CN213043652U - 一种功放驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及功放驱动领域，涉及到一种功放驱动电路。包括：一第一电路，所述第一电路中包括一第一场效应管，所述第一场效应管的漏极与一滞后电路连接；所述滞后电路包括：一第二电路包括一第二场效应管；一第三电路，与所述第二电路并联，包括一第三场效应管；所述第四电路，包括一第四场效应管，所述第四场效应管的漏极与所述第二端连接，所述第四场效应管的源极与一接地端连接；所述第一场效应管、所述第二场效应管、所述第一场效应管和所述第一场效应管的栅极均连接一控制信号输入端。上述技术方案的有益效果是：稳定地控制边沿升降，缩小工艺制作尺寸，降低经济成本。

Description

一种功放驱动电路

技术领域

本实用新型涉及功放驱动领域，涉及到一种功放驱动电路。

背景技术

实际生活中常需要音响装置进行音频播放，常采用D类功放电路对音频信号进行放大，而D类功放的输出常采用H桥全桥输出电路，如图1所示，将扬声器设置在差分输出级之间。由于全桥输出的是同频的PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)脉冲，其中的V和I的突变会导致EMI (Electromagnetic Interference，电磁干扰)辐射，因此H桥的输出，也就是驱动电路需要满足：(1)控制边沿速度；(2)控制达到一定的必要死区时间； (3)尽量降低死区时间带来的功放非线性失真。

现有技术中，如图2所示，在MP2管、MN2管对MP1管和MN1管进行充放电的过程中，利用MP3管和MN3管让主功率管在切换状态时具有一段共同弱导通的时刻。

然而，现有技术中，首先考虑到MP1和MN1功率管的面积较大，需要设置较大栅极的驱动电流，其次在电路设计中必须控制栅极电压上升沿和下降沿速率，需要设置较大的电流源进行驱动，而电流源又需要在电路上多次的电流镜的镜像。上述原因均导致驱动电路的芯片面积相对比较大，大大提高了驱动电路的经济成本。

发明内容

针对上述的现有技术的缺陷，本实用新型提供一种功放驱动电路，其特征在于，包括：

一第一电路，所述第一电路中包括一第一场效应管，所述第一场效应管的源极与一电源输入端连接，所述第一场效应管的漏极与一滞后电路连接；

所述滞后电路，所述滞后电路的第一端与所述第一电路连接，所述滞后电路的第二端与一第四电路连接，所述滞后电路包括：

一第二电路，所述第二电路中包括一第二场效应管，所述第二场效应管的源极与所述第一端连接，所述第二场效应管的漏极与所述第二端连接；

一第三电路，与所述第二电路并联，所述第三电路中包括一第三场效应管，所述第三场效应管的漏极与所述第一端连接，所述第三场效应管的源极与所述第二端连接；

所述第四电路，包括一第四场效应管，所述第四场效应管的漏极与所述第二端连接，所述第四场效应管的源极与一接地端连接；

所述第一场效应管、所述第二场效应管、所述第一场效应管和所述第一场效应管的栅极均连接一控制信号输入端。

优选的，所述第一电路中还包括：

一第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一场效应管的漏极连接，所述第一电阻的另一端与所述第一端连接。

优选的，所述第一场效应管为P沟道增强型场效应管。

优选的，所述第二电路中还包括：

一第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二场效应管的漏极连接，所述第二电阻的另一端与所述第二端连接。

优选的，所述第二场效应管为P沟道增强型场效应管。

优选的，所述第三电路中还包括：

一第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第三场效应管的漏极连接。

优选的，所述第三场效应管为N沟道增强型场效应管。

优选的，所述第四电路中还包括：

一第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二端接，所述第四电阻的另一端与所述第四场效应管的漏极连接。

优选的，所述第四场效应管为P沟道增强型场效应管。

优选的，还包括一负载电路，所述负载电路中包括：

一第五场效应管，所述第五场效应管的源极与所述电源输入端连接，所述第五场效应管的栅极与所述第一端连接；

一第六场效应管，所述第六场效应管的源极与所述接地端连接，所述第五场效应管的栅极与所述第二端连接；

一扬声器，所述扬声器的一端分别与所述第五场效应管的漏极、第六场效应管的漏极连接，所述扬声器的另一端与所述接地端连接。

上述技术方案的有益效果是：稳定地控制边沿升降，缩小工艺制作尺寸，降低经济成本。

附图说明

图1为一种H桥全桥输出电路图；

图2为现有技术中常用的一种驱动电路示意图；

图3为本实用新型的一种较优实施例中的功放驱动电路示意图；

图4为本实用新型的一种较优实施例中的控制信号示意图；

图5为本实用新型的一种较优实施例中的第一端和第二端电压示意图；

图6为本实用新型的一种较优实施例中的尺寸示意图；

图7为本实用新型的一种较优实施例中的负载电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种功放驱动电路，如图3所示，包括：

一第一电路S1，第一电路S1中包括一第一场效应管PM1，第一场效应管PM1的源极与一电源输入端VDD连接，第一场效应管PM1的漏极与一滞后电路连接；

滞后电路，滞后电路的第一端DRV_PP与第一电路S1连接，滞后电路的第二端DRV_PN与一第四电路S4连接，滞后电路包括：

一第二电路S2，第二电路S2中包括一第二场效应管PM2，第二场效应管PM2的源极与第一端DRV_PP连接，第二场效应管PM2的漏极与第二端 DRV_PN连接；

一第三电路S3，与第二电路S2并联，第三电路S3中包括一第三场效应管NM2，第三场效应管NM2的漏极与第一端DRV_PP连接，第三场效应管 NM2的源极与第二端DRV_PN连接；

第四电路S4，包括一第四场效应管NM1，第四场效应管NM1的漏极与第二端DRV_PN连接，第四场效应管NM1的源极与一接地端连接；

第一场效应管PM1、第二场效应管PM2、第一场效应管PM1和第一场效应管PM1的栅极均连接一控制信号输入端。

具体地，为满足驱动电路的工作要求同时解决现有技术中存在的技术问题，于驱动电路中设置第一电路S1、第二电路S2、第三电路S3和第四电路 S4，并设置一控制信号输入端分别与第一场效应管PM1、第二场效应管PM2、第三场效应管NM2和第四场效应管NM1连接，控制场效应管的导通和截止，实现功率管的驱动。

其中，第一电路S1中设置第一场效应管PM1，并且第一场效应管PM1 的源极与电源输入端VDD连接，栅极与控制信号输入端连接，漏极与第一电阻R1连接；第二电路S2中设置第二场效应管PM2，并且第二场效应管PM2的源极与第一端DRV_PP连接，栅极与控制信号输入端连接，漏极与第二电阻R2连接；第三电路S3中设置第三场效应管NM2，并且第三场效应管NM2的漏极与第一端DRV_PP连接，栅极与控制信号输入端连接，源极与第二电阻R2连接；第四电路S4中设置第四场效应管NM1，并且第四场效应管NM1的漏极与第二端DRV_PN连接，栅极与控制信号输入端连接，源极与接地端连接。

当控制信号输入端输入低电平信号时，第一场效应管PM1的栅极接收到低电平信号，此时的源极与电源输入端VDD连接，满足导通条件，因此，第一场效应管PM1导通，电流通过第一场效应管PM1至第一端DRV_PP，第一端DRV_PP的电压上升，具有一个缓慢的上升沿，滞后电路中包括第二场效应管PM2和第三场效应管NM2，此时的第二场效应管PM2的源极与第一端DRV_PP连接，也相应的满足导通条件，因此第二场效应管PM2导通，电流通过第二场效应管PM2流入第二端DRV_PN，此时的第二端DRV_PN 的电压值也相应上升，并且第二端DRV_PN的上升沿相对滞后于第一端 DRV_PP的上升沿。

当控制信号输入端输入高电平信号时，第四场效应管NM1的栅极接收到低电平信号，此时的源极与接地端连接，满足导通条件，因此，第四场效应管NM1导通，完成第二端DRV_PN电压的下拉，电流通过第二端DRV_PN 流入第四场效应管NM1，第二端DRV_PN的电压下降，具有一个缓慢的下降沿，滞后电路中包括第二场效应管PM2和第三场效应管NM2，此时的第三场效应管NM2的源极与第二端DRV_PN连接，也相应的满足导通条件，因此第三场效应管NM2导通，完成第一端DRV_PP电压的下拉，电流通过第一端DRV_PP流入第三场效应管NM2，此时的第一端DRV_PP的电压值也相应下降，并且第二端DRV_PN的下降沿相对领先于第一端DRV_PP的下降沿。

由此，如图4和图5所示，如图4所示的控制信号输入时，经过驱动电路中的第一场效应管PM1、第二场效应管PM2、第三场效应管NM2和第四场效应管NM1的导通控制，能够得到如图5所示的第一端DRV_PP和第二端DRV_PN的电压变化，根据图5可知，驱动电路不仅能够对死区时间进行准确稳定的控制，还能使第一端DRV_PP和第二端DRV_PN具有较缓慢的上升沿和下降沿。

此外，由于本驱动电路不需要设置电流源，也就不需要设置图2的中包含的多个电流的镜像和控制边沿速度的镜像，因此在进行工艺生产中，可以选取符合设计要求中内最小长度的场效应管。如图6所示，A为现有技术中生产所得的实际尺寸，面积常为200um*426um，B为应用本技术方案得到的实际尺寸，面积可缩小为78um*122um，为现有技术面积的11％，由此可见，本技方案能够大幅度缩减工艺制作面积。

本实用新型的一种较优实施例中，第一电路S1中还包括：

一第一电阻R1，第一电阻R1的一端与第一场效应管PM1的漏极连接，第一电阻R1的另一端与第一端DRV_PP连接。

本实用新型的一种较优实施例中，第一场效应管PM1为P沟道增强型场效应管。

本实用新型的一种较优实施例中，第二电路S2中还包括：

一第二电阻R2，第二电阻R2的一端与第二场效应管PM2的漏极连接，第二电阻R2的另一端与第二端DRV_PN连接。

本实用新型的一种较优实施例中，第二场效应管PM2为P沟道增强型场效应管。

本实用新型的一种较优实施例中，第三电路S3中还包括：

一第三电阻R3，第三电阻R3的一端与第一端DRV_PP连接，第一电阻 R1的另一端与第三场效应管NM2的漏极连接。

本实用新型的一种较优实施例中，第三场效应管NM2为N沟道增强型场效应管。

本实用新型的一种较优实施例中，第四电路S4中还包括：

一第四电阻R4，第四电阻R4的一端与第二端DRV_PN接，第四电阻 R4的另一端与第四场效应管NM1的漏极连接。

本实用新型的一种较优实施例中，第四场效应管NM1为P沟道增强型场效应管。

具体地，此处选取不同阻值的四个poly电阻作为驱动电路中的第一电阻 R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，能够在对功率管栅极的边沿进行控制的同时，达到H桥功率级正常工作所需要的驱动电路的要求，即 (1)控制边沿速度；(2)控制达到一定的必要死区时间；(3)尽量降低死区时间带来的功放非线性失真。

此外，相比使用MOS管来控制边沿，实用低温度系数的poly电阻阻值的稳定性确保了边沿控制的稳定度，而如图2中所示的倒比的MOS管阈值的偏差width/length的偏差，Idsat的偏差造成的导通阻抗的偏差，则会远大于电阻。

本实用新型的一种较优实施例中，还包括一负载电路，如图7所示，负载电路中包括：

一第五场效应管MP1，第五场效应管MP1的源极与电源输入端VDD连接，第五场效应管MP1的栅极与第一端DRV_PP连接；

一第六场效应管MN1，第六场效应管MN1的源极与接地端连接，第五场效应管MP1的栅极与第二端DRV_PN连接；

一扬声器LD，扬声器LD的一端分别与第五场效应管MP1的漏极、第六场效应管MN1的漏极连接，扬声器LD的另一端与接地端连接。

具体地，在实际使用中，第五场效应管MP1、第六场效应管MN1作为功率管与与扬声器LD连接，实现扬声器LD的正常工作。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种功放驱动电路，其特征在于，包括：

一第一电路，所述第一电路中包括一第一场效应管，所述第一场效应管的源极与一电源输入端连接，所述第一场效应管的漏极与一滞后电路连接；

所述滞后电路，所述滞后电路的第一端与所述第一电路连接，所述滞后电路的第二端与一第四电路连接，所述滞后电路包括：

一第二电路，所述第二电路中包括一第二场效应管，所述第二场效应管的源极与所述第一端连接，所述第二场效应管的漏极与所述第二端连接；

一第三电路，与所述第二电路并联，所述第三电路中包括一第三场效应管，所述第三场效应管的漏极与所述第一端连接，所述第三场效应管的源极与所述第二端连接；

所述第四电路，包括一第四场效应管，所述第四场效应管的漏极与所述第二端连接，所述第四场效应管的源极与一接地端连接；

所述第一场效应管、所述第二场效应管、所述第一场效应管和所述第一场效应管的栅极均连接一控制信号输入端。

2.根据权利要求1所述的一种功放驱动电路，其特征在于，所述第一电路中还包括：

一第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一场效应管的漏极连接，所述第一电阻的另一端与所述第一端连接。

3.根据权利要求2所述的一种功放驱动电路，其特征在于，所述第一场效应管为P沟道增强型场效应管。

4.根据权利要求1所述的一种功放驱动电路，其特征在于，所述第二电路中还包括：

一第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二场效应管的漏极连接，所述第二电阻的另一端与所述第二端连接。

5.根据权利要求2所述的一种功放驱动电路，其特征在于，所述第二场效应管为P沟道增强型场效应管。

6.根据权利要求1所述的一种功放驱动电路，其特征在于，所述第三电路中还包括：

一第三电阻，所述第三电阻的一端与所述第一端连接，所述第三电阻的另一端与所述第三场效应管的漏极连接。

7.根据权利要求2所述的一种功放驱动电路，其特征在于，所述第三场效应管为N沟道增强型场效应管。

8.根据权利要求1所述的一种功放驱动电路，其特征在于，所述第四电路中还包括：

一第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第二端连接，所述第四电阻的另一端与所述第四场效应管的漏极连接。

9.根据权利要求2所述的一种功放驱动电路，其特征在于，所述第四场效应管为P沟道增强型场效应管。

10.根据权利要求1所述的一种功放驱动电路，其特征在于，还包括一负载电路，所述负载电路中包括：

一第五场效应管，所述第五场效应管的源极与所述电源输入端连接，所述第五场效应管的栅极与所述第一端连接；

一第六场效应管，所述第六场效应管的源极与所述接地端连接，所述第五场效应管的栅极与所述第二端连接；

一扬声器，所述扬声器的一端分别与所述第五场效应管的漏极、第六场效应管的漏极连接，所述扬声器的另一端与所述接地端连接。

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