[发明专利]一种应用于功率因数校正器中的高压大电流驱动电路

说明书

技术领域

本发明属于电路技术领域，涉及模拟集成电路，尤其是一种应用于功率因数校正器中的高压大电流驱动电路，可用于有源功率因数校正控制器中的输出级驱动。

背景技术

随着电力电子技术的迅速发展，开关电源因为具有高的电源转换效率而被大量使用，而在开关调整器电路中，半导体开关器件已是不可或缺的基本组件，同时，开关电源工作频率的不断提高促使电子元件工业发生了广泛的变革，对半导体开关器件的研究也显得有为重要，特别是功率型MOSFET和IGBT，由于功率型器件的特殊工艺和构造，有必要为功率型器件专门设计驱动电路。

传统的功率MOSFET驱动电路中，由于在其驱动级存在同时导通的时间段，需要消耗额外的功耗；同时，在较高电源电压的输出级驱动电路中，缺少必要的保护电路，不能保证驱动电路的可靠性工作；由于其有限的源电流和灌电流能力，不能够应用在一些特殊的场合。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种应用于功率因数校正器中的高压大电流驱动电路，该电路能够解决较高电压驱动电路的保护问题，同时改善传统驱动电路有限源电流和灌电流的缺陷，降低驱动电路的静态功耗，减小总谐波失真，保证驱动电路的可靠性和安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

这种应用于功率因数校正器中的高压大电流驱动电路，包括电流镜像电路、高压预调制电路、电平移位电路、死区时间控制电路和大电流输出级。所述电流镜像电路利用电阻和三极管组成的电流源电路和电流沉电路，将启动电流I_start和基准电流源产生的输入信号I_bias转换为高压预调制电路的输入信号，将启动电流I_start转换为电平移位电路的输入信号；所述高压预调制电路在电流镜像电路偏置作用下，利用高压LDMOS管的隔离作用以及稳压二极管的击穿稳压特性，将一个高的输入电源电压VDD转换为相对低的电压，以保证驱动电路工作在一个安全的电压范围内，同时产生电平移位电路的输入电压V_CLAMP；所述电平移位电路在高压预调制电路的输出作用下，利用电流镜像电路的偏置作用，利用死区时间控制电路产生的第一逻辑开关信号S1和第二逻辑开关信号S2，控制高压管PMOS和高压管NOMS的导通与关断，从而产生电平移位电路的输出信号V_S，为大电流输出级电路提供逻辑开关信号；所述死区时间控制电路在数字逻辑驱动信号的作用下，利用逻辑门电路和电容的延迟作用，产生反相不交迭的第一逻辑开关信号S1和第二逻辑开关信号S2，控制电平移位电路和大电流输出级的工作状态；所述大电流输出级，在高压三极管所组成的达林顿复合管作用下，利用高压管NMOS和电平移位电路产生的逻辑开关信号V_S，以及死区时间控制电路产生的第二逻辑开关信号S2，产生具有较大源电流和灌电流能力的输出驱动信号GATE_DRIVER，驱动外围功率器件的导通与关断。

进一步，上述电流镜像电路包括三极管Q3、Q4、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12、Q13、Q14和电阻R1、R2、R3、R4、R7；所述三极管Q13和三极管Q14组成第一电流镜像电路；其中三极管Q3、Q4、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Q11、Q12和电阻R1、R2、R3、R4、R7组成第二电流镜像电路；第一电流镜像电路的输入端连接到外部基准电流源的输出端I_bias上，第一电流镜像电路用于电流正常工作时为高压预调制电路提供偏置电流；第二电流镜像电路为高压预调制电路和电平移位电路提供偏置电流。

上述的高压预调制电路包括LDMOS管LDMOS1、LDMOS管LDMOS2、稳压二极管D4、D5、D6，三极管Q5；所述LDMOS管LDMOS1和LDMOS管LDMOS2组成第三电流镜像电路，其中，LDMOS管LDMOS1作为高压预调制电路的第一高压隔离管，LDMOS管LDMOS2作为LDMOS管LDMOS1的栅极偏置管，稳压二极管D6作为第三电流镜像电路的栅极筘位保护，稳压二极管D4、D5的串联组成第一高压预调制电路，三极管Q5作为高压预调制电路的第二高压隔离管。