[发明专利]一种三极管驱动控制电路、方法和驱动系统

说明书

本发明公开了一种三极管驱动控制电路，包括与三极管耦接的驱动电流控制单元；所述驱动电流控制单元用于输出驱动电流信号来驱动所述三极管，以及用于根据获取的所述三极管反馈的信号判断所述三极管的工作状态，并根据工作状态对所述三极管进行强制关断动作或保持驱动动作；所述驱动电流控制单元还用于在检测到当前周期的所述三极管处于放大区后，控制所述三极管在下一周期获取的所述驱动电流信号的幅值增加一个幅值变化量。本发明还公开一种三极管驱动控制方法和三极管驱动系统。本发明能够实时检测三极管的工作状态，检测到三极管进入放大区会提前实施强制关断动作，并控制三极管下一个周期的驱动电流信号幅值增大。

技术领域

本发明涉及电子信息领域，尤其涉及一种三极管驱动控制电路、方法和驱动系统。

背景技术

功率三极管（BJT）以其价格上的优势，在中小功率充电器和适配器电源中有大量的应用。附图1为功率三极管的基本应用电路，功率三极管为电流驱动型半导体元件，在功率三极管的驱动电流减小为0后，该功率三极管不会马上关断，这就是所谓的“电流拖尾效应”或者“存储效应”。为了使功率三极管的关断时间点可控，不仅要将功率三极管的驱动电流降为0，还要把功率三极管的基极（Base）和发射极（Emitter）短接。其中，功率三极管驱动电流降为0的动作称为“预关断”，功率三极管基极和发射极短接的动作称为“强制关断”。

功率三极管的“强制关断”的本质是将三极管基极的剩余电荷放掉，这会对电路能量造成浪费。附图2为一种功率三极管的工作时序图，如附图2所示，通常功率三极管的“强制关断”动作滞后于“预关断”一定时间，以减少对电路能量的浪费。如附图2所示，在负电流强制关断动作310的时间落后于预关断动作320的时间，因此强制关断动作330的时间落后于预关断动作320的时间。

以反激拓扑应用为例，当前的三极管驱动控制技术，通过检测流过功率三极管的三极管电流IC(t)来判断“预关断”和“强制关断”的时刻。附图3为功率三极管反激拓扑应用的正常工作时序图，如附图3所示，当流过功率三极管的三极管电流IC(t)达到第一三极管电流IC1时，对功率三极管实施“预关断”，即将驱动电流IB(t)从第一驱动电流IB1降为0；当流过功率三极管的三极管电流IC(t)达到第二三极管电流IC2时，对功率三极管实施“强制关断”，即将基极和发射极短接，实施负电流强制关断动作310，使驱动电流IB(t)降为负值的第二驱动电流IB2。驱动电流IB(t)的幅值的设计一般是固定的，驱动电流IB(t)的形状可以是附图5所示的三角波、附图6所示的矩形波或者附图7所示的复合波，第一三极管电流IC1和第二三极管电流IC2阈值的设计也有一定经验性，因此适用范围窄，当温度大范围变化或者功率变化时，有可能导致驱动电流IB(t)和实际功率不匹配。附图4为功率三极管反激拓扑应用的进入放大区工作时序图。如附图4所示，最严重的情况是驱动电流IB(t)不足，典型现象是在强制关断之前，功率三极管进入放大区340，即功率三极管进入放大区340的时间早于负电流强制关断动作310的时间，这会导致功率三极管损耗急剧增大甚至损坏。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种三极管驱动控制电路、方法和驱动系统。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

本发明提供一种三极管驱动控制电路，包括与三极管耦接的驱动电流控制单元；所述驱动电流控制单元用于输出驱动电流信号来驱动所述三极管，以及用于根据获取的所述三极管反馈的信号判断所述三极管的工作状态，并根据工作状态对所述三极管进行强制关断动作或保持驱动动作；所述驱动电流控制单元还用于在检测到当前周期的所述三极管处于放大区后，控制所述驱动电流信号的幅值在下一周期增加一个幅值变化量。

可选的，所述驱动电流控制单元包括：

驱动模块，用于产生用来驱动所述三极管的所述驱动电流信号；

采样模块，用于获取用来表征流经所述三极管的电流的采样信号；

关断模块，用于产生用来短接所述三极管的基极与发射极的强制关断信号；