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驱动电路、高边智能功率开关、芯片及电子设备的制作方法

  • 国知局
  • 2024-12-06 12:12:34

本技术涉及电子,尤其涉及一种驱动电路、高边智能功率开关、芯片及电子设备。

背景技术:

1、高边智能功率开关通常包括:驱动电路和功率管。驱动电路常常使用恒定电流对功率管的栅极进行充放电,这是高边智能功率开关的重要部分。然而,在较高的电源电压的情况下,由于功率管的寄生电容较小,使功率管的压摆率较大,导致高边智能功率开关的芯片有例如烧毁的风险。

技术实现思路

1、本技术提供一种驱动电路、高边智能功率开关、芯片及电子设备,能够降低功率管的压摆率,使功率管的压摆率在较高的电源电压下保持相对的稳定,以保护高边智能功率开关的芯片。

2、第一方面,本技术提供一种驱动电路,该驱动电路包括:检测电路和充放电电路。

3、检测电路的输入端用于接入电源电压,检测电路的第一输出端与充放电电路的输入端电连接,检测电路的第二输出端与充放电电路的第一端电连接,充放电电路的输出端与功率管的栅极电连接。

4、检测电路,用于在电源电压大于预设电压时,分别得到第一电流和第一控制信号,并向充放电电路传输第一电流和第一控制信号,第一电流与电源电压相关,第一控制信号用于控制充放电电路接入第一电流。

5、充放电电路,用于输出第二电流,并在第一控制信号的作用下,利用第一电流,减小第二电流,第二电流用于向功率管的栅极充电或放电。

6、通过第一方面提供的驱动电路,在电源电压大于预设电压时,检测电路可以分别得到第一电流和第一控制信号,并向充放电电路传输与电源电压相关的第一电流和用于控制充放电电路接入第一电流的第一控制信号,使充放电电路可以获取第一电流和第一控制信号。充放电电路可以输出用于向功率管的栅极充电或放电的第二电流。并且,在第一控制信号的作用下,充放电电路可以利用第一电流,从第二电流中抽取第一电流,使第二电流减小。进而,在减小的第二电流的作用下,功率管的栅极充电速度或放电速度降低,使功率管的压摆率减小。从而,功率管的压摆率能够保持相对的稳定,避免高边智能功率开关有烧毁的风险。

7、在一种可能的设计中,检测电路,还用于在电源电压小于或等于预设电压时,得到第二控制信号,并向充放电电路传输第二控制信号,以使充放电电路向功率管传输第二电流,第二控制信号用于控制充放电电路停止接入第一电流。

8、在一种可能的设计中,驱动电路还包括:调节电路。

9、调节电路的第一输入端与检测电路的第一输出端电连接,调节电路的第二输入端与充放电电路的第二端电连接,调节电路的输出端与充放电电路的输入端电连接。

10、调节电路,用于在电源电压大于预设电压时,从检测电路获取第一电流。

11、调节电路,还用于从充放电电路获取第三电流,第三电流与第二电流相关。

12、调节电路,还用于根据第一电流和第三电流,得到第四电流,并向充放电路传输第三电流,以使充放电电路利用第四电流减小第二电流,第四电流用作反馈电流。

13、在一种可能的设计中,调节电路包括:第一镜像模组、第二镜像模组、第一比较模组和反馈模组。

14、第一镜像模组的输入端与充放电电路的第二端电连接,第一镜像模组的第一输出端与第一比较模组的第一输入端电连接,第一镜像模组的第二输出端与反馈模组的第一输入端电连接,第一比较模组的第二输入端与第二镜像模组的第一输出端电连接,反馈模组的第二输入端与第二镜像模组的第二输出端电连接,第二镜像模组的输入端与检测电路的第一输出端电连接,第一比较模组的输出端分别与反馈模组的第一端和第二端电连接,反馈模组的输出端与充放电电路的输入端电连接。

15、第一镜像模组,用于镜像第三电流,得到第一子电流和第二子电流,并向第一比较模组传输第一子电流,以及向反馈模组传输第二子电流。

16、第二镜像模组,用于镜像第一电流,得到第三子电流和第四子电流,并向第一比较模组传输第三子电流,以及向反馈模组传输第四子电流。

17、第一比较模组,用于比较第一电流和第三子电流,得到数字信号,并向反馈模组传输数字信号。

18、反馈模组,用于根据数字信号,在第二子电流和第四子电流之间选择出第三电流。

19、在一种可能的设计中,第一比较模组包括:第一电阻器、第二电阻器和比较器。

20、第一电阻器的第一端与比较器的第一输入端电连接,第二镜像模组的第一输出端电连接于第一电阻器的第一端与比较器的第一输入端之间,第二电阻器的第二端与比较器的第二输入端电连接,第一镜像模组的第一输出端电连接于第二电阻器的第二端与比较器的第二输入端之间,比较器的输出端分别与反馈模组的第一端和第二端电连接,第一电阻器的第二端和第二电阻器的第二端均与驱动电路的接地端电连接。

21、在一种可能的设计中,反馈模组包括:反向器、第一开关管和第二开关管。

22、反向器的输入端和第一开关管的控制端均与第一比较模组的输出端电连接,第一开关管的第一端与第一镜像模组的第二输出端电连接,反向器的输出端与第二开关管的控制端电连接,第二开关管的第一端与第二镜像模组的第二输出端电连接,第一开关管的第二端和第二开关管的第二端均与充放电电路的输入端电连接。

23、在一种可能的设计中,检测电路包括:采样模组、电流镜模组、第三开关管和第二比较模组。

24、采样模组的输入端和第二比较模组的输入端均用于接入电源电压,采样模组的输出端与电流镜模组的第一端电连接,电流镜模组的第二端与第三开关管的第一端电连接,第三开关管的第二端与充放电电路的输入端电连接,第三开关管的控制端与第二比较模组的输出端电连接,电流镜模组的第三端与驱动电路的接地端电连接。

25、采样模组,用于对电源电压进行采样,得到采样电压,并向电流镜模组传输采样电压。

26、电流镜模组,用于将采样电压转换为第一电流。

27、第二比较模组,用于在电源电压大于预设电压时,得到第一控制信号,使第三开关管连通电流镜模组和充放电电路,或者,在电源电压小于或等于预设电压时,得到第二控制信号,使第三开关管断开电流镜模组和充放电电路。

28、在一种可能的设计中,充放电电路包括:第二电流输出电路、第三镜像模组和开关模组。

29、第二电流输出电路的输出端与功率管的栅极电连接,开关模组的第一端与检测电路的第二输出端电连接,开关模组的第二端与第二电流输出电路的第一端电连接,开关模组的第三端与第二电流输出电路的第二端电连接,开关模组的第四端与第三镜像模组的第一输出端电连接,开关模组的第五端与第三镜像模组的第二输出端电连接,第三镜像模组的输入端与检测电路的第一输出端或调节电路的输出端电连接。

30、第二电流输出电路,用于输出第二电流。

31、开关模组,用于根据第一控制信号,导通,以通过第三镜像模组从第二电流中抽取第一电流或第四电流,或者,根据第二控制信号,关断。

32、在一种可能的设计中,第二电流输出电路包括:电荷泵、电流源、第四开关管和第五开关管。

33、电荷泵的输出端分别与第四开关管的第一端电连接,电流源的第一端与第五开关管的第一端电连接,开关模组的第二端电连接于电荷泵的输出端和第四开关管的第一端之间,开关模组的第三端电连接于电流源的第一端和第五开关管的第一端之间,第四开关管的第二端和第五开关管的第二端均与功率管的栅极电连接,第四开关管的控制端用于接入充电信号,第五开关管的控制端用于接入放电信号,电流源的第二端接地。

34、在一种可能的设计中,开关模组包括:第六开关管和第七开关管。

35、第六开关管的第一端与第三镜像模组的第一输出端电连接,第七开关管的第一端与第三镜像模组的第二输出端电连接,第六开关管的控制端和第七开关管的控制端均与检测电路的第二输出端电连接,第六开关管的第二端电连接于电荷泵的输出端和第四开关管的第一端之间,第七开关管的第二端电连接于电流源的第一端和第五开关管的第一端之间。

36、第二方面,本技术提供一种高边智能功率开关,该高边智能功率开关包括:功率管和上述第一方面以及上述第一方面的各可能的设计中的驱动电路。

37、上述第二方面以及上述第二方面的各可能的设计中所提供的高边智能功率开关,其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果,在此不再赘述。

38、第三方面,本技术提供一种芯片,该芯片包括:上述第一方面以及上述第一方面的各可能的设计中的驱动电路,和/或,上述第三方面中的高边智能功率开关。

39、第四方面,本技术提供电子设备,该电子设备包括上述第三方面中的芯片。

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