[发明专利]一种变斜率驱动电路

说明书

一种变斜率驱动电路，属于模拟集成电路技术领域。本发明用于驱动功率开关管，通过第一NMOS管MN1和第一PMOS管MP1对功率开关管进行充电，充电过程分为三个阶段，首先由输入端电压VIN对功率开关管的栅级快速充电至|V_THP|，这段时间充电速度最快；然后通过改变晶体管的工作状态，继续由输入端电压VIN进行充电至VIN‑V_THN，这段时间的充电速度较快；然后由输入端电压VIN以较慢的速度继续充电至接近输入端电压VIN。在断电时，由电阻R以及第一PNP型三极管QP1、第二PNP型三极管QP2和第一NPN型三极管QN1组成的正反馈对功率开关管进行放电，形成两股电流对功率开关管栅源极间的电容进行放电，实现高效、快速驱动放电。本发明具有快速、低电磁干扰EMI与高可靠性的优点。

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体涉及一种变斜率驱动电路。

背景技术

功率开关管的栅驱动电路是功率转换、LED驱动等芯片的核心电路之一，驱动电路的特征直接影响开关电源工作的安全可靠性和性能指标。针对功率应用，尤其是大功率应用，系统驱动中存在较大的电压变化率dV/dt和电流变化率dI/dt，电磁干扰EMI辐射较为严重，且容易引起串扰问题。电磁干扰EMI与串扰问题的一个重要来源是功率开关管进行快速充放电造成的dV/dt和dI/dt干扰。传统的驱动电路在快速导通和关断的瞬间能够产生较高的电磁干扰EMI，对芯片的可靠性产生严重影响。然而高速电路往往又需要较快的驱动速度，因此传统驱动电路无法克服驱动速度与干扰两者之间的制约关系。

发明内容

为了解决传统驱动电路存在的上述问题，本发明提出了一种变斜率驱动电路，采用变斜率驱动的方法，利用驱动电路在不同阶段的驱动能力，控制功率开关管的充电斜率，对功率开关管的栅驱动过程进行优化，实现快速、低电磁干扰EMI与高可靠性的目的。此外，本发明能够在断电时提供两条快速动态泄放通路，从而避免传统利用电阻放电方式无法满足效率与速度的关系的缺点，提高了芯片的安全可靠性。

本发明的技术方案为：

一种变斜率驱动电路，包括第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第一PMOS管MP1、第一NPN型三极管QN1、第一PNP型三极管QP1、第二PNP型三极管QP2和电阻R，

第三NMOS管MN3的栅极连接使能信号V_Q，其漏极连接第一NPN型三极管QN1的基极和第一PNP型三极管QP1的集电极并通过电阻R后连接第一PNP型三极管QP1和第二PNP型三极管QP2的发射极，其源极连接第一NPN型三极管QN1的发射极并接地GND；

第一PNP型三极管QP1的基极连接第二PNP型三极管QP2的基极和第二PNP型三极管QP2的集电极以及第一NPN型三极管QN1的集电极；

第一PMOS管MP1的栅极连接第一逻辑信号V_E，其源极作为所述驱动电路的输入端，其漏极连接第一NMOS管MN1的源极、第二NMOS管MN2的漏极和第一PNP型三极管QP1的发射极并作为所述驱动电路的输出端；

第一NMOS管MN1的栅极连接第二逻辑信号V_F，其漏极连接所述驱动电路的输入端；

第二NMOS管MN2的栅极连接第一逻辑信号V_E，其源极接地GND；

所述第一逻辑信号V_E和第二逻辑信号V_F互补。

本发明的工作原理为：

本发明提出的变斜率驱动电路，其输入端连接其他模块输出的稳定电压，其输出端连接功率开关管的栅极，通过改变对功率开关管的栅电容的充电速度，从而实现变斜率驱动功率管的目的。