在图1中仅示意了一个电平检测单元10,并以一个电平检测单元10为例进行说明,在实际使用时,电平检测单元10可以是一个,也可以根据需求设置成多个。电平检测单元10的具体数量可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制,接下来图5中也将进行两个电平检测单元10的示意和描述。
驱动单元20接收第一控制信号和至少一个驱动调节信号(例如cut_drv1),并根据第一控制信号和至少一个驱动调节信号(例如cut_drv1)产生驱动信号,并将驱动信号送至第一开关管HS的控制端用于驱动该第一开关管HS,其中,上述第一控制信号用于控制第一开关管HS的导通和关断,至少一个驱动调节信号(例如cut_drv1)用于在关断第一开关管HS时调节驱动信号的值。
具体实现时,该第一控制信号在图1中表示为HS_in,且该第一控制信号可以是电源芯片的主控制器发出的控制信号,以根据逻辑需求来控制第一开关管HS的导通和关断,进一步,在图1中,驱动单元20产生的驱动信号表示为HS_gate,并送至第一开关管HS的控制端,此外,图1中还示出了控制第二开关管LS的第二控制信号LS_in,用于控制第二开关管LS,且在一个实施例中,第二开关管LS的控制信号LS_in还将送至第二驱动电路产生第二驱动信号用于驱动第二开关管LS,本发明实施例对此不进行限制。
基于图1所示的应用于开关电源的驱动电路,可以在公共节点SW的电位出现向负过冲时,及时调整驱动信号HS_gate的大小,以避免出现由于公共节点SW的电位的负向过冲过大而出现的开关电源损坏的现象,提高了开关电源整体的稳定性。
在实际使用时,对于具有多个电平检测单元10的实施方式,每个电平检测单元10对应的预设电压可以根据实际使用情况设置成不同的值,本发明实施例对此也不进行限制。
具体实现时,本发明实施例的每个电平检测单元10包括第一检测管、检测电阻和第二检测管。为了便于理解,图1所示的虚线框中,还根据本发明实施例示出了电平检测单元10的具体示意图,具体地,电平检测单元10包括第一检测管PM1、检测电阻R和第二检测管NM1。
其中,第一检测管PM1的第一端耦接对应的预设电压,即图1中的V1,第一检测管PM1的第二端、检测电阻R的第一端和第二检测管NM1的控制端耦接在一起,即:图1中的A点。
第一检测管PM1的控制端、检测电阻R的第二端和第二检测管NM1的第二端耦接至公共节点SW;第二检测管NM1的第一端通过电流源I耦接供电电压BST;第二检测管NM1的第一端作为电平检测单元的输出端提供驱动调节信号,该驱动调节信号则发送至驱动单元20。其中,图1中示出的cut_drv1信号,即为电平检测单元10发送至驱动单元20的驱动调节信号,在实际使用时,该驱动调节信号是一个高低电平逻辑状态的信号,公共节点SW的电压信号的变化,就会导致驱动调节信号的逻辑状态变化。
其中,图1中,以电平检测单元10的第一检测管PM1为P型MOS管,第二检测管NM1为N型MOS管为例进行说明,控制端则指MOS管的栅极,上述第一端和第二端则指MOS管的源极或者漏极,具体的第一检测管和第二检测管的型号和参数,以及每个电极的对应情况可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制。同时,本领域一般技术人员也可以理解,在其他实施例中,第一检测管PM1和第二检测管NM1还可采用其他合适的开关管器件。
具体实现时,上述电平检测单元10用于检测公共节点SW上的电压信号,该公共节点SW上的电压信号也称为SW电位,或者SW电压,然后根据公共节点SW上的电压信号以及预设电压V1产生上述驱动调节信号cut_drv1。
此外,上述第一检测管PM1还包括衬底极,衬底极连接至预设的供电电压BST,以便于在驱动电路启动时,可以通过自举电压来启动该第一检测管PM1。
进一步,在一些实施例中,驱动电路还包括设置在电平检测单元10和驱动单元20之间的缓冲电路。图2根据本发明又一个实施例示出了具有另一种开关电源的电路示意图,除图1所示的结构,在图2中还示出了缓冲电路30,该缓冲电路30用于接收上述驱动调节信号cut_drv1,并对驱动调节信号cut_drv1整形后输出新的驱动调节信号cut_drv。驱动单元20则将根据第一控制信号HS_in和新的驱动调节信号cut_drv产生上述驱动信号HS_gate。
在实际使用时,本发明实施例中的缓冲电路30一般包括至少两个串联连接的非门。该至少两个串联连接的非门组成缓冲电路30。通常,缓冲电路30多以两个非门串联组成,且每个非门作为反相器使用,即,串联连接的非门的输入端与电平检测单元10连接,输出端与驱动单元20连接。在实际使用时,上述串联的非门的数量,可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制。
进一步,图3根据本发明又一个实施例示出了一种开关电源的电路示意图。在图1的基础上,图3进一步示出了驱动单元20内部电路结构示意图。接下来将对本发明实施例中的驱动单元20进行进一步说明。
具体地,如图3所示,本发明实施例中的驱动单元20包括最小电流产生模块201、至少一个调节电流产生模块202和至少一个电流调节开关。调节电流产生模块202和电流调节开关的数量相等,并一一对应,该数量也与电平检测单元10的数量相等,且一一对应。例如,当实施例中只包含一个电平检测单元10时,驱动单元20中包括一个调节电流产生模块202和一个电流调节开关。当实施例中只包含两个电平检测单元10时,驱动单元20中包括两个调节电流产生模块202和与其对应的两个电流调节开关,以此类推。在图3中,仅示意了一个调节电流产生模块202和一个电流调节开关电流NM2。
其中,最小电流产生模块201具有第一端、第二端和第三端;最小电流产生模块201的第一端接收上述第一控制信号,最小电流产生模块201的第二端耦接公共节点SW,最小电流产生模块201的第三端耦接上述第一开关管HS的控制端。
每个调节电流产生模块202也具有第一端、第二端和第三端,每个调节电流产生模块202的第一端接收上述第一控制信号,每个调节电流产生模块202的第三端耦接第一开关管HS的控制端。
每个电流调节开关具有第一端、第二端和控制端,每个电流调节开关的第一端耦接对应的调节电流产生模块的第二端,每个电流调节开关的第二端耦接公共节点SW,每个电流调节开关的控制端接收对应的驱动调节信号。
在实际使用时,上述电流调节开关通常通过MOS管实现,可以是P型MOS管,也可以是N型MOS管,其中,图3中,以N型MOS管为例,即图3中的NM2,该MOS管NM2的栅极即为电流调节开关的控制端,源极即为电流调节开关的第二端,漏极即为电流调节开关的第一端,在其他实施例中,电流调节开关还可以设置成P型MOS管或者其他形式的开关管,具体可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制。
进一步,图4根据本发明又一个实施例示出了一种开关电源的电路示意图。在图3的基础上,图4进一步对上述最小电流产生模块201和调节电流产生模块202进行进一步的说明。
具体地,如图4所示,本发明实施例中的最小电流产生模块201和调节电流产生模块202是基于开关管实现的,并且,开关管的具体型号和参数可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制。并且,图4中,还示出了电平检测单元10的连接点,即图4中的B、C、D三个连接点,其中,B点与预设电压V1连接,C点与公共节点SW耦接,以获取公共节点SW的电压信号,D点则与驱动单元的电流调节开关NM2的控制端连接,以将驱动调节信号传输至电流调节开关。
其中,上述最小电流产生模块201包括依次连接的第三开关管Q3和第四开关管Q4。具体地,第三开关管Q3的第一端与第四开关管Q4的第一端连接,且该公共连接点对应最小电流产生模块201的第三端,并耦接上述第一开关管HS的控制端;第三开关管Q3的第二端连接至供电电压BST;第四开关管Q4的第二端作为最小电流产生模块201的第二端,耦接公共节点SW;第三开关管Q3和第四开关管Q4的控制端耦接至最小电流产生模块201的第一端,以接收上述第一控制信号HS_in。
进一步,上述调节电流产生模块202包括依次连接的第五开关管Q5和第六开关管Q6;其中,第五开关管Q5的第一端与第六开关管Q6的第一端连接,且该公共连接点对应调节电流产生模块202的第三端,并耦接上述第一开关管HS的控制端;第五开关管Q5的第二端连接至供电电压BST;第六开关管Q6的第二端作为调节电流产生模块202的第二端,并耦接对应的电流调节开关NM2;第五开关管Q5和第六开关管Q6的控制端耦接至调节电流产生模块202的第一端,以接收上述第一控制信号HS_in。
在一个实施例中,图中所示的供电电压BST为自举电压的电位,通常,自举电压BST到公共节点SW的电位之间的压差通常设计为5V,预设电压V1通常设计为电源芯片的片内低压电源轨,也可以直接电连接供电电压VCC,且供电电压VCC通常为5V。
并且,第一检测管PM1通常设置成高压PMOS管,其漏极接上述预设电压V1,源极通过检测电阻R连接到公共节点SW,栅极直接接公共节点SW,此时第一检测管PM1的作用是完成SW电位的检测。
基于上述驱动电路的电路示意图,本发明实施例中提供的驱动电路的基本工作原理如下:
当电平检测单元10检测出SW电位大于预设电压V1减去一个阈值电压Vth时,即SW电位>V1-Vth,第一检测管PM1截止,此时,A点电位等于SW电位,第一检测管NM1断开,驱动调节信号cut_drv1的逻辑为高电平。当SW电位比预设电压V1低一个阈值电压Vth后,即SW电位<V1-Vth,第一检测管PM1导通,且源极、漏极互换,检测电阻R中有电流从A点流向公共节点SW,A点电位被抬起,第二检测管NM1导通,此时驱动调节信号cut_drv1为逻辑低电平。驱动单元20中的电流调节开关电流NM2被关断,驱动单元关断上管HS的能力将被减小(关断期间的下拉电流降低),上管HS的换流速度变小,使得公共节点SW的负向过冲也会减小,进而达到保护开关电源不受损坏的目的。
其中,上述的阈值电压Vth通常指的是第一检测管PM1的开通阈值,当SW电位小于上述预设电压V1一个开通阈值时,第一检测管PM1导通,最终关断电流调节开关NM2,以此减小上管的关断能力,避免出现公共节点SW的负向过冲过大的现象。
进一步,在图1-图4所示实施例中,在驱动电路工作过程中,相当于在驱动单元20中,通过最小电流产生模块201和调节电流产生模块202将驱动上管HS的电流分成两级:一级电流I1+I2和二级电流11。第一级:全速下拉,增加上管的关断速度;第二级:到达一定电压值后,降低下拉电流,减速关断。在这里,电流I1为最小电流产生模块201流向SW点的电流;电流I2为调节电流产生模块202流向SW点的电流。
进一步,图5根据本发明又一个实施例示出了一种开关电源的电路示意图。图5所示实施例中的开关电源包括多个调节电流产生模块202。具体地,在图5中,以两个调节电流产生模块202为例进行说明,并且,两个调节电流产生模块202均对应有各自的电平检测单元10和电流调节开关NM2和NM3。
其中,为了便于说明,图5中,电平检测单元10不再示意出具体的内部电路图,仅仅示出了电平检测单元10的几个连接点,即,图5中的B、C、D三个连接点。其中,B点连接的预设电压分别示意为V1和V2,在一个实施例中,预设电压V1和预设电压V2不相等。每个电平检测单元10分别传输各自的驱动调节信号,即图5中的cut_drv1和cut_drv2分别至对应的电流调节开关NM2和NM3。在图5所示的电平检测单元10中,可以将驱动上管HS关断的下拉电流分成一级电流I1+I2+I3、二级电流11+I2和三级电流I1。在这里,电流I3为另一个调节电流产生模块202流向SW点的电流。
具体调节电流产生模块202的数量,可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制。并且,对于电流的分级情况,可以等分,也可以不等分,具体可以根据所选择的对应的电流调节开关的驱动能力进行设置,本发明实施例对此也不进行限制。这里的“等分”是指I1、I2和I3相等,“不等分”是指I1、I2和I3中至少两个的值不相等。
进一步,在上述实施例的基础上,本发明实施例还提供了一种驱动方法,该驱动方法应用于上述实施例提供的开关电源,且开关电源包括第一开关管和第二开关管,具体地,如图6所示的一种应用于开关电源的驱动方法的流程图,该方法包括以下步骤:
步骤S1,检测所述第一开关管和所述第二开关管的公共节点SW上的电压信号,并根据所述公共节点SW上的电压信号和至少一个预设电压产生至少一个驱动调节信号;
步骤S2,接收第一控制信号和所述至少一个驱动调节信号,并根据所述第一控制信号和所述至少一个驱动调节信号产生驱动信号,并将所述驱动信号送至第一开关管的控制端以驱动所述第一开关管。
其中,上述第一控制信号用于控制所述第一开关管的导通和关断,所述至少一个驱动调节信号用于在关断所述第一开关管时调节所述驱动信号的值。
进一步,本发明实施例还提供了一种应用于开关电源的控制电路,具体地,开关电源包括第一开关管和第二开关管,为了便于理解,图7示出了一种控制电路的电路示意图,分别示出了开关电源的第一开关管HS和第二开关管LS,以及,驱动电路500、第二驱动电路501和控制模块502。
其中,本发明实施例中的控制电路包括控制模块502。控制模块502用于根据开关电源的输出电压VOUT产生第一控制信号和第二控制信号,所述第一控制信号用于控制所述第一开关管HS的导通和关断,所述第二控制信号用于控制所述第二开关管LS的导通和关断。
进一步,该控制电路还包括驱动电路500,用于根据第一控制信号产生驱动信号,所述驱动信号用于驱动第一开关管HS;以及,第二驱动电路501,用于根据第二控制信号产生第二驱动信号,所述第二驱动信号用于驱动第二开关管LS。
应当理解,根据开关电源选择的不同控制方式,控制模块502可以具有不同的电路结构。在一个实施例中,例如,如图7所示,控制模块502包括比较电路、逻辑电路、以及触发逻辑电路的时钟电路。其中,比较电路可以将开关电源的输出电压的反馈信号与预设的基准电压进行比较,进而根据比较结果向逻辑电路输出对应的电平。时钟电路用于触发逻辑电路,并产生第一控制信号HS_in和第二控制信号LS_in分别至驱动电路500和第二驱动电路501,以实现对第一开关管HS和第二开关管LS的驱动。
应当理解,图7示出的仅仅是一种可能的实施方式,在其他实施例中,控制模块、第二驱动电路,以及,第一开关管和第二开关管的型号、参数,以及电路的具体设计方式均可以根据实际使用情况进行设置,本发明实施例对此不进行限制。
进一步,在上述实施例的基础上,本发明实施例还提供了一种电源芯片,如上述开关电源的电源芯片。具体地,该电源芯片包括上述第一开关管、第二开关管,以及,如上述实施例所述的控制电路,该控制电路用于产生驱动信号和第二驱动信号,所述驱动信号用于驱动第一开关管的导通和关断,所述第二驱动信号用于驱动第二开关管的导通和关断。
本发明实施例提供的应用于开关电源的驱动方法、控制电路以及电源芯片,与上述实施例提供的驱动电路具有相同的技术特征,所以也能解决相同的技术问题,达到相同的技术效果。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的控制电路以及电源芯片的具体工作过程,可以参考前述实施例中的对应过程,在此不再赘述。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是:以上实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种应用于开关电源的驱动电路,所述开关电源包括第一开关管和第二开关管,其特征在于,所述驱动电路包括:
至少一个电平检测单元,每个所述电平检测单元耦接所述第一开关管和所述第二开关管的公共节点SW,用于检测所述公共节点SW上的电压信号,并根据所述公共节点SW上的电压信号和该电平检测单元对应的预设电压产生一个驱动调节信号;以及
驱动单元,接收第一控制信号和至少一个驱动调节信号,并根据所述第一控制信号和所述至少一个驱动调节信号产生驱动信号,并将所述驱动信号送至所述第一开关管的控制端用于驱动所述第一开关管,其中,所述第一控制信号用于控制所述第一开关管的导通和关断,所述至少一个驱动调节信号用于在关断所述第一开关管时调节所述驱动信号的值。
2.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,每个所述电平检测单元对应的预设电压不同。
3.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,每个所述电平检测单元包括第一检测管、检测电阻和第二检测管;
所述第一检测管的第一端耦接对应的预设电压,所述第一检测管的第二端、所述检测电阻的第一端和所述第二检测管的控制端耦接在一起;
所述第一检测管的控制端、所述检测电阻的第二端和所述第二检测管的第二端耦接至公共节点SW;
所述第二检测管的第一端通过电流源耦接供电电压;第二检测管的第一端作为电平检测单元的输出端提供对应的驱动调节信号。
4.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述驱动电路还包括设置在所述电平检测单元和所述驱动单元之间的缓冲电路;
所述缓冲电路用于接收所述驱动调节信号,并对所述驱动调节信号整形后输出新的驱动调节信号;
所述驱动单元将根据所述第一控制信号和所述新的驱动调节信号产生所述驱动信号。
5.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于,所述驱动单元包括:
最小电流产生模块,具有第一端、第二端和第三端;所述最小电流产生模块的第一端接收所述第一控制信号,所述最小电流产生模块的第二端耦接公共节点SW,所述最小电流产生模块的第三端耦接所述第一开关管的控制端;
至少一个调节电流产生模块,每个所述调节电流产生模块具有第一端、第二端和第三端,每个所述调节电流产生模块的第一端接收所述第一控制信号,每个所述调节电流产生模块的第三端耦接所述第一开关管的控制端;以及
至少一个电流调节开关,每个所述电流调节开关和每个所述调节电流产生模块一一对应,每个所述电流调节开关具有第一端、第二端和控制端,每个所述电流调节开关的第一端耦接对应的所述调节电流产生模块的第二端,每个所述电流调节开关的第二端耦接公共节点SW,每个所述电流调节开关的控制端接收对应的驱动调节信号。
6.根据权利要求5所述的驱动电路,其特征在于,所述最小电流产生模块包括依次连接的第三开关管和第四开关管;
其中,所述第三开关管的第一端与所述第四开关管的第一端连接,且该公共连接点对应所述最小电流产生模块的第三端;
所述第三开关管的第二端连接至供电电压;所述第四开关管的第二端作为所述最小电流产生模块的第二端;
所述第三开关管和所述第四开关管的控制端耦接至所述最小电流产生模块的第一端。
7.根据权利要求5所述的驱动电路,其特征在于,所述调节电流产生模块包括依次连接的第五开关管和第六开关管;
其中,所述第五开关管的第一端与所述第六开关管的第一端连接,且该公共连接点对应所述调节电流产生模块的第三端;
所述第五开关管的第二端连接至供电电压;所述第六开关管的第二端作为所述调节电流产生模块的第二端;
所述第五开关管和所述第六开关管的控制端耦接至所述调节电流产生模块的第一端。
8. 一种应用于开关电源的驱动方法,所述开关电源包括第一开关管和第二开关管,其特征在于,所述驱动方法包括:
检测所述第一开关管和所述第二开关管的公共节点SW上的电压信号,并根据所述公共节点SW上的电压信号和至少一个预设电压产生至少一个驱动调节信号;以及
接收第一控制信号和所述至少一个驱动调节信号,并根据所述第一控制信号和所述至少一个驱动调节信号产生驱动信号,并将所述驱动信号送至第一开关管的控制端以驱动所述第一开关管,其中,所述第一控制信号用于控制所述第一开关管的导通和关断,所述至少一个驱动调节信号用于在关断所述第一开关管时调节所述驱动信号的值。
9.一种应用于开关电源的控制电路,所述开关电源包括第一开关管和第二开关管,其特征在于,所述控制电路包括:
控制模块,用于根据开关电源的输出电压产生第一控制信号和第二控制信号,所述第一控制信号用于控制所述第一开关管的导通和关断,所述第二控制信号用于控制所述第二开关管的导通和关断;
如权利要求1~7任一项所述的驱动电路,用于根据第一控制信号产生驱动信号,所述驱动信号用于驱动第一开关管;以及
第二驱动电路,用于根据第二控制信号产生第二驱动信号,所述第二驱动信号用于驱动第二开关管。
10.一种电源芯片,其特征在于,包括:
第一开关管;
第二开关管;以及
如权利要求9所述的控制电路,用于产生驱动信号和第二驱动信号,所述驱动信号用于驱动第一开关管,所述第二驱动信号用于驱动第二开关管。
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