TWI808718B - 用於開關電源的功率電晶體的驅動方法以及驅動電路 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了一種驅動電路以及驅動方法。本發明實施例的技術方案通過恆壓或恆流分段驅動功率電晶體，在米勒平台時期採用小驅動電流驅動功率電晶體，在米勒平台時期結束後採用大驅動電流驅動功率電晶體，從而能夠最佳化EMI性能，並且降低損耗，提高效率。

Description

用於開關電源的功率電晶體的驅動方法以及驅動電路
本發明涉及電力電子技術，具體涉及驅動電路以及驅動方法。
在開關電源中，功率電晶體通過高頻的開關動作控制能量的傳輸，因此功率電晶體的驅動方式對電源性能有很大的影響。如果驅動能力過強(即驅動電流過大)，功率電晶體的電壓和電流變化會過大，導致嚴重的EMI干擾；如果驅動能力過弱(即驅動電流過小)，功率電晶體的開關速度變慢，導致較大的開關損耗。開關電源通常在功率電晶體的閘極串聯電阻，通過調節該電阻的大小調整功率電晶體的驅動能力。當電阻較大時，驅動電流較小，EMI干擾較小，但功率電晶體的開關損耗較大；當電阻較小時，驅動電流較大，功率電晶體的開關損耗小，但EMI干擾較大。
有鑑於此，本發明實施例提供了一種驅動電路，驅動方法以及開關電源，在改善EMI的同時不會增加損耗。
根據本發明實施例的第一態樣，提供一種用於開關電源的功率電晶體的驅動方法，所述驅動方法包括：當所述功率電晶體的驅動電壓達到第一閾值時，採用小驅動電流驅動所述功率電晶體直至米勒平台結束；以及當米勒平台結束之後，採用大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓上升至第二閾值，其中，所述第一閾值小於米勒平台電壓，所述第二閾值大於所述米勒平台電壓。
較佳地，所述第一閾值根據所述功率電晶體的開啟閾值電壓進行設置。
較佳地，當所述功率電晶體的驅動電壓小於所述第一閾值時，採用大驅動電流驅動所述功率電晶體直至所述功率電晶體的驅動電壓從零上升至所述第一閾值，以縮短所述功率電晶體的開通時間。
較佳地，當所述功率電晶體的驅動電壓小於所述第一閾值時，採用小驅動電流驅動所述功率電晶體，以控制所述功率電晶體的驅動電壓從零上升至所述第一閾值。
較佳地，當所述功率電晶體的驅動電壓達到所述第一閾值時，提供一電流源，以產生小驅動電流驅動所述功率電晶體直至米勒平台時期結束；以及在米勒平台時期結束之後提供與所述電流源並聯耦接的第二恆壓驅動電路，以共同產生大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從所述米勒平台電壓上升至所述第二閾值，其中所述第二恆壓驅動電路 產生所述第二閾值。
較佳地，當所述功率電晶體的驅動電壓小於所述第一閾值時提供與所述電流源並聯連接的第一恆壓驅動電路，以共同產生大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從零上升至所述第一閾值，其中所述第一恆壓驅動電路產生所述第一閾值。
較佳地，在米勒平台時期結束之前，提供一電流源以產生小驅動電流驅動所述功率電晶體；當米勒平台時期結束之後，提供與所述電流源並聯的第二恆壓驅動電路，以共同產生大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從所述米勒平台電壓上升至所述第二閾值，其中所述第二恆壓驅動電路產生所述第二閾值。
較佳地，當所述功率電晶體的驅動電壓達到所述第一閾值時，提供第三恆壓驅動電路，以產生小驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從所述第一閾值上升至第三閾值；以及在所述功率電晶體的驅動電壓達到第三閾值時，提供第二恆壓驅動電路，以產生大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從所述第三閾值上升至第二閾值，其中，所述第二恆壓驅動電路產生所述第二閾值，所述第三恆壓驅動電路產生所述第三閾值。
較佳地，當所述功率電晶體的驅動電壓小於所述第一閾值時，提供第一恆壓驅動電路，以產生大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從零上 升至所述第一閾值，其中所述第一恆壓驅動電路產生所述第一閾值。
較佳地，提供第三恆壓驅動電路以產生小驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從零上升至第三閾值；以及提供第二恆壓驅動電路，以產生大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從所述第三閾值上升至所述第二閾值，其中所述第二恆壓驅動電路產生所述第二閾值，所述第三恆壓驅動電路產生所述第三閾值。
根據本發明實施例的第二態樣，提供一種用於開關電源的功率電晶體的驅動電路，所述驅動電路被配置為當所述功率電晶體的驅動電壓達到第一閾值時，採用小驅動電流驅動所述功率電晶體直至米勒平台時期結束；以及 當米勒平台時期結束之後，採用大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓上升至第二閾值，其中，所述第一閾值小於米勒平台電壓，所述第二閾值大於米勒平台電壓。
較佳地，所述第一閾值根據所述功率電晶體的開啟閾值電壓進行設置。
較佳地，所述驅動電路被配置為當功率電晶體的驅動電壓小於所述第一閾值時，採用大驅動電流驅動所述功率電晶體直至所述功率電晶體的驅動電壓從零上升至所述第一閾值，以縮短所述功率電晶體的開通時間。
較佳地，所述驅動電路被配置為當功率電晶體的驅動 電壓小於所述第一閾值時，採用小驅動電流驅動所述功率電晶體，以控制所述功率電晶體的驅動電壓從零上升至所述第一閾值。
較佳地，所述驅動電路包括：電流源，被配置為在所述功率電晶體的驅動電壓達到所述第一閾值時，產生小驅動電流驅動所述功率電晶體直至米勒平台時期結束；以及第二恆壓驅動電路，與所述電流源並聯耦接，被配置為在米勒平台時期結束之後與所述電流源共同產生大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從所述米勒平台電壓上升至所述第二閾值，其中所述第二恆壓驅動電路產生所述第二閾值。
較佳地，所述驅動電路還包括：第一恆壓驅動電路，與所述電流源並聯耦接，被配置為當功率電晶體的驅動電壓小於所述第一閾值時與所述電流源共同產生大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從零上升至所述第一閾值，其中所述第一恆壓驅動電路產生所述第一閾值。
較佳地，所述驅動電路包括：電流源，被配置為在米勒平台時期結束之前，產生小驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的閘極電壓從零上升至所述米勒平台電壓；以及第二驅動電路，與所述電流源並聯耦接，被配置為在米勒平台時期結束之後與所述電流源共同產生大驅動電流 驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從所述米勒平台電壓上升至所述第二閾值，其中所述第二恆壓驅動電路產生所述第二閾值。
較佳地，所述驅動電路包括：第三恆壓驅動電路，被配置為在所述功率電晶體的驅動電壓達到所述第一閾值時產生小驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從所述第一閾值上升至第三閾值；以及第二恆壓驅動電路，被配置為在所述功率電晶體的驅動電壓達到第三閾值時產生大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從所述第三閾值上升至第二閾值，其中，所述第二恆壓驅動電路產生所述第二閾值，所述第三恆壓驅動電路產生所述第三閾值。
較佳地，所述驅動電路包括：第一恆壓驅動電路，被配置為在所述功率電晶體的驅動電壓達到小於所述第一閾值時產生大驅動電流驅動所述功率電晶體，直至所述功率電晶體的驅動電壓從零上升至所述第一閾值，其中所述第一恆壓驅動電路產生所述第一閾值。
較佳地，所述驅動電路包括：可變阻性元件，與所述電流源的串聯耦接，通過設定其阻值以設定流過所述電流源的電流。
本發明實施例的技術方案通過恆壓或恆流分段驅動功率電晶體，在米勒平台時期採用小驅動電流驅動功率電晶 體，在米勒平台時期結束後採用大驅動電流驅動功率電晶體，從而能夠最佳化EMI性能，並且降低損耗，提高效率。
10:驅動電路
D:漏極
DRV:驅動電壓
GND:參考地
R:可變阻性元件
S1:功率電晶體
VCC:輸入電壓
通過以下參照圖式對本發明實施例的描述，本發明的上述以及其它目的、特徵和優點將更為清楚，在圖式中：[圖1]所示是本發明實施例開關電源的電路圖；[圖2]所示為本發明實施例驅動過程中信號波形圖；[圖3]是本發明第一實施例中驅動電路的電路圖；[圖4]是本發明第一實施例驅動電路的工作波形圖；[圖5]是本發明第二實施例驅動電路的電路圖；[圖6]是本發明第三實施例驅動電路的電路圖；[圖7]是本發明第四實施例驅動電路的電路圖。
以下基於實施例對本發明進行描述，但是本發明並不僅僅限於這些實施例。在下文對本發明的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本發明。為了避免混淆本發明的實質，公知的方法、過程、流程、元件和電路並沒有詳細敘述。
此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的圖式都是為了說明的目的，並且圖式不一定是按比例繪製 的。
同時，應當理解，在以下的描述中，“電路”是指由至少一個元件或子電路通過電氣連接或電磁連接構成的導電回路。當稱元件或電路“連接到”另一元件或稱元件/電路“連接在”兩個節點之間時，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結合。相反，當稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時，意味著兩者不存在中間元件。
除非上下文明確要求，否則整個說明書和申請專利範圍中的“包括”、“包含”等類似詞語應當解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限於”的含義。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”等僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。此外，在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
圖1所示是本發明實施例開關電源的電路圖。本實施例中開關電源包括功率電晶體S1以及驅動電路10。驅動電路10用於控制功率電晶體S1進行導通或關斷，以調節開關電源的輸出電壓或輸出電流。功率電晶體S1的源極可以直接耦接至參考地GND，或者通過採樣電阻等耦接至參考地GND，漏極D連接至開關電源的功率級電路，例如電感等。在應能理解，儘管圖1中功率電晶體S1示出的是n型 MOSFET，功率電晶體S1可以為任意類型的場效應管，在不背離本發明所教示的範圍內，還可以包括本領域技術人員範圍內的其他類型的電晶體。同時控制電路也不僅限於本實施例中的方式，其他具有類似結構或功能的電路也適用於本實施。
驅動電路10可以是積體電路，具有自己的封裝以及相關的輸入和輸出引腳，可以安裝在具有開關電源的電路部件的印刷電路板上，或安裝在相應的積體電路的單個印刷電路板上。驅動電路10包括接收電源電壓VCC的輸入引腳，連接至參考地GND的接地引腳，以及產生驅動電壓DRV的輸出引腳，驅動電路10通過所述輸出引腳持續給功率電晶體S1的閘極充電，驅動電壓DRV不斷上升以控制功率電晶體S1導通。可變阻性元件R連接在輸出引腳和參考地GND之間，用於設置流過所述輸出引腳的驅動電流。
在一種封裝應用中，驅動電路10和功率電晶體S1分別進行封裝。在另一種封裝應用中，驅動電路10和功率電晶體S1被封裝在一起形成一個晶片，以滿足不同的應用需求。
本實施例中驅動電路10被配置為在功率電晶體S1的驅動電壓DRV達到第一閾值時，採用小驅動電流驅動功率電晶體S1的閘極直至米勒平台結束，在米勒平台結束之後，採用大驅動電流驅動功率電晶體S1的閘極，其中所述第一閾值小於米勒平台電壓，所述第二閾值大於所述米勒平台電壓。在本實施例中，第一閾值根據所述功率電晶體的開 啟閾值電壓進行設置，當驅動電壓DRV達到功率電晶體S1的開啟閾值電壓時，功率電晶體S1開始導通。隨著驅動電壓DRV的變化，功率電晶體S1的驅動電壓DRV進入了米勒平台時期，在米勒平台時期功率電晶體S1的驅動電壓DRV在一段時間內不再按原有斜率繼續上升，此時由於米勒效應的存在，功率電晶體S1的漏極電壓較高，功耗明顯，因此在米勒平台時期之前開始採用小驅動電流驅動功率電晶體S1直至米勒平台結束，可以減緩功率電晶體S1的漏極電壓的下降斜率，從而最佳化EMI。當米勒平台結束，功率電晶體S1完全導通，功率電晶體S1漏極電壓很小，功率電晶體S1的導通電阻較小，因此在米勒平台結束後採用大驅動電流驅動功率電晶體S1，導通損耗小，從而提高效率。
在一種實現方式中，驅動電路10被配置為在功率電晶體S1導通過程中實現兩段驅動控制，並且驅動過程包括以下階段：
第一階段：包括功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零開始上升到米勒平台時期結束，具體包括驅動電壓DRV從零開始上升至第一閾值V1，從第一閾值V1上升至米勒平台電壓期間，以及米勒平台時期，在該階段驅動電路10採用低驅動電流驅動功率電晶體S1的閘極。在本實施例中，第一閾值V1根據功率電晶體S1的開啟閾值電壓Vth進行設置，並且開啟閾值電壓Vth略小於米勒平台電壓。
第二階段：包括在米勒平台時期結束之後功率電晶體S1的驅動電壓DRV從米勒平台電壓上升到第二閾值V2期 間，在該階段驅動電路10採用大驅動電流驅動功率電晶體S1的閘極。在本實施例中，第二閾值V2的設置需要折衷考慮功率電晶體S1的導通電阻和驅動損耗。
在另一種實現方式中，驅動電路10被配置為在功率電晶體S1導通過程中實現三段驅動控制，並且驅動過程包括以下階段：
第一階段A：包括功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零開始上升到第一閾值V1期間，在該階段驅動電路10採用大驅動電流驅動功率電晶體S1的閘極。
第二階段B：包括功率電晶體S1的驅動電壓DRV從第一閾值V1上升到米勒平台電壓，以及米勒平台時期，在該階段驅動電路10採用低驅動電流驅動功率電晶體S1的閘極。
第三階段C：包括在米勒平台時期結束之後功率電晶體S1的驅動電壓DRV從米勒平台電壓上升到第二閾值V2，在該階段驅動電路10採用大驅動電流驅動功率電晶體S1的閘極。
圖2所示為本發明實施例驅動過程中信號波形圖。第一階段A：對應波形圖中時間段t1-t2，功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零開始上升，並逐漸上升至第一閾值V1。在時間段t1-t2，驅動電流IDRV為較大的第一電流，功率電晶體S1的漏源電壓Vds基本保持不變。
第二階段B：對應波形圖中時間段t2-t5，在時刻t3功率電晶體S1的驅動電壓DRV從第一閾值V1上升至米勒平台 電壓，然後保持在米勒平台電壓。在時間段t2-t5，驅動電流IDRV為較小的第二電流，以控制功率電晶體S1的漏源電壓Vds緩慢下降，從而最佳化EMI。
在第三階段C，對應波形圖中時間段t5-t6，功率電晶體S1的驅動電壓DRV從米勒平台電壓上升至第二閾值V2，然後保持在第二閾值V2。在時間段t5-t6，驅動電流IDRV為較大的第三電流，功率電晶體S1的漏極電壓很小，功率電晶體S1的導通電阻較小，因此導通損耗小，從而提高效率。應理解，在本實施例中，相較於第二電流，第一電流和第三電流均為大驅動電流，只要大於第二電流即可，並不對電流的幅值進行限制。相較於上述兩段驅動過程，在本實施例驅動過程中功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零上升至第一閾值V1之前採用大電流驅動，這樣可以縮短功率電晶體S1的開通時間，從而提高效率，尤其適用於高頻應用的開關電源。
圖3是本發明第一實施例中驅動電路的電路圖。本實施例中驅動電路被配置為實現三段驅動過程，如圖3所示，驅動電路10包括相互並聯耦接的第一恆壓驅動電路，第二恆壓驅動電路，電流源I，以及開關SW1和SW2。在實施例中，第一恆壓驅動電路產生第一閾值V1，第二恆壓驅動電路產生第二閾值V2。在第一階段A，開關SW1導通，第一恆壓驅動電路和電流源I均並聯在輸入電壓VCC和輸出引腳之間並且同時開始工作，以在所述輸出引腳產生較大的驅動電流驅動功率電晶體S1，使得功率電晶體S1的驅 動電壓DRV從零上升至第一閾值V1。當功率電晶體S1的驅動電壓DRV達到第一閾值V1，第一恆壓驅動電路不再產生驅動電流，僅電流源I繼續提供驅動電流給功率電晶體S1。在第二階段B，僅電流源I工作，以產生較小驅動電流驅動功率電晶體S1，使得功率電晶體S1的驅動電壓DRV由第一閾值V1上升至米勒平台電壓，之後維持在米勒平台電壓。在第三階段C，米勒平台時期結束，開關SW2導通，第二恆壓驅動電路和電流源I均並聯在輸入電壓VCC和輸出引腳之間並且同時開始工作，以在所述輸出引腳產生較大的驅動電流驅動功率電晶體S1，使得功率電晶體S1的驅動電壓DRV由米勒平台電壓上升至第二閾值V2。在本實施例中，開關SW1在所述驅動電路開始工作後一直處於導通狀態，開關SW2在米勒平台時期結束之後導通，可以採用多種控制方式。在一種實現方式中，開關SW2在開關SW1導通第一時間或第一恆壓驅動電路工作第一時間之後受控導通，其中第一時間結束時刻為米勒平台時期結束時刻。在另一種實現方式中，當驅動電路10檢測到功率電晶體S1的驅動電壓DRV達到第一閾值V1時，開關SW2經過第二時間導通，所述第二時間不小於米勒平台的維持時間。在本實施例中，電流源I產生的驅動電流可以通過可變阻性元件R設置。所述可變阻性元件R一端連接驅動電壓DRV，一端連接至參考地，根據可變阻性元件R的阻值大小可以確定電流源I產生的電流，以更好地在EMI和導通損耗之間進行折衷，同時能夠滿足不同應用場合。
圖4是本發明第一實施例驅動電路的工作波形圖。如圖4所示，在t1時刻，開關SW1的控制信號VSW1切換至有效狀態，控制開關SW1導通，第一恆壓驅動電路和電流源I共同產生較大驅動電流驅動功率電晶體S1，功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零開始上升。在t2時刻，功率電晶體S1的驅動電壓DRV上升至第一閾值V1，第一恆壓驅動電路不再產生驅動電流，此後電流源I產生較小驅動電流驅動功率電晶體S1。在t3時刻，功率電晶體S1的驅動電壓DRV上升至米勒平台電壓，米勒平台一直維持至t5時刻。在t5時刻，驅動電路10在開關SW1導通第一時間Td後控制SW2的控制信號VSW2切換至有效狀態，以控制開關SW2導通，第二恆壓驅動電路和電流源I共同產生較大的驅動電流以驅動功率電晶體S1，使得功率電晶體S1的驅動電壓DRV從米勒平台電壓快速上升。在t6時刻，功率電晶體S1的驅動電壓DRV上升至第二閾值V2，並保持不變。
圖5是本發明第二實施例驅動電路的電路圖。本實施例中驅動電路被配置為實現兩段驅動過程，如圖5所示，驅動電路10包括相互並聯耦接的第二恆壓驅動電路和電流源I，以及開關SW2。在本實施例中，第二恆壓驅動電路產生第二閾值V2。在第一階段，電流源I並聯在輸入電壓VCC和輸出引腳之間，以在輸出引腳產生較小的驅動電流驅動功率電晶體S1，使得功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零開始上升。當功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零上升至米勒平台電壓，並在米勒平台時期結束之後進入第二階 段。在第二階段，開關SW2導通，第二恆壓驅動電路和電流源I均並聯在輸入電壓VCC和輸出引腳之間，以共同在所述輸出引腳產生較大的驅動電流驅動功率電晶體S1。在該階段驅動電壓DRV由米勒平台電壓上升至第二閾值V2。在本實施例中，開關SW2在米勒平台時期結束之後導通，可以採用多種控制方式。在一種實現方式中，開關SW2在電流源I工作所述第一時間之後受控導通。在另一種實現方式中，當驅動電路10檢測到功率電晶體S1的驅動電壓DRV達到米勒平台電壓時，開關SW2經過第三時間導通，所述第三時間不小於米勒平台的維持時間。
圖6是本發明第三實施例驅動電路的電路圖。本實施例中驅動電路被配置為採用恆壓電路實現三段驅動過程，如圖6所示，驅動電路10包括相互並聯耦接的第一恆壓驅動電路，第二恆壓驅動電路和第三恆壓驅動電路，以及開關SW，SW1-SW2。在本實施例中，第一恆壓驅動電路產生所述第一閾值V1，第二恆壓驅動電路產生所述第二閾值V2，第三恆壓驅動電路產生第三閾值，其中所述第三閾值略大於米勒平台電壓。在第一階段，開關SW1導通，第一恆壓驅動電路並聯在輸入電壓VCC和輸出引腳之間，以在輸出引腳產生較大的驅動電流驅動功率電晶體S1，使得功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零開始上升。當功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零開始上升至所述第一閾值V1時第一階段結束，此後進入第二階段，第一恆壓驅動電路不再產生驅動電流。在第二階段，開關SW導通，第三恆壓驅動 電路並聯在輸入電壓VCC和輸出引腳之間並且開始工作，以在所述輸出引腳產生較小的驅動電流驅動功率電晶體S1。在該階段功率電晶體S1的驅動電壓DRV由所述第一閾值V1上升至米勒平台電壓，再從米勒平台電壓上升至所述第三閾值，此後進入第三階段，此時第三恆壓驅動電路不再產生驅動電流。在第三階段，開關SW2導通，第二恆壓驅動電路並聯在輸入電壓VCC和輸出引腳之間並且開始工作，以在所述輸出引腳產生較大的驅動電流驅動功率電晶體S1。在該階段，功率電晶體S1的驅動電壓DRV由所述第三閾值上升至第二閾值V2，並保持在第二閾值V2。
圖7是本發明第四實施例驅動電路的電路圖。本實施例中驅動電路被配置為採用恆壓電路實現兩段驅動過程，如圖7所示，驅動電路10包括並聯耦接的第二恆壓驅動電路和第三恆壓驅動電路，以及開關SW和SW2。在本實施例中，第三恆壓驅動電路產生第三閾值，第二恆壓驅動電路產生第二閾值V2，其中所述第三閾值略大於米勒平台電壓，所述第二閾值V2大於所述第三閾值，所述第二閾值V2的設置需要折衷考慮功率電晶體S1的導通電阻和驅動損耗。在第一階段，開關SW導通，第三恆壓驅動電路並聯在輸入電壓VCC和輸出引腳之間，以在輸出引腳產生較小的驅動電流驅動功率電晶體S1，使得功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零開始上升。當功率電晶體S1的驅動電壓DRV從零開始上升至米勒平台電壓，並且從米勒電壓上升至所述第三閾值時進入第二階段，第三恆壓驅動電路不再 產生驅動電流。在第二階段，開關SW2導通，第二恆壓驅動電路並聯在輸入電壓VCC和輸出引腳之間並且開始工作，以在所述輸出引腳產生較大的驅動電流驅動功率電晶體S1。在該階段功率電晶體S1的驅動電壓DRV由第三閾值上升至第二閾值V2，並保持在第二閾值V2。
本實施例中驅動電路通過恆壓或恆流分段驅動功率電晶體，在米勒平台時期採用小驅動電流驅動功率電晶體，在米勒平台時期結束後採用大驅動電流驅動功率電晶體，從而能夠最佳化EMI性能，並且降低損耗，提高效率。
需要注意的是，本發明中關於“大驅動電流、小驅動電流”中所述的“大”和“小”是二者相對而言的，並不對電流幅值進行限制。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用於限制本發明，對於本領域技術人員而言，本發明可以有各種改動和變化。凡在本發明的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
10:驅動電路
D:漏極
DRV:驅動電壓
GND:參考地
R:可變阻性元件
S1:功率電晶體
VCC:輸入電壓

Claims (18)

  1. 一種用於開關電源的功率電晶體的驅動方法，其特徵在於，包括：當該功率電晶體的驅動電壓達到第一閾值時，採用小驅動電流驅動該功率電晶體直至米勒平台結束；以及當米勒平台結束之後，採用大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓上升至第二閾值，其中，該第一閾值小於米勒平台電壓，該第二閾值大於該米勒平台電壓，其中，當該功率電晶體的驅動電壓達到該第一閾值時，提供第三恆壓驅動電路，以產生小驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從該第一閾值上升至第三閾值；以及其中，在該功率電晶體的驅動電壓達到第三閾值時，提供第二恆壓驅動電路，以產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從該第三閾值上升至第二閾值，其中，該第二恆壓驅動電路產生該第二閾值，該第三恆壓驅動電路產生該第三閾值。
  2. 根據請求項1所述的驅動方法，其中，該第一閾值根據該功率電晶體的開啟閾值電壓進行設置。
  3. 根據請求項1所述的驅動方法，其中，當該功率電晶體的驅動電壓小於該第一閾值時，採用大驅動電流驅動該功率電晶體直至該功率電晶體的驅動電壓從零上升至該第一閾值，以縮短該功率電晶體的開通時間。
  4. 根據請求項1所述的驅動方法，其中，當該功率電晶體的驅動電壓小於該第一閾值時，採用小驅動電流驅動該功率電晶體，以控制該功率電晶體的驅動電壓從零上升至該第一閾值。
  5. 根據請求項1所述的驅動方法，其中，當該功率電晶體的驅動電壓達到該第一閾值時，提供一電流源，以產生小驅動電流驅動該功率電晶體直至米勒平台時期結束；以及在米勒平台時期結束之後提供與該電流源並聯耦接的第二恆壓驅動電路，以共同產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從該米勒平台電壓上升至該第二閾值，其中該第二恆壓驅動電路產生該第二閾值。
  6. 根據請求項5所述的驅動方法，其中，當該功率電晶體的驅動電壓小於該第一閾值時提供與該電流源並聯連接的第一恆壓驅動電路，以共同產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從零上升至該第一閾值，其中該第一恆壓驅動電路產生該第一閾值。
  7. 根據請求項1所述的驅動方法，其中，在米勒平台時期結束之前，提供一電流源以產生小驅動電流驅動該功率電晶體；當米勒平台時期結束之後，提供與該電流源並聯的第二恆壓驅動電路，以共同產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從該米 勒平台電壓上升至該第二閾值，其中該第二恆壓驅動電路產生該第二閾值。
  8. 根據請求項1所述的驅動方法，其中，當該功率電晶體的驅動電壓小於該第一閾值時，提供第一恆壓驅動電路，以產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從零上升至該第一閾值，其中該第一恆壓驅動電路產生該第一閾值。
  9. 根據請求項1所述的驅動方法，其中，提供第三恆壓驅動電路以產生小驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從零上升至第三閾值；以及提供第二恆壓驅動電路，以產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從該第三閾值上升至該第二閾值，其中該第二恆壓驅動電路產生該第二閾值，該第三恆壓驅動電路產生該第三閾值。
  10. 一種用於開關電源的功率電晶體的驅動電路，其特徵在於，該驅動電路被配置為當該功率電晶體的驅動電壓達到第一閾值時，採用小驅動電流驅動該功率電晶體直至米勒平台時期結束；以及當米勒平台時期結束之後，採用大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓上升至第二閾值，其中，該第一閾值小於米勒平台電壓，該第二閾值大於米勒平台電壓，其中，該驅動電路被配置為當功率電晶體的驅動電壓小於該第一閾值時，採用小驅動電流驅動該功率電晶體， 以控制該功率電晶體的驅動電壓從零上升至該第一閾值。
  11. 根據請求項10所述的驅動電路，其中，該第一閾值根據該功率電晶體的開啟閾值電壓進行設置。
  12. 根據請求項10所述的驅動電路，其中，該驅動電路被配置為當功率電晶體的驅動電壓小於該第一閾值時，採用大驅動電流驅動該功率電晶體直至該功率電晶體的驅動電壓從零上升至該第一閾值，以縮短該功率電晶體的開通時間。
  13. 根據請求項10所述的驅動電路，其中，該驅動電路包括：電流源，被配置為在該功率電晶體的驅動電壓達到該第一閾值時，產生小驅動電流驅動該功率電晶體直至米勒平台時期結束；以及第二恆壓驅動電路，與該電流源並聯耦接，被配置為在米勒平台時期結束之後與該電流源共同產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從該米勒平台電壓上升至該第二閾值，其中該第二恆壓驅動電路產生該第二閾值。
  14. 根據請求項13所述的驅動電路，其中，該驅動電路還包括：第一恆壓驅動電路，與該電流源並聯耦接，被配置為當功率電晶體的驅動電壓小於該第一閾值時與該電流源共同產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從零上升至該第一閾值，其中該第一恆壓驅動 電路產生該第一閾值。
  15. 根據請求項10所述的驅動電路，其中，該驅動電路包括：電流源，被配置為在米勒平台時期結束之前，產生小驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的閘極電壓從零上升至該米勒平台電壓；以及第二驅動電路，與該電流源並聯耦接，被配置為在米勒平台時期結束之後與該電流源共同產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從該米勒平台電壓上升至該第二閾值，其中該第二恆壓驅動電路產生該第二閾值。
  16. 根據請求項10所述的驅動電路，其中，該驅動電路包括：第三恆壓驅動電路，被配置為在該功率電晶體的驅動電壓達到該第一閾值時產生小驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從該第一閾值上升至第三閾值；以及第二恆壓驅動電路，被配置為在該功率電晶體的驅動電壓達到第三閾值時產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從該第三閾值上升至第二閾值，其中，該第二恆壓驅動電路產生該第二閾值，該第三恆壓驅動電路產生該第三閾值。
  17. 根據請求項10所述的驅動電路，其中，該驅動電路包括： 第一恆壓驅動電路，被配置為在該功率電晶體的驅動電壓達到小於該第一閾值時產生大驅動電流驅動該功率電晶體，直至該功率電晶體的驅動電壓從零上升至該第一閾值，其中該第一恆壓驅動電路產生該第一閾值。
  18. 根據請求項13或15所述的驅動電路，其中，該驅動電路包括：可變阻性元件，與該電流源的串聯耦接，通過設定其阻值以設定流過該電流源的電流。
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