[发明专利]一种Buck变换器中NMOS功率管浮动栅压驱动电路

说明书

本发明公开了一种Buck变换器中NMOS功率管浮动栅压驱动电路，包括逻辑模块、上拉电路、下拉电路和N驱动电压钳位及检测电路。其中，上拉电路与NMOS功率管栅极连接，对NMOS功率管栅极电容充电，起到上拉作用；下拉电路与NMOS功率管栅极连接，对NMOS功率管栅极电容放电，起到下拉作用；N驱动电压钳位及检测电路与NMOS功率管栅极连接，用于钳位及检测NMOS功率管驱动电压N_Drive；逻辑模块分别与上拉电路、下拉电路、N驱动电压钳位及检测电路连接，根据系统的NMOS功率管开关控制信号以及N驱动电压钳位及检测电路的输出信号生成控制信号。本发明通过使N驱动钳位电路的钳位电压自适应负载变化，在简化电路结构的同时，实现了NMOS功率管浮动栅压功能。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种Buck变换器中NMOS功率管浮动栅压驱动电路。

背景技术

随着节能减排被越来越多的人理解和接受，在电力电子技术领域中，市场对低功耗产品的需求急剧增加。降低DC-DC变换器的功耗成为目前的一大研究热点。浮动栅压是一种比较常见的降低Buck变换器功耗的技术，其思想是在轻载下降低栅极驱动电压，虽然导通损耗成线性增加，但是开关损耗呈二次函数降低，因此在轻负载下可以有效降低功耗。故而在负载变化范围较大的应用中，浮动栅压技术可以有效减小轻载下的功耗。

已有的浮动栅压驱动技术常见于电流模控制的Buck变换器。电流模控制的Buck变换器中的浮动栅压驱动电路可以复用环路中的电流采样电路，来得到负载信息，故这种浮动栅压驱动电路结构简单；而对于电压模控制的Buck变换器，则需要额外设计负载电流采样电路获取负载电流信息，一定程度上增加了电路的复杂度，不利于小功率低功耗应用。

发明内容

本发明的目的，是针对上述问题，提出一种Buck变换器中NMOS功率管浮动栅压驱动电路，该电路基于工作在DCM状态下的电压模控制的Buck变换器，在不增加额外负载电流采样电路的情况下，利用携带负载信息的开关频率来实现自动调节NMOS功率管栅极驱动电压。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种Buck变换器中NMOS功率管浮动栅压驱动电路，包括逻辑模块、上拉电路、下拉电路和N驱动电压钳位及检测电路。其中，上拉电路与NMOS功率管栅极连接，对NMOS功率管栅极电容充电，起到上拉作用；下拉电路与NMOS功率管栅极连接，对NMOS功率管栅极电容放电，起到下拉作用；N驱动电压钳位及检测电路与NMOS功率管栅极连接，用于钳位及检测NMOS功率管驱动电压N_Drive；逻辑模块分别与上拉电路、下拉电路、N驱动电压钳位及检测电路连接，根据系统的NMOS功率管开关控制信号Z2以及N驱动电压钳位及检测电路的输出信号Z1生成相应的控制信号L1、L2和L3，控制N驱动电压钳位及检测电路、上拉电路与下拉电路的工作时序。