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功率管的驱动电路、驱动芯片和电子设备

  • 国知局
  • 2024-07-31 17:54:44

本发明涉及电子电路,尤其涉及一种功率管的驱动电路、驱动芯片和电子设备。

背景技术:

1、在电子设备如电机的驱动芯片中,为了实现对大电流的有效驱动并尽可能降低能耗,通常会选择增大尺寸的功率管以承载更高负荷。然而,随着功率管面积的增加,其所具有的寄生电容也随之增大,这些寄生电容通常达到数百皮法甚至纳法级别,这便会拖慢功率管的开关速度。

2、目前,寄生电容在功率管开关过程中的充电和放电过程已成为制约驱动芯片性能提升的关键瓶颈。现有的解决方案往往需要复杂的数字电路来进行精确控制,以期缓解寄生电容对功率管开关速度的影响,但这种会增加电路复杂性。

技术实现思路

1、本发明旨在至少从一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此,本发明的第一个目的在于提出一种功率管的驱动电路,本发明的驱动电路中设置有两条充电路径和两条泄电路径,通过这两条充电路径和两条泄电路径可以迅速的以大电流给寄生电容充放电,该电路相对简单,无需额外的数字电路控制。

3、本发明的第二个目的在于提出一种驱动芯片。

4、本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

5、为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种功率管的驱动电路,包括:控制器、第一泄电分支电路、第二泄电分支电路、第一充电分支电路、第二充电分支电路、充电电路和功率管,所述第一泄电分支电路的第一端与所述控制器的第一控制端连接,所述第一泄电分支电路的第二端分别与所述第二泄电分支电路的第一端、所述功率管的控制端、所述第一充电分支电路的第一端和所述第二充电分支电路的第一端连接,所述第一泄电分支电路的第三端与所述第二泄电分支电路的第二端连接后接地,所述第一泄电分支电路的第四端与所述第二泄电分支电路的第三端连接,所述第一充电支路电路的第二端与所述第二充电分支电路的第二端连接,所述第一充电分支电路的第三端与所述控制器的第二控制端连接,所述第二充电分支电路的第三端与所述充电电路的输出端连接;其中,所述第一泄电分支电路和所述第二泄电分支电路用于在所述控制器的第一控制端输出第一控制信号的情况下作为所述功率管中寄生电容的两条泄电路径,以通过两条所述泄电路径实现对所述功率管中所述寄生电容进行放电;所述第一充电分支电路用于在所述控制器的第二控制端输出第二控制信号的情况下作为所述功率管中所述寄生电容的一条充电路径,以及所述第二充电分支电路用于在所述充电电路的输出端输出第三控制信号的情况下作为所述功率管中所述寄生电容的另一条充电路径,以通过两条所述充电路径实现对所述功率管中所述寄生电容进行充电。

6、本发明实施例的功率管的驱动电路包括控制器、第一泄电分支电路、第二泄电分支电路、第一充电分支电路、第二充电分支电路、充电电路和功率管,第一泄电分支电路的第一端与控制器的第一控制端连接,第一泄电分支电路的第二端分别与第二泄电分支电路的第一端、功率管的控制端、第一充电分支电路的第一端和第二充电分支电路的第一端连接,第一泄电分支电路的第三端与第二泄电分支电路的第二端连接后接地,第一泄电分支电路的第四端与第二泄电分支电路的第三端连接,第一充电支路电路的第二端与第二充电分支电路的第二端连接,第一充电分支电路的第三端与控制器的第二控制端连接,第二充电分支电路的第三端与充电电路的输出端连接;其中,第一泄电分支电路和第二泄电分支电路用于在控制器的第一控制端输出第一控制信号的情况下作为功率管中寄生电容的两条泄电路径,以通过两条泄电路径实现对功率管中寄生电容进行放电;第一充电分支电路用于在控制器的第二控制端输出第二控制信号的情况下作为功率管中寄生电容的一条充电路径,以及第二充电分支电路用于在充电电路的输出端输出第三控制信号的情况下作为功率管中寄生电容的另一条充电路径,以通过两条充电路径实现对功率管中寄生电容进行充电。本发明的驱动电路中设置有两条充电路径和两条泄电路径,通过这两条充电路径和两条泄电路径可以迅速的以大电流给寄生电容充放电,该电路相对简单,无需额外的数字电路控制。

7、另外,本发明第一方面实施例提出的功率管的驱动电路还可以具有如下附加的技术特征:

8、根据本发明的一个实施例,所述第一泄电分支电路,包括:第一晶体管和第一电阻;其中,

9、所述第一晶体管的第一端作为所述第一泄电分支电路的第一端;

10、所述第一晶体管的第二端与所述第一电阻的第一端连接后作为所述第一泄电分支电路的第四端;

11、所述第一电阻的第二端作为所述第一泄电分支电路的第二端;

12、所述第一晶体管的第三端作为所述第一泄电分支电路的第三端。

13、根据本发明的一个实施例,所述第二泄电分支电路,包括:第二晶体管、第三晶体管和第二电阻;其中,

14、所述第二晶体管的第一端作为所述第二泄电分支电路的第三端;

15、所述第三晶体管的第一端分别与所述第二晶体管的第二端和所述第二电阻的第一端连接,所述第三晶体管的第二端与所述第二晶体管的第三端连接后作为所述第二泄电分支电路的第一端;

16、所述第三晶体管的第三端与所述第二电阻的第二端连接后作为所述第二泄电分支电路的第二端。

17、根据本发明的一个实施例,所述第一充电分支电路,包括:

18、第四晶体管,所述第四晶体管的第一端作为所述第一充电分支电路的第三端,所述第四晶体管的第二端作为所述第一充电分支电路的第一端,所述第四晶体管的第三端作为所述第一充电分支电路的第二端。

19、根据本发明的一个实施例,所述第二充电分支电路,包括:

20、第五晶体管,所述第五晶体管的第一端作为所述第二充电分支电路的第三端,所述第五晶体管的第二端作为所述第二充电分支电路的第一端,所述第五晶体管的第三端作为所述第二充电分支电路的第二端。

21、根据本发明的一个实施例,第一晶体管、第三晶体管和所述功率管为nmos管;

22、第二晶体管、第四晶体管和第五晶体管为pmos管。

23、根据本发明的一个实施例,所述控制器的第一控制端输出的第一控制信号,是根据所述功率管中所述寄生电容的泄电电流生成的。

24、根据本发明的一个实施例,所述控制器的第二控制端输出的第二控制信号和所述充电电路的输出端输出的第三控制信号,是根据所述功率管中所述寄生电容的大小生成的。

25、为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种驱动芯片,包括上述的功率管的驱动电路。

26、本发明实施例的驱动芯片,通过使用上述的功率管的驱动电路,由驱动电路中设置的两条充电路径和两条泄电路径可以迅速的以大电流给寄生电容充放电,该电路相对简单,无需额外的数字电路控制。

27、为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种电子设备,包括上述的驱动芯片。

28、本发明实施例的电子设备,通过使用上述的驱动芯片,由驱动芯片的驱动电路中设置的两条充电路径和两条泄电路径迅速的以大电流给寄生电容充放电,可以加快功率管的开关速度,该电路相对简单,无需额外的数字电路控制。

29、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

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