倍關(guān)系的PMOS并聯(lián)組成，電流比例呈0.lx—0.2x—0.4x—0.8x—Ix的倍數(shù)上升。
[0059]如圖3所示，所述放電電流比例化電路23連接于所述門驅(qū)動(dòng)控制器21的輸出端，通過(guò)所述門驅(qū)動(dòng)控制器21產(chǎn)生的控制信號(hào)GDRD來(lái)調(diào)節(jié)放電電流的總和，以此控制接地端汲取電流的能力。
[0060]所述放電電流比例化電路23的電路結(jié)構(gòu)多樣，在本實(shí)施例中，所述放電電流比例化電路23由I個(gè)及以上NMOS并聯(lián)組成，各所述NMOS的柵端分別連接于所述門驅(qū)動(dòng)控制器21輸出的控制信號(hào)⑶RD。各所述NMOS的尺寸可以相同也可以不相同，可通過(guò)導(dǎo)通不同的NMOS組合以實(shí)現(xiàn)充電電流比例的變化。而電流的比例可以呈線性上升、倍數(shù)上升、指數(shù)上升，還可以呈RC充放電指數(shù)上升。電流比例的上升方式及電路的復(fù)雜程度可根據(jù)具體應(yīng)用做相應(yīng)選擇。在本實(shí)施例中，所述放電電流比例化電路23由5個(gè)尺寸呈2倍關(guān)系的NMOS并聯(lián)組成，電流比例呈0.lx—0.2x—0.4x—0.8x—Ix的倍數(shù)上升。
[0061]所述充電電流比例化電路22與所述放電電流比例化電路23連接在一起，并將輸出信號(hào)連接于所述功率管24的柵極，通過(guò)所述充電電流比例化電路22與所述放電電流比例化電路23輸出的信號(hào)控制所述功率管24的導(dǎo)通和關(guān)閉。
[0062]如圖3所示，所述充電電流比例化電路22與所述放電電流比例化電路23通過(guò)多根導(dǎo)線連接在一起，所述導(dǎo)線代表著電流能力，各導(dǎo)線可代表相同的電流能力，也可以代表不同的電流能力，其連接點(diǎn)輸出的電流代表著總電流能力。在本實(shí)施例中，所述導(dǎo)線代表不同的電流能力，以此可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。
[0063]所述充電電流比例化電路22與所述放電電流比例化電路23連接在一起后輸出信號(hào)連接至所述功率管24的柵極，所述輸出信號(hào)為控制所述功率管24導(dǎo)通和截止的門電壓G&t θ ο
[0064]所述功率管24的柵極連接于所述充電電流比例化22與所述放電電流比例化電路23的輸出端，所述功率管24可以是NMOS也可以是PM0S，可以是高邊(Highside)功率管也可以是低邊(Lowside)功率管。如圖3所示,在本實(shí)施例中，所述功率管24為高邊(Highside)NMOS管。通過(guò)門電壓Gate的控制來(lái)改變所述功率管24的導(dǎo)通和截止，并輸出信號(hào)SW。
[0065]所述負(fù)載25連接于所述放電電流比例化電路23及所述功率管24，用于將電流轉(zhuǎn)化為電壓輸出。
[0066]所述負(fù)載25為電感、電阻及電容的一種或組合。如圖3所7K,功率管24的輸出信號(hào)SW輸入至所述負(fù)載25，通過(guò)所述功率管24的輸出信號(hào)SW控制輸出電壓，使其穩(wěn)定在某一設(shè)定值上。
[0067]本發(fā)明提供一種改善EMI和開關(guān)雜訊的方法，所述改善EMI和開關(guān)雜訊的方法至少包括:
[0068]步驟一:利用門驅(qū)動(dòng)控制器21程序化充、放電電流比例。
[0069]如圖3所示，對(duì)所述門驅(qū)動(dòng)控制器21進(jìn)行編譯，使其輸出兩組總線，其中，控制信號(hào)GDRC用于調(diào)整所述充電電流比例化電路22中輸出電流的充電速度，控制信號(hào)GDRD用于調(diào)整所述放電電流比例化電路23中輸出電流的放電速度。
[0070]利用門驅(qū)動(dòng)控制器21動(dòng)態(tài)設(shè)定充、放電電流比例，電流能力的動(dòng)態(tài)改變可有效調(diào)控過(guò)充脈沖和過(guò)放脈沖，達(dá)到有效降低EMI能量。
[0071]步驟二:利用充電電流比例化電路22控制電源端供應(yīng)電流的能力，進(jìn)而調(diào)整所述功率管24的門電壓Gate上升沿的斜率，改善所述功率管24的輸出信號(hào)SW的正源過(guò)充脈沖，同時(shí)降低正源激發(fā)的EMI能量。
[0072]為了便于說(shuō)明工作原理，如圖5所示，將圖1所示現(xiàn)有技術(shù)中用于充電的PM0S12替換為本發(fā)明中的所述充電電流比例化電路22。通過(guò)所述門驅(qū)動(dòng)控制器21輸出的控制信號(hào)GDRC調(diào)整輸出的門電壓Gate上升沿的斜率，使門電壓Gate充電速度由快減緩至合適的速度，如圖6 (a)所示，門電壓Gate的上升沿從垂線調(diào)整為具有一定斜率的曲線，充電速度在啟動(dòng)時(shí)比較快，接近最大值時(shí)充電速度減緩。由于控制放電的電路結(jié)構(gòu)沒(méi)有替換，如圖6(a)所示的門電壓Gate的下降沿仍為垂線。以這樣的門電壓Gate控制所述功率管24，功率管24的輸出信號(hào)SW的波形如圖6 (b)所示，功率管24的輸出信號(hào)SW的過(guò)充脈沖的振幅明顯減小，過(guò)充脈沖得到改善，進(jìn)而降低了正源激發(fā)的EMI能量。
[0073]步驟三:利用放電電流比例化電路23控制所述功率管24的門電壓Gate下降沿的放電斜率，改善所述功率管24的輸出信號(hào)SW的負(fù)源過(guò)放脈沖，同時(shí)降低負(fù)源激發(fā)的EMI能量。
[0074]為了便于說(shuō)明工作原理，如圖7所示，將圖1所示現(xiàn)有技術(shù)中用于放電的NM0S13替換為本發(fā)明中的所述放電電流比例化電路23。通過(guò)所述門驅(qū)動(dòng)控制器21輸出的控制信號(hào)GDRD調(diào)整輸出的門電壓Gate下降沿的斜率，使門電壓Gate放電速度由快減緩至合適速度，如圖8 (a)所示，門電壓Gate的下降沿從垂線調(diào)整為具有一定斜率的曲線，放電速度在啟動(dòng)時(shí)比較快，接近最小值時(shí)放電速度減緩。由于控制充電的電路結(jié)構(gòu)沒(méi)有替換，如圖8 (a)所示的門電壓Gate的上升沿仍為垂線。以這樣的門電壓Gate控制所述功率管24，功率管24的輸出信號(hào)SW的波形如圖8(b)所示，功率管24的輸出信號(hào)SW的過(guò)放脈沖的振幅明顯減小，過(guò)放脈沖得到改善，進(jìn)而降低了負(fù)源激發(fā)的EMI能量。
[0075]如圖4(a)所示，最終得到的門電壓Gate的波形為經(jīng)過(guò)修整的方波，其上升沿為具有一定斜率的曲線，且上升起始位置的變化速度快，上升結(jié)束位置處的變化速度減緩至合適速度；其下降沿也修整為具有一定斜率的曲線，且下降起始位置的變化速度快，下降結(jié)束位置處的變化速度慢；門電壓Gate具有“啟動(dòng)快，到點(diǎn)慢”的特點(diǎn)。如圖4 (b)所示，最終輸出的信號(hào)SW的波形中正源過(guò)充脈沖和負(fù)源過(guò)放脈沖都得到明顯的改善，開關(guān)雜訊(開關(guān)噪聲)減小，EMI能量也大大減小。
[0076]綜上所述，本發(fā)明的改善EMI和開關(guān)雜訊的電路及方法在不影響整體系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制功率管門電壓的充、放電電流來(lái)修整門電壓，使門電壓波形被修整為啟動(dòng)快，到點(diǎn)慢的類方波形狀，在不影響系統(tǒng)效率、不帶來(lái)開關(guān)損耗的基礎(chǔ)上調(diào)整輸出信號(hào)中的過(guò)充脈沖和過(guò)放脈沖，進(jìn)而改善EMI和開關(guān)雜訊，提升電源電路的性能。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。
[0077]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)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。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改善EMI和開關(guān)雜訊的電路，其特征在于，所述改善EMI和開關(guān)雜訊的電路至少包括: 門驅(qū)動(dòng)控制器，充電電流比例化電路，放電電流比例化電路以及功率管； 所述門驅(qū)動(dòng)控制器用于產(chǎn)生控制所述充電電流比例化電路和所述放電電流比例化電路的兩組控制信號(hào)； 所述充電電流比例化電路通過(guò)所述門驅(qū)動(dòng)控制器產(chǎn)生的控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)充電電流的總和，以此控制電源端供應(yīng)電流的能力； 所述放電電流比例化電路通過(guò)所述門驅(qū)動(dòng)控制器產(chǎn)生的控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)放電電流的總和，以此控制接地端汲取電流的能力； 所述充電電流比例化電路與所述放電電流比例化電路連接在一起，并將輸出信號(hào)連接于所述功率管的柵極，通過(guò)所述充電電流比例化電路與所述放電電流比例化電路輸出的信號(hào)控制所述功率管的導(dǎo)通和關(guān)閉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善EMI和開關(guān)雜訊的電路，其特征在于:所述充電電流比例化電路由I個(gè)及以上PMOS并聯(lián)組成，各所述PMOS的柵端分別連接于所述門驅(qū)動(dòng)控制器輸出的控制信號(hào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善EMI和開關(guān)雜訊的電路，其特征在于:所述放電電流比例化電路由I個(gè)及以上NMOS并聯(lián)組成，各所述NMOS的柵端分別連接于所述門驅(qū)動(dòng)控制器輸出的控制信號(hào)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善EMI和開關(guān)雜訊的方法，其特征在于:所述功率管為NMOS 或 PMOS05.一種改善EMI和開關(guān)雜訊的方法，其特征在于，所述改善EMI和開關(guān)雜訊的方法至少包括: 步驟一:利用門驅(qū)動(dòng)控制器程序化充、放電電流比例； 步驟二:利用充電電流比例化電路控制所述功率管的門電壓上升沿的充電斜率，改善所述功率管輸出的開關(guān)信號(hào)的正源過(guò)充脈沖，同時(shí)降低正源激發(fā)的EMI能量； 步驟三:利用放電電流比例化電路控制所述功率管的門電壓下降沿的放電斜率，改善所述功率管輸出的開關(guān)信號(hào)的負(fù)源過(guò)放脈沖，同時(shí)降低負(fù)源激發(fā)的EMI能量。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善EMI和開關(guān)雜訊的方法，其特征在于:步驟一中利用門驅(qū)動(dòng)控制器動(dòng)態(tài)設(shè)定充、放電電流比例。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善EMI和開關(guān)雜訊的方法，其特征在于:步驟二中所述門電壓上升沿的變化速度由快減緩至適合的速度。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的改善EMI和開關(guān)雜訊的方法，其特征在于:步驟三中所述門電壓下降沿的變化速度由快減緩至適合的速度。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種改善EMI和開關(guān)雜訊的電路及方法，電路包括門驅(qū)動(dòng)控制器；受門驅(qū)動(dòng)控制器輸出信號(hào)控制調(diào)整充、放電電流的充電電流比例化電路和放電電流比例化電路；以及受充、放電電流比例化電路輸出電流控制，實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能的功率管。方法包括：利用門驅(qū)動(dòng)控制器控制充電電流比例化電路和放電電流比例化電路的充、放電電流，使輸出電流呈現(xiàn)“啟動(dòng)快，到點(diǎn)慢”的特性，繼而改善輸出信號(hào)中的過(guò)充、過(guò)放脈沖。本發(fā)明通過(guò)控制功率管門電壓的充、放電電流來(lái)修整門電壓，使門電壓波形被修整為啟動(dòng)快、到點(diǎn)慢的類方波形狀，在不影響系統(tǒng)效率、不帶來(lái)開關(guān)損耗的基礎(chǔ)上調(diào)整輸出信號(hào)中的過(guò)充脈沖和過(guò)放脈沖，進(jìn)而改善EMI和開關(guān)雜訊，提升電源電路的性能。
【IPC分類】H02M1/44
【公開號(hào)】CN105099163
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410190435
【發(fā)明人】吳建興, 陳政佑
【申請(qǐng)人】中航（重慶）微電子有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2014年5月7日