一种自适应BJT驱动电路转让专利

申请号 : CN201810213039.X

文献号 : CN108462378B

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发明人 : 赵鑫宗强刘准吴寿化管磊

申请人 : 深圳市芯茂微电子有限公司

摘要 :

本发明公开了一种自适应的BJT驱动电路,其特征在于,包括一变压器或一电感,一功率双极型三极管,一采样电路,一驱动电路,所述功率双极型三极管的集电极和变压器或电感连接,发射极和采样电路连接,基极和驱动电路连接,所述采样电路和驱动电路相互连接,所述采样电路用于采样流过功率双极型三极管CE结的电流。本发明提供了一种自适应BJT驱动电路的实现方法,可以通过NPN1三极管CE结电流的大小的采样来动态调整BJT的驱动电流,从而有效避免传统的BJT驱动电路所出现的效率问题。

权利要求 :

1.一种自适应的BJT驱动电路,包括一变压器或一电感,一功率双极型三极管,一采样电路,一驱动电路;所述功率双极型三极管的集电极和变压器或电感连接,发射极和采样电路连接,基极和驱动电路连接,所述采样电路和驱动电路相互连接,所述采样电路用于采样流过功率双极型三极管CE结的电流;所述驱动电路根据采样电路采样出来的功率双极型三极管的CE结电流来调整功率双极型三极管驱动基极电流的大小;在功率双极型三极管饱和导通时,所述采样电路采样功率双极型三极管中流过的电流大小为功率双极型三极管CE结的电流峰值,其特征在于:所述BJT驱动电路的VE端口接被驱动的BJT的发射极,所述BJT驱动电路还包括:主功率管MN1、采样管MN2、功率管MN3、功率管MN4、功率管MN5、功率管MN6、功率管MN7、开关管MP1和开关管MP2;其中,所述主功率管MN1的控制端和所述采样管MN2的控制端分别与DRV端连接;

所述主功率管MN1的第一端接VE端,第二端接地;所述采样管MN2的第一端接VE端,第二端分别和功率管MN3的第一端及功率管MN6的第二端连接;

所述功率管MN3的控制端和所述功率管MN4的控制端分别与VBIAS端连接,所述功率管MN3的第一端和所述功率管MN6的第二端连接,第二端接地;

所述功率管MN4的第一端和所述功率管MN5的第二端连接,第二端接地;所述功率管MN4的第一端还和所述功率管MN7的第二端连接;

所述功率管MN5的第一端通过电流源I1与VCC端连接;所述功率管MN6的第一端通过电流源I2与VCC端连接;所述功率管MN5的第一端还分别和所述功率管MN5的控制端及功率管MN6的控制端连接;

所述功率管MN7的控制端耦接于所述功率管MN6的第一端,所述功率管MN7的第二端与所述功率管MN5的第二端连接;

所述开关管MP1的控制端和所述开关管MP2的控制端连接,所述开关管MP1的第一端和所述开关管MP2的第二端分别和VCC端连接;所述开关管MP1的第二端和所述功率管MN7的第一端连接;所述开关管MP1的控制端还和所述功率管MN7的第一端连接;所述开关管MP2的第二端接输出电流IOUT;

SMN1表示主功率管MN1的面积,SMN2表示采样管MN2的面积,它们的面积比例为SMN1:

SMN2=n,n为比例常数,流过采样管MN2的电流大小为流过主功率管MN1电流的1/n倍,由功率管MN5和功率管MN6,到功率管MN7形成负反馈环路,再令I1=I2,这样流经功率管MN7的电流会等于流过功率管MN2的电流,根据反馈电路产生IOUT,再按照比例产生驱动电流。

说明书 :

一种自适应BJT驱动电路

[技术领域]

[0001] 本发明涉及一种BJT驱动电路,具体涉及一种自适应BJT驱动电路。[背景技术]
[0002] 目前传统的BJT驱动电路是固定驱动电流大小的,这样在输出功率变化范围较大的应用中会出现问题。一种问题是如果驱动电流设置较大,在输出功率小的时候,过大的驱动电流会影响系统效率,另一种问题是如果驱动电流设置较小,在输出功率大的应用时,会因为驱动电流不够,导致BJT导通阻抗偏大,同样会影响系统效率。为了克服现有技术中存在的缺陷,解决效率问题,本发明提供了一种自适应BJT驱动电路的实现方法,可以通过NPN1三极管CE结电流的大小的采样来动态调整BJT的驱动电流,从而有效避免传统的BJT驱动电路所出现的效率问题。[发明内容]
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供了一种自适应BJT驱动电路,利用采样电路对CE结电流采样,动态调整BJT的驱动电流。
[0004] 本发明另一个要解决的技术问题是提供一种采用自适应BJT驱动电路的反激型拓扑电路。
[0005] 本发明另一个要解决的技术问题是提供一种采用自适应BJT驱动电路的降压型拓扑电路。
[0006] 本发明另一个要解决的技术问题是提供一种采用自适应BJT驱动电路的升降压型拓扑电路。
[0007] 为了实现以上目的,本发明的技术方案如下:
[0008] 一种自适应的BJT驱动电路,包括一变压器或一电感,一功率双极型三极管,一采样电路,一驱动电路,所述功率双极型三极管的集电极和变压器或电感连接,发射极和采样电路连接,基极和驱动电路连接,所述采样电路和驱动电路相互连接,所述采样电路用于采样流过功率双极型三极管CE结的电流。
[0009] 进一步地,所述驱动电路根据采样电路采样出来的功率双极型三极管的CE结电流来调整功率双极型三极管驱动基极电流的大小。
[0010] 进一步地,在功率双极型三极管饱和导通时,所述采样电路采样功率双极型三极管中流过的电流大小为功率双极型三极管CE结的电流峰值。
[0011] 一种反激型拓扑电路,使用使用上述一种自适应BJT驱动电路。
[0012] 一种降压型拓扑电路,使用使用上述一种自适应BJT驱动电路。
[0013] 一种升降压型拓扑电路,使用使用上述一种自适应BJT驱动电路。
[0014] 本发明的有益效果为:
[0015] 本发明通过在BJT电路中设置采样电路,采样电路可以采样通过功率双极型三极管CE结电流的大小来动态调整BJT的驱动电流,从而有效避免传统的BJT驱动电路所出现的效率问题。[附图说明]
[0016] 图1示出本发明提供一种自适应的BJT驱动电路的电路图。
[0017] 图2示出本发明提供一种自适应的BJT驱动电路的简化图。
[0018] 图3示出本发明提供一种自适应的BJT驱动电路的工作波形。
[0019] 图4示出本发明应用在反激型拓扑电路中的电路图。
[0020] 图5示出本发明应用在降压型拓扑电路中的电路图。
[0021] 图6示出本发明应用在升降压型拓扑电路中的电路图。[具体实施方式]
[0022] 下面结合附图对本发明的实施方式作详细说明。
[0023] 如图1所示一种自适应的BJT驱动电路,包括一变压器或一电感1,一功率双极型三极管2,一采样电路3,一驱动电路4,所述功率双极型三极管2的集电极21和变压器或电感1 连接,发射极22和采样电路3连接,基极23和驱动电路4连接,所述采样电路3和驱动电路4相互连接,所述采样电路3用于采样流过功率双极型三极管CE结的电流。
[0024] 在功率双极型三极管饱和导通时,所述采样电路采样功率双极型三极管中流过的电流大小为功率双极型三极管CE结的电流峰值。
[0025] 图2为一种自适应的BJT驱动电路的简化图,在此电路中,通过采样电路采样功率双极型三极管的电流I1,根据采样结果,去控制驱动电路产生BJT的驱动电流I2,令I2=I1/k,其中k为比例常数,k值一般设置为稍小于功率双极型三极管的β值,其中β为三极管的基极发射极电流放大系数。
[0026] 图3为工作时的各点波形,PWM为功率双极型三极管的开关信号,I1为流过功率双极型三极管的电流,Isample为采样电路的输出,其值为I1的峰值,I2为驱动电路产生的驱动电流,且 I2=Isample/k,其中k为比例常数,其值一般设置为稍小于功率双极型三极管的β值,β为三极管的基极发射极电流放大系数。
[0027] 如图4所示,是上述自适应的BJT驱动电路在反激型拓扑电路中的一种应用,在该系统中,即使输出功率变化较大,驱动电路也可以根据所设置的功率双极型三极管中流过的电流自动调节驱动电流I2的大小,从而提升系统效率。
[0028] 图5提供了一种降压型拓扑电路中应用上述自适应BJT驱动电路的参考电路,可以采用但并不仅限于此电路的方式去实现前面所提到的做法,图4的VE端口接被驱动的BJT的发射极,MN1为主功率管,MN2为采样管,他们的面积比例为SMN1:SMN2=n,其中SMN1表示MN1管的面积,SMN2表示MN2管的面积,n为比例常数,VBIAS为电流偏置电压,I1,I2为电流源,流过MN2管的电流大小为流过MN1管电流的1/n倍,由MN5和MN6,到MN7形成负反馈环路,再令I1=I2,这样流经MN7的电流会等于流过MN2的电流,根据该电路产生的IOUT,再按照比例产生驱动电流。
[0029] 图6提供了一种升降压型拓扑电路中应用上述自适应BJT驱动电路的参考电路,可以采用但并不仅限于此电路的方式去实现前面所提到的做法,图5的VE端口接被驱动的BJT的发射极,MN1为主功率管,MN2为采样管,他们的面积比例为SMN1:SMN2=n,SMN1表示MN1管的面积,SMN2表示MN2管的面积,n为比例常数,流过MN2管的电流大小为流过MN1管电流的 1/n倍,由MN5和MN6,到MN7形成负反馈环路,再令I1=I2,这样流经MN7的电流会等于流过MN2的电流,根据该电路产生的IOUT,再按照比例产生驱动电流。
[0030] 以上所述仅为本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅限于上述实施方式,凡是属于本发明原理的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本发明原理的前提下进行的若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。