本發(fā)明涉及交流轉(zhuǎn)直流控制領(lǐng)域，特別是涉及一種柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法。
背景技術(shù)：
功率mosfet在交流轉(zhuǎn)直流(ac-dc)轉(zhuǎn)換器中是常用的開關(guān)器件。而性能優(yōu)秀的驅(qū)動(dòng)電路可以為轉(zhuǎn)換器可靠的開關(guān)控制、系統(tǒng)高效率及低電磁干擾等做出極大的貢獻(xiàn)。轉(zhuǎn)換器高效率一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是功率mosfet的低開關(guān)損耗。而低開關(guān)損耗和低電磁干擾(emi)在原理上是相互制約的。一般來說，驅(qū)動(dòng)能力越強(qiáng)，開關(guān)速度越快，則相應(yīng)的開關(guān)損耗越低。較快的開關(guān)速度意味著功率mosfet漏端較高的dv/dt，而較高的dv/dt導(dǎo)致較強(qiáng)的emi輻射能量。如果減弱驅(qū)動(dòng)能力，emi固然可以下降，但功率mosfet的導(dǎo)通和關(guān)斷速度變慢，電壓電流交越損耗變大，轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)效率降低，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致較大發(fā)熱，帶來安全及壽命縮短等問題。因此選取“合適的驅(qū)動(dòng)能力”對(duì)柵極驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)是極為關(guān)鍵的。
如圖1所示為隔離反激式交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器1，220v的交流輸入通過整流濾波電路11得到直流高壓，直流高壓連接到變壓器t的原邊繞組w1的一端，原邊繞組w1的另一端接功率開關(guān)管m的漏端，功率開關(guān)管m的源端通過采樣電阻rcs接地，功率開關(guān)管m的柵極接控制芯片12內(nèi)柵極驅(qū)動(dòng)電路122的輸出端gd。副邊繞組w2一端接肖特基二極管d2的陽極，另一端和輸出的參考地短接，肖特基二極管d2的陰極接輸出端，輸出端和其參考地間并聯(lián)電容cout來濾除高頻開關(guān)紋波。變壓器t的第三繞組w3(通常也叫輔助繞組)的一端接地，另一端接到二極管d1的陽極，二極管的陰極接到芯片vdd端，vdd到地間接電容cvdd作為旁路電容。在控制芯片12內(nèi)部，信號(hào)處理控制模塊121輸入采樣電壓、電流信號(hào)，輸出開關(guān)邏輯控制信號(hào)到柵極驅(qū)動(dòng)模塊122，柵極驅(qū)動(dòng)模塊122輸出端連接到功率開關(guān)管m的柵極。功率開關(guān)管m導(dǎo)通的米勒平臺(tái)內(nèi)，功率開關(guān)管m的漏端電壓迅速下降，貢獻(xiàn)了大部分的dv/dt，因此控制emi即控制米勒平臺(tái)時(shí)間。在傳統(tǒng)的柵極驅(qū)動(dòng)電路122中，米勒平臺(tái)的時(shí)間只和電源電壓vdd相關(guān)，而且是近似平方的關(guān)系，由于控制芯片12使用第三繞組w3供電，電源電壓vdd隨輸出電壓vout和功率變化較大，因此，米勒平臺(tái)的時(shí)間隨vdd變化相當(dāng)劇烈，不易于設(shè)計(jì)選取“合適的驅(qū)動(dòng)能力”，有時(shí)低開關(guān)損耗和低emi不得不舍棄一個(gè)，柵極驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)存在極大的挑戰(zhàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中“合適的驅(qū)動(dòng)能力”選取困難的問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種柵極驅(qū)動(dòng)電路，所述柵極驅(qū)動(dòng)電路至少包括：
死區(qū)時(shí)間控制模塊、延遲模塊、第一反相器、鉗位模塊、第二反相器、主驅(qū)動(dòng)下管、預(yù)驅(qū)動(dòng)管以及主驅(qū)動(dòng)上管；
所述死區(qū)時(shí)間控制模塊接收開關(guān)邏輯控制信號(hào)，根據(jù)所述開關(guān)邏輯控制信號(hào)產(chǎn)生非交疊的第一控制信號(hào)及第二控制信號(hào)；
所述主驅(qū)動(dòng)下管的柵端接收所述第一控制信號(hào)，源端接地，漏端作為輸出端；
所述第一反相器連接于所述死區(qū)時(shí)間控制模塊的輸出端，對(duì)所述第二控制信號(hào)進(jìn)行反相處理；
所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵端接收所述第二控制信號(hào)的反信號(hào)，漏端連接電源電壓，源端與所述主驅(qū)動(dòng)下管的漏端相連；
所述延遲模塊接收所述開關(guān)邏輯控制信號(hào)，并產(chǎn)生第三控制信號(hào)和第四控制信號(hào)；
所述第二反相器接收所述第三控制信號(hào)，并對(duì)所述第三控制信號(hào)進(jìn)行反相處理；
所述主驅(qū)動(dòng)上管接收所述第三控制信號(hào)的反信號(hào)，漏端連接電源電壓，源端與所述主驅(qū)動(dòng)下管的漏端相連；
所述鉗位模塊的一端連接所述第一反相器的輸出端，另一端接地，受所述第四控制信號(hào)的控制鉗制所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓，降低電磁干擾的幅度。
優(yōu)選地，所述柵極驅(qū)動(dòng)電路還包括第一電平移位模塊及第二電平移位模塊，所述第一電平移位模塊連接于所述死區(qū)時(shí)間控制模塊的輸入端，用于將輸入的開關(guān)邏輯控制信號(hào)的高電平從第一電位移位到所述電源電壓；所述第二電平移位模塊連接于所述延遲模塊及所述第二反相器之間，用于將所述第三控制信號(hào)的高電平從第一電位移位到所述電源電壓。
優(yōu)選地，所述第一反相器及所述第二反相器包括nmos管、電阻以及pmos管；nmos管的源端接地，漏端連接電阻并作為信號(hào)輸出端，電阻的另一端連接pmos管的漏端，pmos管的源端連接電源電壓，nmos管和pmos管的柵端作為信號(hào)輸入端。
優(yōu)選地，所述鉗位模塊包括穩(wěn)壓管及nmos管，所述穩(wěn)壓管的陰極連接所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵端，陽極連接nmos管的漏端，nmos管的源端接地，柵端接收所述第四控制信號(hào)。
優(yōu)選地，所述主驅(qū)動(dòng)下管、所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管及所述主驅(qū)動(dòng)上管為nmos管。
優(yōu)選地，所述主驅(qū)動(dòng)上管的尺寸大于所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管；所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管為所述功率開關(guān)管提供驅(qū)動(dòng)電流；所述主驅(qū)動(dòng)上管快速拉升所述功率開關(guān)管的柵極電壓，減小導(dǎo)通損耗。
為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種柵極驅(qū)動(dòng)方法，應(yīng)用上述柵極驅(qū)動(dòng)電路，所述柵極驅(qū)動(dòng)方法包括：
導(dǎo)通功率開關(guān)管：關(guān)斷主驅(qū)動(dòng)下管，隨后導(dǎo)通預(yù)驅(qū)動(dòng)管，同時(shí)將所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓鉗制于鉗制電壓處，隨著所述功率開關(guān)管的柵漏電壓上升，所述功率開關(guān)管開始導(dǎo)通，隨后進(jìn)入米勒平臺(tái)，米勒平臺(tái)結(jié)束后解除對(duì)所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓的鉗制，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓上升，主驅(qū)動(dòng)上管導(dǎo)通，所述功率開關(guān)管的柵漏電壓迅速上升，所述功率開關(guān)管完全導(dǎo)通；
關(guān)斷功率開關(guān)管：關(guān)斷所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管及所述主驅(qū)動(dòng)上管，隨后導(dǎo)通所述主驅(qū)動(dòng)下管，所述功率開關(guān)管的柵漏電壓迅速下降，隨后進(jìn)過米勒平臺(tái)后逐漸下降直至所述功率開關(guān)管完全關(guān)斷。
優(yōu)選地，通過一脈沖信號(hào)使能鉗位模塊，對(duì)所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓進(jìn)行鉗制，所述脈沖信號(hào)的寬度為所述主驅(qū)動(dòng)上管相對(duì)于所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管延遲的導(dǎo)通時(shí)間。
優(yōu)選地，所述鉗制電壓滿足如下關(guān)系式：vthmnh1＜vset＜vdd，其中，vthmnh1為預(yù)驅(qū)動(dòng)管的閾值電壓，vset為鉗制電壓，vdd為電源電壓。
如上所述，本發(fā)明的柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法，具有以下有益效果：
本發(fā)明的柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法中引入一個(gè)在預(yù)驅(qū)動(dòng)管單獨(dú)導(dǎo)通時(shí)間同步的脈沖，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，控制預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓鉗位在固定電位，即使電源電壓變化，預(yù)驅(qū)動(dòng)管的驅(qū)動(dòng)電流近似為恒流，米勒平臺(tái)時(shí)間、功率開關(guān)管漏端的dv/dt，及相應(yīng)emi幅度不隨電源電壓變化。
附圖說明
圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的隔離反激式交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器示意圖。
圖2顯示為本發(fā)明的柵極驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3顯示為本發(fā)明的柵極驅(qū)動(dòng)方法的波形示意圖。
元件標(biāo)號(hào)說明
1隔離反激式交流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器
11整流濾波電路
12控制芯片
121信號(hào)處理控制模塊
122柵極驅(qū)動(dòng)模塊
2柵極驅(qū)動(dòng)電路
21第一電平移位模塊
22死區(qū)時(shí)間控制模塊
23第一反相器
24延遲模塊
25第二電平移位模塊
26第二反相器
27鉗位模塊
具體實(shí)施方式
以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
請(qǐng)參閱圖2～圖3。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
如圖2所示，本發(fā)明提供一種柵極驅(qū)動(dòng)電路2，所述柵極驅(qū)動(dòng)電路2至少包括：
第一電平移位模塊21、死區(qū)時(shí)間控制模塊22、第一反相器23、延遲模塊24、第二電平移位模塊25、第二反相器26、鉗位模塊27、主驅(qū)動(dòng)下管mnl、預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1以及主驅(qū)動(dòng)上管mnh2。
如圖2所示，所述第一電平移位模塊21接收開關(guān)邏輯控制信號(hào)pwm，將所述開關(guān)邏輯控制信號(hào)pwm的高電平從第一電位移位到電源電壓vdd。
具體地，在本實(shí)施例中，所述第一電位低于所述電源電壓vdd的電位，設(shè)定為5v。
如圖2所示，所述死區(qū)時(shí)間控制模塊22連接于所述第一電平移位模塊21的輸出端，根據(jù)所述開關(guān)邏輯控制信號(hào)pwm產(chǎn)生非交疊的第一控制信號(hào)dn及第二控制信號(hào)。
具體地，所述第一控制信號(hào)dn和所述第二控制信號(hào)的反信號(hào)up1分別用于控制所述主驅(qū)動(dòng)下管mnl和所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1，使所述主驅(qū)動(dòng)下管mnl和所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1不同時(shí)導(dǎo)通，形成從電源電壓vdd到地gnd的貫通電流。
如圖2所示，所述主驅(qū)動(dòng)下管mnl的柵端接收所述第一控制信號(hào)dn、源端接地gnd、 漏端作為輸出端。
具體地，在本實(shí)施例中，所述主驅(qū)動(dòng)下管mnl為nmos管，為所述功率開關(guān)管的柵極電壓提供下拉的通路。
如圖2所示，所述第一反相器23連接于所述死區(qū)時(shí)間控制模塊22的輸出端，對(duì)所述第二控制信號(hào)進(jìn)行反相處理，得到所述第二控制信號(hào)的反信號(hào)up1。
具體地，在本實(shí)施例中，所述第一反相器23包括第一nmos管mn1、第一電阻r1以及第一pmos管mp1；所述第一nmos管mn1的源端接地gnd、漏端連接所述第一電阻r1并作為信號(hào)輸出端，所述第一電阻r1的另一端連接所述第一pmos管mp1的漏端，所述第一pmos管mp1的源端連接電源電壓vdd；所述第一nmos管mn1和所述第一pmos管mp1的柵端作為信號(hào)輸入端，接收所述第二控制信號(hào)。所述第一反相器23可以是任意能實(shí)現(xiàn)反相功能的電路，不限于本實(shí)施例所列舉的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1的柵端接收所述第二控制信號(hào)的反信號(hào)up1、漏端連接電源電壓vdd、源端與所述主驅(qū)動(dòng)下管mnl的漏端相連。
具體地，在本實(shí)施例中，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1為nmos管，為所述功率開關(guān)管的提供驅(qū)動(dòng)電流。
如圖2所示，所述延遲模塊24接收所述開關(guān)邏輯控制信號(hào)pwm，并產(chǎn)生第三控制信號(hào)和第四控制信號(hào)onpls。
具體地，所述延遲模塊24對(duì)所述開關(guān)邏輯控制信號(hào)pwm進(jìn)行延遲處理，避免時(shí)序混亂。
如圖2所示，所述第二電平移位模塊25接收所述第三控制信號(hào)，并將所述第三控制信號(hào)的高電平從第一電位移位到電源電壓vdd。
具體地，在本實(shí)施例中，所述第一電位低于所述電源電壓vdd的電位，設(shè)定為5v。
如圖2所示，所述第二反相器26接收所述第三控制信號(hào)，并對(duì)所述第三控制信號(hào)進(jìn)行反相處理，得到所述第三控制信號(hào)的反信號(hào)up2。
具體地，在本實(shí)施例中，所述第二反相器26包括第二nmos管mn2、第二電阻r2以及第二pmos管mp2；所述第二nmos管mn2的源端接地gnd、漏端連接所述第二電阻r2并作為信號(hào)輸出端，所述第二電阻r2的另一端連接所述第二pmos管mp2的漏端，所述第二pmos管mp2的源端連接電源電壓vdd；所述第二nmos管mn2和所述第二pmos管mp2的柵端作為信號(hào)輸入端，接收所述第三控制信號(hào)。所述第二反相器26可以是任意能實(shí)現(xiàn)反相功能的電路，不限于本實(shí)施例所列舉的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，所述主驅(qū)動(dòng)上管mnh2接收所述第三控制信號(hào)的反信號(hào)up2、漏端連接電源電壓vdd、源端與所述主驅(qū)動(dòng)下管mnl的漏端相連。
具體地，在本實(shí)施例中，所述主驅(qū)動(dòng)上管mnh2為nmos管，為所述功率開關(guān)管的提供驅(qū)動(dòng)電流。
更具體地，所述主驅(qū)動(dòng)上管mnh2的尺寸大于所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1；所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1為所述功率開關(guān)管提供驅(qū)動(dòng)電流；所述主驅(qū)動(dòng)上管mnh2快速拉升所述功率開關(guān)管的柵極電壓，減小導(dǎo)通損耗。
如圖2所示，所述鉗位模塊27的一端連接所述第一反相器23的輸出端，另一端接地gnd，受所述第四控制信號(hào)onpls的控制鉗制所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1的柵極電壓，減小電磁干擾的幅度。
具體地，所述鉗位模塊27包括穩(wěn)壓管d及第三nmos管mn3，所述穩(wěn)壓管d的陰極連接所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1的柵端、陽極連接所述第三nmos管mn3的漏端，所述第三nmos管mn3的源端接地gnd，柵端接收所述第四控制信號(hào)onpls。當(dāng)所述第四控制信號(hào)onpls為高電平時(shí)，所述鉗位模塊27起效，將所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1的柵極電壓鉗制在設(shè)定的鉗制電壓vset，所述鉗制電壓vset滿足如下關(guān)系式：vthmnh1＜vset＜vdd，其中，vthmnh1為預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1的閾值電壓，vdd為電源電壓。在本實(shí)施例中，所述鉗制電壓vset設(shè)定為12v，即所述穩(wěn)壓管d為12v的穩(wěn)壓管。
如圖3所示，本發(fā)明還提供一種柵極驅(qū)動(dòng)方法，在本實(shí)施例中，基于所述柵極驅(qū)動(dòng)電路2實(shí)現(xiàn)，所述柵極驅(qū)動(dòng)方法包括：
導(dǎo)通功率開關(guān)管：關(guān)斷主驅(qū)動(dòng)下管，隨后導(dǎo)通預(yù)驅(qū)動(dòng)管，同時(shí)將所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓鉗制于鉗制電壓處，隨著所述功率開關(guān)管的柵漏電壓上升，所述功率開關(guān)管開始導(dǎo)通，隨后進(jìn)入米勒平臺(tái)，米勒平臺(tái)結(jié)束后解除對(duì)所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓的鉗制，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓上升，主驅(qū)動(dòng)上管導(dǎo)通，所述功率開關(guān)管的柵漏電壓迅速上升，所述功率開關(guān)管完全導(dǎo)通。
具體地，如圖2～圖3所示，t0時(shí)刻，所述開關(guān)邏輯控制信號(hào)pwm上升沿到來，經(jīng)過延時(shí)在t1時(shí)刻得到第一控制信號(hào)dn的低電平信號(hào)，所述主驅(qū)動(dòng)下管mnl導(dǎo)通，所述功率開關(guān)管的柵極電壓被下拉到地gnd，經(jīng)過延時(shí)在t2時(shí)刻，所述第二控制信號(hào)的反信號(hào)up1和所述第四控制信號(hào)onpls的上升沿到來，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1導(dǎo)通，提供驅(qū)動(dòng)電流給所述功率開關(guān)管的柵極充電，在此過程中，所述鉗位模塊27將所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1的柵極電壓鉗制在鉗制電壓vset處，所述鉗制電壓vset滿足如下關(guān)系式：vthmnh1＜vset＜vdd，其中，vthmnh1為預(yù)驅(qū)動(dòng)管的閾值電壓，在本實(shí)施例中設(shè)定為12v，vdd為電源電壓。所述功率開關(guān)管的柵漏電壓不斷上升，當(dāng)功率開關(guān)管的柵漏電壓上升到所述功率開關(guān)管的閾值電壓vth時(shí)，所述功 率開關(guān)管開始導(dǎo)通。所述功率開關(guān)管的柵漏電壓繼續(xù)上升，直至t3時(shí)刻，所述功率開關(guān)管的柵漏電壓達(dá)到所述功率開關(guān)管的閾值電壓vth和過驅(qū)動(dòng)電壓vod之和時(shí)，進(jìn)入米勒平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)內(nèi)，所述功率開關(guān)管的漏端電壓迅速下降，驅(qū)動(dòng)電流全部給所述功率開關(guān)管的柵漏電容cgd充電，所述功率開關(guān)管的柵源電容cgs得不到充電電流，因此所述功率開關(guān)管的柵漏電壓維持在vth+vod。此時(shí)，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1的柵端驅(qū)動(dòng)電流滿足如下關(guān)系式：
其中，μn為電子遷移率、cox為單位面積的柵氧化層電容，
其中，cgd為功率開關(guān)管的柵漏電容，vd為功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)的電壓。由此可知米勒平臺(tái)的時(shí)間tm與電源電壓vdd無關(guān)，是一個(gè)穩(wěn)定的量。當(dāng)所述功率開關(guān)管的漏端電壓下降到零后，米勒平臺(tái)區(qū)間結(jié)束(t4時(shí)刻)，所述第四控制信號(hào)onpls變?yōu)榈碗娖?，所述鉗位模塊27失效，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1的柵極電壓上升至vcc，其中，vset＜vcc＜vdd。同時(shí)，所述第三控制信號(hào)的反信號(hào)up2跳變?yōu)楦唠娖叫盘?hào)，所述主驅(qū)動(dòng)上管mnh2導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)電流變大，所述功率開關(guān)管的電壓迅速上升到達(dá)最高電平(t5時(shí)刻)，完成整個(gè)開通過程。
更具體地，所述第四控制信號(hào)onpls為一脈沖信號(hào)，其寬度為所述主驅(qū)動(dòng)上管mnh2相對(duì)于所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1延遲的導(dǎo)通時(shí)間。即所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1導(dǎo)通時(shí)所述第四控制信號(hào)onpls起效，此時(shí)所述主驅(qū)動(dòng)上管mnh2關(guān)斷；所述主驅(qū)動(dòng)上管mnh2導(dǎo)通后，所述第四控制信號(hào)onpls失效。
關(guān)斷功率開關(guān)管：關(guān)斷所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管及所述主驅(qū)動(dòng)上管，隨后導(dǎo)通所述主驅(qū)動(dòng)下管，所述功率開關(guān)管的柵漏電壓迅速下降，隨后進(jìn)過米勒平臺(tái)后逐漸下降直至所述功率開關(guān)管完全關(guān)斷。
具體地，如圖2～圖3所示，所述開關(guān)邏輯控制信號(hào)pwm下降沿到來，經(jīng)過延時(shí)在t6時(shí)刻，所述第二控制信號(hào)的反信號(hào)up1及所述第三控制信號(hào)的反信號(hào)up2跳變?yōu)榈碗娖?，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管mnh1及所述主驅(qū)動(dòng)上管mnh2關(guān)斷，經(jīng)過延時(shí)后在t7時(shí)刻，所述第一控制信號(hào)dn跳變?yōu)楦唠娖剑鲋黩?qū)動(dòng)下管mhl導(dǎo)通，所述功率開關(guān)管的柵極電壓迅速下降，所述功率開關(guān)管的柵漏電壓下降至達(dá)到所述功率開關(guān)管的閾值電壓vth和過驅(qū)動(dòng)電壓vod之和時(shí) (t8時(shí)刻)，進(jìn)入米勒平臺(tái)，在t9時(shí)刻米勒平臺(tái)結(jié)束，所述功率開關(guān)管的柵漏電壓下降至所述功率開關(guān)管的閾值電壓vth，所述功率開關(guān)管開始關(guān)斷，所述功率開關(guān)管的柵漏電壓不斷下降直至所述功率開關(guān)管完全關(guān)斷。
本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于本實(shí)施例列舉的柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員利用現(xiàn)有技術(shù)對(duì)本發(fā)明所述方案的變形都包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
如上所述，本發(fā)明的柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法，具有以下有益效果：
本發(fā)明的柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法中引入一個(gè)在預(yù)驅(qū)動(dòng)管單獨(dú)導(dǎo)通時(shí)間同步的脈沖，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，控制預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓鉗位在固定電位，即使電源電壓變化，預(yù)驅(qū)動(dòng)管的驅(qū)動(dòng)電流近似為恒流，米勒平臺(tái)時(shí)間、功率開關(guān)管漏端的dv/dt，及相應(yīng)emi幅度不隨電源電壓變化，設(shè)計(jì)選取“合適的驅(qū)動(dòng)能力”變得更為容易，設(shè)計(jì)裕量變大。
綜上所述，本發(fā)明提供一種柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法，包括：產(chǎn)生非交疊的第一控制信號(hào)及第二控制信號(hào)的死區(qū)時(shí)間控制模塊；受第一控制信號(hào)控制的主驅(qū)動(dòng)下管；對(duì)所述第二控制信號(hào)進(jìn)行反相處理的第一反相器；受第二控制信號(hào)的反信號(hào)控制的預(yù)驅(qū)動(dòng)管；產(chǎn)生第三控制信號(hào)和第四控制信號(hào)的延遲模塊；對(duì)第三控制信號(hào)進(jìn)行反相處理的第二反相器；受第三控制信號(hào)的反信號(hào)控制的主驅(qū)動(dòng)上管；鉗制預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓的鉗位模塊。導(dǎo)通功率開關(guān)管：關(guān)斷主驅(qū)動(dòng)下管，隨后導(dǎo)通預(yù)驅(qū)動(dòng)管，同時(shí)將所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓鉗制于鉗制電壓處，隨著所述功率開關(guān)管的柵漏電壓上升，所述功率開關(guān)管開始導(dǎo)通，隨后進(jìn)入米勒平臺(tái)，米勒平臺(tái)結(jié)束后解除對(duì)所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓的鉗制，所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓上升，主驅(qū)動(dòng)上管導(dǎo)通，所述功率開關(guān)管的柵漏電壓迅速上升，所述功率開關(guān)管完全導(dǎo)通；關(guān)斷功率開關(guān)管：關(guān)斷所述預(yù)驅(qū)動(dòng)管及所述主驅(qū)動(dòng)上管，隨后導(dǎo)通所述主驅(qū)動(dòng)下管，所述功率開關(guān)管的柵漏電壓迅速下降，隨后進(jìn)過米勒平臺(tái)后逐漸下降直至所述功率開關(guān)管完全關(guān)斷。本發(fā)明的柵極驅(qū)動(dòng)電路及方法中引入一個(gè)在預(yù)驅(qū)動(dòng)管單獨(dú)導(dǎo)通時(shí)間同步的脈沖，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，控制預(yù)驅(qū)動(dòng)管的柵極電壓鉗位在固定電位，即使電源電壓變化，預(yù)驅(qū)動(dòng)管的驅(qū)動(dòng)電流近似為恒流，米勒平臺(tái)時(shí)間、功率開關(guān)管漏端的dv/dt，及相應(yīng)emi幅度不隨電源電壓變化。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。