本发明属于电源技术领域，提供了一种电源及其开关电源电路。在本发明中，通过采用包括电流偏置模块和驱动模块的开关电源电路，使得电流偏置模块与驱动模块均接收开关控制信号，且电流偏置模块对功率开关管输出端的电流进行采样，以获取采样电压，在开关控制信号为导通状态时间范围内，电流偏置模块根据采样电压向驱动模块输出可变驱动电流，驱动模块接收可变驱动电流，并根据可变驱动电流驱动功率开关管导通；驱动模块在开关控制信号为关闭状态时，驱动功率开关管关闭，实现了以可变驱动电流驱动功率开关管，减少了能量损耗，并提高了能量利用率，进而解决了现有的开关电源电路中功率开关管的驱动方法存在能量损耗高和利用率低的问题。
1.一种开关电源电路，用于向用电设备充电，所述开关电源电路包括整流桥、变压器以及功率开关管，所述整流桥接收交流电，并将所述交流电整流为直流电后输出至所述变压器，所述变压器在所述功率开关管的作用下向所述用电设备充电，其特征在于，所述开关电源电路还包括：电流偏置模块与驱动模块；
所述电流偏置模块与所述驱动模块均接收开关控制信号，所述电流偏置模块对所述功率开关管输出端的电流进行采样，以获取采样电压，在所述开关控制信号为导通状态时间范围内，所述电流偏置模块根据所述采样电压向所述驱动模块输出可变驱动电流，所述驱动模块接收所述可变驱动电流，并根据所述可变驱动电流驱动所述功率开关管导通；所述驱动模块在所述开关控制信号为关闭状态时，驱动所述功率开关管关闭；
其中，所述在所述开关控制信号为导通状态时间范围内，所述电流偏置模块根据所述采样电压向所述驱动模块输出可变驱动电流，所述驱动模块接收所述可变驱动电流，并根据所述可变驱动电流驱动所述功率开关管导通，包括：在所述开关控制信号转换为导通状态的预设时间内，所述电流偏置模块在所述采样电压的作用下生成第一驱动电流，所述驱动模块在所述开关控制信号的作用下对所述第一驱动电流进行放大处理，并根据放大处理后的所述第一驱动电流驱动所述功率开关管导通；
在所述预设时间后，当所述开关控制信号保持所述导通状态，所述电流偏置模块在所述采样电压的作用下生成第二驱动电流，所述第二驱动电流随着所述采样电压的增大而增大，且所述第一驱动电流大于所述第二驱动电流；所述驱动模块在所述开关控制信号的作用下对逐渐增大的所述第二驱动电流进行放大处理，并根据放大处理后的所述第二驱动电流持续驱动所述功率开关管导通。
2.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述电流偏置模块包括：第一镜像电流单元、采样单元以及控制单元；
在所述预设时间内，所述控制单元在所述开关控制信号的作用下根据所述第一镜像电流单元输出的电流输出驱动电流至所述驱动模块；所述采样单元对所述功率开关管输出端的电流进行采样以获取所述采样电压，并在所述采样电压的作用下输出驱动电流至所述驱动模块，其中所述控制单元输出的驱动电流和所述采样单元输出的驱动电流之和为所述第一驱动电流，并且所述采样单元输出的驱动电流小于所述控制单元输出的驱动电流；
在所述预设时间后，所述开关控制信号保持所述导通状态时，所述控制单元停止输出驱动电流至所述驱动模块，所述采样单元在所述采样电压的作用下生成所述第二驱动电流，并输出至所述驱动模块。
3.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述第一镜像电流单元与所述采样单元连接，所述第一镜像电流单元生成初始驱动电流，所述控制单元在所述开关控制信号的控制下根据所述初始驱动电流输出驱动电流至所述驱动模块；所述采样单元接收所述第一镜像电流单元输出的所述初始驱动电流，并在所述采样电压作用下根据所述初始驱动电流输出驱动电流至所述驱动模块。
4.根据权利要求3所述的开关电源电路，其特征在于，所述采样单元包括：采样子单元与镜像电流子单元，所述采样子单元与镜像电流子单元相连接；
所述采样子单元对所述功率开关管输出端的电流进行采样，以获取所述采样电压；在所述预设时间后，所述开关控制信号保持所述导通状态时，所述采样子单元在所述采样电压的作用下生成驱动电流，所述镜像电流子单元对所述采样子单元生成的驱动电流进行放大处理后输出所述第二驱动电流；其中，所述采样子单元生成的驱动电流随着所述采样电压的增大而增大。
5.根据权利要求2至4任一项所述的开关电源电路，其特征在于，所述第一镜像电流单元包括：
第一开关元件、第二开关元件、第三开关元件以及第四开关元件；
所述第一开关元件的输入端与所述第二开关元件的输入端共接，并接收供电电压，所述第一开关元件的控制端与所述第一开关元件的输出端、所述第三开关元件的输入端以及所述第二开关元件的控制端共接，所述第三开关元件的控制端与所述第三开关元件的输出端以及第四开关元件的控制端共接，所述第二开关元件的输出端与所述第四开关元件的输入端连接，所述第四开关元件的输出端与所述控制单元连接。
6.根据权利要求2至4任一项所述的开关电源电路，其特征在于，所述控制单元包括：
所述固定脉宽调制电路的输入端接收所述开关控制信号，所述固定脉宽调制电路的输出端与所述第五开关元件的控制端连接，所述第五开关元件的输入端与所述第一镜像电流单元连接，所述第五开关元件的输出端输出驱动电流。
7.根据权利要求4所述的开关电源电路，其特征在于，所述采样子单元包括：
第六开关元件、第七开关元件、第八开关元件、第九开关元件、第十开关元件、第十一开关元件、第十二开关元件以及第十三开关元件；
所述第六开关元件的输入端与所述第七开关元件的输入端共接，并接收所述初始驱动电流，所述第六开关元件的控制端与所述功率开关管的输出端连接，所述第七开关元件的控制端接收基准电压，所述第六开关元件的输出端与所述第八开关元件的输入端以及所述第十开关元件的控制端连接，所述第八开关元件的控制端与所述第九开关元件的控制端以及所述第十二开关元件的控制端连接，所述第七开关元件的输出端与所述第九开关元件的输入端、所述第十一开关元件的控制端以及所述第十三开关元件的控制端连接，所述第八开关元件的输出端与所述第十开关元件的输入端连接，所述第九开关元件的输出端与所述第十一开关元件的输入端连接，所述第十二开关元件的输入端与所述第十三开关元件的输出端连接，所述第十二开关元件的输出端输出驱动电流，所述第十开关元件的输出端与所述第十一开关元件的输出端以及所述第十三开关元件的输入端共接于地。
8.根据权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，所述镜像电流子单元包括：
第十四开关元件、第十五开关元件、第十六开关元件以及第十七开关元件；
所述第十四开关元件的输入端与所述第十五开关元件的输入端共接，并接收所述供电电压，所述第十四开关元件的控制端与所述第十四开关元件的输出端、所述第十五开关元件的控制端以及所述第十六开关元件的输入端连接，所述第十五开关元件的输出端与所述第十七开关元件的输入端连接，所述第十六开关元件的输出端与所述第十六开关元件的控制端以及所述第十七开关元件的控制端共接，并且接收所述采样子单元生成的驱动电流，所述第十七开关元件的输出端输出驱动电流。
9.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述驱动模块包括：
第十八开关元件、第十九开关元件、第二十开关元件、第二十一开关元件、第二十二开关元件、第二十三开关元件、电阻以及反相器；
所述第十八开关元件的输入端与所述第十九开关元件的输入端以及所述电阻的第一端共接，并接收供电电压，所述第十八开关元件的控制端与所述第十八开关元件的输出端、所述第十九开关元件的控制端、所述电阻的第二端以及所述第二十开关元件的输入端共接，所述第二十开关元件的控制端与所述反相器的输入端共接，并接收所述开关控制信号，所述反相器的输出端与所述第二十三开关元件的控制端连接，所述第二十开关元件的输出端与所述第二十二开关元件的输入端连接，所述第二十二开关元件的控制端与所述第二十一开关元件的控制端以及所述第二十一开关元件的输入端接收所述可变驱动电流，所述第十九开关元件的输出端与所述第二十三开关元件的输入端均与所述功率开关管的控制端连接，所述第二十三开关元件的输出端与所述第二十一开关元件的输出端以及所述第二十二开关元件的输出端共接于地。
10.一种电源，其特征在于，所述电源包括如权利要求1至9任一项所述的开关电源电路。
一种电源及其开关电源电路
技术领域
[0001] 本发明属于电源技术领域，尤其涉及一种电源及其开关电源电路。
背景技术
[0002] 在便携式电子设备风靡的今天，开关电源已成为其主要的电源方案。如图 1所示，现有的开关电源电路主要通过控制芯片IC1的驱动信号控制功率开关管M0与变压器T的初级绕组相连，在特定的功率开关管开关周期内来实现从初级向次级电路传递能量，从而向用电设备供电；其中，控制芯片IC1通过检测功率开关管M0的反馈电流控制功率开关管M0的基极电流变化，进而实现功率开关管M0的导通或关断，并且在功率开关管M0的导通过程中，功率开关管M0由恒定的大电流驱动。
[0003] 然而，由于现有的开关电源电路中功率开关管M0采用双极结型晶体管 (Bipolar Junction Transistor，BJT)开关器件实现，而BJT开关器件的导通和关断有较大的延迟性，其中关断延迟主要因为BJT的电荷储存特性导致其内部大量电荷未被释放，而消散超量存储电荷所需时间决定了关断的速度，因此，现有技术中以恒定的大电流驱动功率开关管M0的方法导致关断前功率开关管 M0内部电荷积累过多，释放关断速度较慢，如此将导致功率开关管M0关断时间延长，而时间越长能量损耗越高。此外，由于功率开关管M0进入饱和导通状态后，其基极电流是随着集电极电压增加而增大，因此，采用恒定的大电流控制功率开关管M0的整个导通过程，会降低能量的利用率。
[0004] 综上所述，现有的开关电源电路中功率开关管的驱动方法存在能量损耗高和利用率低的问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种电源及其开关电源电路，旨在解决现有的开关电源电路中功率开关管的驱动方法存在能量损耗高和利用率低的问题。
[0006] 本发明是这样实现的，一种开关电源电路，用于向用电设备充电，所述开关电源电路包括整流桥、变压器以及功率开关管，所述整流桥接收交流电，并将所述交流电整流为直流电后输出至所述变压器，所述变压器在所述功率开关管的作用下向所述用电设备充电，所述开关电源电路还包括：电流偏置模块与驱动模块；
[0007] 所述电流偏置模块与所述驱动模块均接收开关控制信号，所述电流偏置模块对所述功率开关管输出端的电流进行采样，以获取采样电压，在所述开关控制信号为导通状态时间范围内，所述电流偏置模块根据所述采样电压向所述驱动模块输出可变驱动电流，所述驱动模块接收所述可变驱动电流，并根据所述可变驱动电流驱动所述功率开关管导通；所述驱动模块在所述开关控制信号为关闭状态时，驱动所述功率开关管关闭。
[0008] 本发明的另一目的还在于提供一种电源，所述电源包括上述的开关电源电路。
[0009] 在本发明中，通过采用包括电流偏置模块和驱动模块的开关电源电路，使得电流偏置模块与驱动模块均接收开关控制信号，且电流偏置模块对功率开关管输出端的电流进行采样，以获取采样电压，在开关控制信号为导通状态时间范围内，电流偏置模块根据采样电压向驱动模块输出可变驱动电流，驱动模块接收可变驱动电流，并根据可变驱动电流驱动功率开关管导通；驱动模块在开关控制信号为关闭状态时，驱动功率开关管关闭，实现了以可变驱动电流驱动功率开关管，减少了能量损耗，并提高了能量利用率，进而解决了现有的开关电源电路中功率开关管的驱动方法存在能量损耗高和利用率低的问题。
附图说明
[0010] 图1是现有技术所提供的开关电源电路的电路结构示意图；
[0011] 图2是本发明一实施例所提供的开关电源电路的模块结构示意图；
[0012] 图3是本发明另一实施例所提供的开关电源电路的模块结构示意图；
[0013] 图4是本发明一实施例所提供的开关电源电路中的电流偏置模块的电路结构示意图；
[0014] 图5是本发明一实施例所提供的开关电源电路中的驱动模块的电路结构示意图；
[0015] 图6是本发明一实施例所提供的开关电源电路的工作时序示意图。
具体实施方式
[0016] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0017] 以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：
[0018] 图2示出了本发明一实施例所提供的开关电源电路1的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
[0019] 如图2所示，本发明实施例所提供的开关电源电路1用于向用电设备(图2中未示出)充电，其包括整流桥10、变压器20、功率开关管M0、电流偏置模块30以及驱动模块40。
[0020] 其中，整流桥10与变压器20连接，变压器20与功率开关管M0以及用电设备连接，电流偏置模块30和驱动模块40均与功率开关管M0连接。
[0021] 具体的，整流桥10接收交流电，并将交流电整流为直流电后输出至变压器 20，变压器20在功率开关管M0导通时根据直流电进行能量存储，并在功率开关管断开M0时，根据存储的能量向用电设备充电，即变压器20在功率开关管 M0的作用下向用电设备充电。
[0022] 此外，电流偏置模块30与驱动模块40均接收开关控制信号PULSE，电流偏置模块30对功率开关管M0输出端的电流进行采样，以获取采样电压VCS，在开关控制信号PULSE为导通状态时间范围内，电流偏置模块30根据采样电压VCS向驱动模块输出可变驱动电流Idrv，驱动模块40接收可变驱动电流Idrv，并根据可变驱动电流Idrv驱动功率开关管M0导通；驱动模块40在开关控制信号PULSE为关闭状态时，驱动功率开关管M0关闭。
[0023] 在本发明实施例中，开关控制信号PULSE是可控制功率开关管M0的通断的脉冲信号，即当该开关控制信号PULSE处于高电平时，驱动模块40驱动功率开关管M0导通，当该开关控制信号PULSE处于低电平时，驱动模块40驱动功率开关管M0断开。
[0024] 此外，本发明实施例提供的开关电源电路1还包括滤波等其他电路，而滤波等其他电路的结构、工作原理以及与开关电源电路1中的其他器件的连接关系与现有技术相同，具体可参考现有技术，此处不再赘述。
[0025] 进一步的，请同时参考图2与图6，根据图2和图6所示，在开关控制信号PULSE转换为导通状态的预设时间t内，电流偏置模块30在采样电压VCS 的作用下生成第一驱动电流I1，驱动模块40在开关控制信号PULSE的作用下对第一驱动电流I1进行放大处理，并根据放大处理后的第一驱动电流I1驱动功率开关管M0导通。
[0026] 在预设时间t后，当开关控制信号PULSE保持导通状态，电流偏置模块 30在采样电压VCS的作用下生成第二驱动电流I2，第二驱动电流I2随着采样电压VCS的增大而增大；驱动模块40在开关控制信号PULSE的作用下对逐渐增大的第二驱动电流I2进行放大处理，并根据放大处理后的第二驱动电流I2 持续驱动功率开关管M0导通。
[0027] 需要说明的是，在本发明实施例中，预设时间t是根据电路需要进行设置的，此处不做具体限制。
[0028] 此外，驱动功率开关管M0的可变驱动电流Idrv由第一驱动电流I1和第二驱动电流I2两个阶段组成，即在初始阶段，利用较大的第一驱动电流I1驱动功率开关管M0导通，而在功率开关管M0导通后，则采用渐变的第二驱动电流I2驱动功率开关管M0导通，如此将实现了采用可变电流驱动功率开关管 M0的目的。
[0029] 在本实施例中，本发明的开关电源电路1在短时间内向功率开关管M0提供一个较大的第一驱动电流I1，使得功率开关管M0根据该第一驱动电流I1导通，以此缩短功率开关管M0的开启时间，进而减少开关电源电路1在功率开关管M0的开启持续时间内的能量损耗，并且在功率开关管M0导通后，采用渐变的第二驱动电流I2驱动功率开关管M0，实现了以可变驱动电流驱动功率开关管M0，进而提高了能量利用率，并且使得功率开关管M0在导通过程中累积的电荷量减少，以此减少能量损耗。
[0030] 进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图3所示，电流偏置模块30 包括：第一镜像电流单元301、采样单元302以及控制单元303。
[0031] 其中，第一镜像电流单元301与控制单元303连接，控制单元303与采样单元302连接，采样单元302与功率开关管M0连接，并且控制单元303与采样单元302均与驱动模块40连接。
[0032] 具体的，请同时参考图3和图6，根据图3与图6所示，在预设时间t内，控制单元303在开关控制信号PULSE的作用下根据第一镜像电流单元301输出的电流输出驱动电流至驱动模块40，采样单元302对功率开关管M0输出端的电流进行采样以获取所述采样电压VCS，并在采样电压VCS的作用下输出驱动电流至驱动模块40；其中，控制单元303输出的驱动电流和采样单元302输出的驱动电流之和为第一驱动电流I1，并且采样单302输出的驱动电流小于控制单元303输出的驱动电流，优选的，使采样单元302输出的驱动电流接近于零，第一驱动电流I1为控制单元303输出的驱动电流。
[0033] 在预设时间t后，开关控制信号PULSE保持导通状态时，控制单元303停止输出驱动电流至驱动模块40，采样单元302在采样电压VCS的作用下生成第二驱动电流I2，并输出至驱动模块40。
[0034] 进一步的，如图3所示，采样单元302与第一镜像电流单元301连接，第一镜像电流单元301生成初始驱动电流I0，控制单元303在开关控制信号 PULSE的作用下根据初始驱动电流I0输出驱动电流至驱动模块40；采样单元 302接收第一镜像电流单元301输出的初始驱动电流I0，并采样电压VCS的作用下根据初始驱动电流I0输出驱动电流至驱动模块40。
[0035] 需要说明的是，在本发明其他实施例中，采样单元302也可外接一个独立的电流源，以采用该外接的独立电流源输出的电流替代第一镜像电流单元301 输出的初始驱动电流I0。
[0036] 在本实施例中，在功率开关管M0开启时，由于采样单元302输出的驱动电流远小于控制单元303输出的驱动电流，并且接近于零，因此采样单元302 输出的驱动电流可忽略不计，即在功率开关管M0开启阶段时，功率开关管M0 可仅根据控制单元303输出的驱动电流即第一驱动电流I1导通，如此将有效缩短功率开关管M0的开启时间，进而减少开关电源电路1在功率开关管M0的开启持续时间内的能量损耗。
[0037] 此外，当功率开关管M0开启后，停止采用较大的第一驱动电流I1驱动功率开关管M0，并由渐变的第二驱动电流I2持续驱动功率开关管M0，可使得功率开关管M0在导通过程中累积的电荷量减少，以此减少能量损耗，进而提高了能量利用率。
[0038] 进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图3所示，采样单元302包括采样子单元302a与镜像电流子单元302b，采样子单元302a与镜像电流子单元 302b相连接。
[0039] 其中，采样子单元302a对功率开关管M0输出端的电流进行采样，以获取采样电压VCS；在预设时间t后，开关控制信号PULSE保持导通状态时，采样子单元302a在采样电压VCS的作用下生成驱动电流，镜像电流子单元302b对采样子单元302a生成的驱动电流进行放大处理后输出第二驱动电流I2；其中，采样子单元302a生成的驱动电流随着采样电压VCS的增大而增大。
[0040] 此外，在预设时间t内，开关控制信号PULSE保持导通状态时，采样子单元302a在采样电压VCS的作用下生成驱动电流，该驱动电流接近于零；镜像电流子单元302b同样对采样子单元302a生成的驱动电流进行放大处理后输出。
[0041] 需要说明的是，在本发明实施例中，由于在预设时间t内，采样子单元302a 在采样电压VCS的作用下生成的驱动电流接近于零，因此镜像电流子单元302b 对该驱动电流放大后得到的驱动电流也接近于零。
[0042] 进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图4所示，第一镜像电流单元 301包括：第一开关元件M1、第二开关元件M2、第三开关元件M3以及第四开关元件M4。
[0043] 其中，第一开关元件M1的输入端与第二开关元件M2的输入端共接，并接收供电电压VCC，第一开关元件M1的控制端与第一开关元件M1的输出端、第三开关元件M3的输入端以及第二开关元件M2的控制端共接，第三开关元件M3的控制端与第三开关元件M3的输出端以及第四开关元件M4的控制端共接，第二开关元件M2的输出端与第四开关元件M4的输入端连接，第四开关元件M4的输出端与控制单元303连接。
[0044] 具体实施时，第一开关元件M1至第四开关元件M4均采用PMOS晶体管实现，该PMOS晶体管的栅极、源极以及漏极分别为第一开关元件M1至第四开关元件M4的控制端、输入端以及输出端。
[0045] 需要说明的是，在本发明实施例中，第一开关元件M1至第四开关元件M4 也可以采用其他具有开关作用的器件实现，例如NMOS晶体管、N型三极管、 P型三极管等，具体可根据电路需要进行选择，此处仅以PMOS晶体管为例进行说明，并不做具体限制。
[0046] 进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图4所示，控制单元303包括：固定脉宽调制电路和第五开关元件M5。
[0047] 其中，固定脉宽调制电路的输入端接收开关控制信号PULSE，固定脉宽调制电路的输出端与第五开关元件M5的控制端连接，第五开关元件M5的输入端与第一镜像电流单元301连接，第五开关元件M5的输出端输出驱动电流。
[0048] 具体实施时，开关控制信号PULSE通过固定脉宽调制电路后得到一个相位相同但高电平宽度较小的脉冲信号，从而使得电流偏置模块30根据该脉冲信号在功率开关管M0导通后短时间内向功率开关管M0提供较大的驱动电流，以缩短功率开关管M0的开启时间。
[0049] 此外，第五开关元件M5采用PMOS晶体管实现，该PMOS晶体管的栅极、源极以及漏极分别为第五开关元件M5的控制端、输入端以及输出端；需要说明的是，在本发明实施例中，第五开关元件M5也可以采用其他具有开关作用的器件实现，例如NMOS晶体管、N型三极管、P型三极管等，具体可根据电路需要进行选择，此处仅以PMOS晶体管为例进行说明，并不做具体限制。
[0050] 进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图4所示，采样子单元302a 包括：第六开关元件M6、第七开关元件M7、第八开关元件M8、第九开关元件M9、第十开关元件M10、第十一开关元件M11、第十二开关元件M12以及第十三开关元件M13。
[0051] 其中，第六开关元件M6的输入端与第七开关元件M7的输入端共接，并接收初始驱动电流I0，第六开关元件M6的控制端与功率开关管M0的输出端连接，第七开关元件M7的控制端接收基准电压VCS-off，第六开关元件M6 的输出端与第八开关元件M8的输入端以及第十开关元件M10的控制端连接，第八开关元件M8的控制端与第九开关元件M9的控制端以及第十二开关元件 M12的控制端连接，第七开关元件M7的输出端与第九开关元件M9的输入端、第十一开关元件M11的控制端以及第十三开关元件M13的控制端连接，第八开关元件M8的输出端与第十开关元件M10的输入端连接，第九开关元件M9 的输出端与第十一开关元件M11的输入端连接，第十二开关元件M12的输入端与第十三开关元件M13的输出端连接，第十二开关元件M12的输出端输出驱动电流，第十开关元件M10的输出端与第十一开关元件M11的输出端以及第十三开关元件M13的输入端端共接于地。
[0052] 具体实施时，第六开关元件M6和第七开关元件M7采用PMOS晶体管实现，该PMOS晶体管的栅极、源极以及漏极分别为第六开关元件M6和第七开关元件M7的控制端、输入端以及输出端；第八开关元件M8至第十三开关元件M13采用NMOS晶体管实现，该NMOS晶体管的栅极、漏极以及源极分别为第八开关元件M8至第十三开关元件M13的控制端、输入端以及输出端。
[0053] 需要说明的是，在本发明实施例中，第六开关元件M6和第七开关元件M7 也可以采用其他具有开关作用的器件实现，例如NMOS晶体管、N型三极管、 P型三极管等，具体可根据电路需要进行选择，此处仅以PMOS晶体管为例进行说明，并不做具体限制；同样的，第八开关元件M8至第十三开关元件M13 可以采用其他具有开关作用的器件实现，例如PMOS晶体管、N型三极管、P 型三极管等，具体可根据电路需要进行选择，此处仅以NMOS晶体管为例进行说明，并不做具体限制。
[0054] 进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图4所示，镜像电流子单元302b 包括：第十四开关元件M14、第十五开关元件M15、第十六开关元件M16以及第十七开关元件M17。
[0055] 其中，第十四开关元件M14的输入端与第十五开关元件M15的输入端共接，并接收供电电压VCC，第十四开关元件M14的控制端与第十四开关元件 M14的输出端、第十五开关元件M15的控制端以及第十六开关元件M16的输入端连接，第十五开关元件M15的输出端与第十七开关元件M17的输入端连接，第十六开关元件M16的输出端与第十六开关元件的控制端以及第十七开关元件M17的控制端共接，并且接收采样子单元302a输出的驱动电流，第十七开关元件M17的输出端输出驱动电流。
[0056] 具体实施时，第十四开关元件M14至第十七开关元件M17均采用PMOS 晶体管实现，该PMOS晶体管的栅极、源极以及漏极分别为第十四开关元件 M14至第十七开关元件M17的控制端、输入端以及输出端。
[0057] 需要说明的是，在本发明实施例中，第十四开关元件M14至第十七开关元件M17也可以采用其他具有开关作用的器件实现，例如NMOS晶体管、N型三极管、P型三极管等，具体可根据电路需要进行选择，此处仅以PMOS晶体管为例进行说明，并不做具体限制。
[0058] 进一步的，作为本发明一优选实施方式，如图5所示，驱动模块40包括：第十八开关元件M18、第十九开关元件M19、第二十开关元件M20、第二十一开关元件M21、第二十二开关元件M22、第二十三开关元件M23、电阻R以及反相器U1。
[0059] 其中，第十八开关元件M18的输入端与第十九开关元件M19的输入端以及电阻R的第一端共接，并接收供电电压VDD，第十八开关元件M18的控制端与第十八开关元件M18的输出端、第十九开关元件M19的控制端、电阻R 的第二端以及第二十开关元件M20的输入端共接，第二十开关元件M20的控制端与反相器U1的输入端共接，并接收开关控制信号PULSE，反相器U1的输出端与第二十三开关元件M23的控制端连接，第二十开关元件M20的输出端与第二十二开关元件M22的输入端连接，第二十二开关元件M22的控制端与第二十一开关元件M21的控制端以及第二十一开关元件M21的输入端共接，并接收可变驱动电流Idrv，第十九开关元件M19的输出端与第二十三开关元件 M23的输入端均与功率开关管M0(图5中未示出)的控制端连接，第二十三开关元件M23的输出端与第二十一开关元件M21的输出端以及第二十二开关元件M22的输出端共接于地。
[0060] 具体实施时，第十八开关元件M18和第十九开关元件M19采用PMOS晶体管实现，该PMOS晶体管的栅极、源极以及漏极分别为第十八开关元件M18 和第十九开关元件M19的控制端、输入端以及输出端；第二十开关元件M20 至第二十三开关元件M23采用NMOS晶体管实现，该NMOS晶体管的栅极、漏极以及源极分别为第二十开关元件M20至第二十三开关元件M23的控制端、输入端以及输出端。
[0061] 需要说明的是，在本发明实施例中，第十八开关元件M18和第十九开关元件M19也可以采用其他具有开关作用的器件实现，例如NMOS晶体管、N型三极管、P型三极管等，具体可根据电路需要进行选择，此处仅以PMOS晶体管为例进行说明，并不做具体限制；同样的，第二十开关元件M20至第二十三开关元件M23可以采用其他具有开关作用的器件实现，例如PMOS晶体管、N 型三极管、P型三极管等，具体可根据电路需要进行选择，此处仅以NMOS晶体管为例进行说明，并不做具体限制。
[0062] 下面以图4和图5所示的电路以及图6所示的时序图为例对本发明所提供的开关电源电路1的工作原理作具体说明，详述如下：
[0063] 首先请参考图4，刚开始时，第一开关元件M1至第四开关元件M4构成的镜像电路产生初始驱动电流I0，即流过第一开关元件M1和第三开关元件M3 的电流为I0，而流过第二开关元件M2和第四开关元件M4的电流则为该初始驱动电流I0经过一定比例得到的，该比例由第一开关元件M1至第四开关元件 M4构成的镜像电路中的第一开关元件M1与第二开关元件M2决定。
[0064] 进一步的，请同时参考图4和图6，在预设时间t内，第六开关元件M6的控制端电压，即采样电压VCS从零开始上升且比较小，并且开关控制信号 PULSE为高电平，而该高电平的开关控制信号PULSE在经过固定脉宽调制后，将在短时间内保持高电平，进而使得第五开关元件M5导通，从而输出驱动电流，该驱动电流即为由初始驱动电流I0比例得到的电流；此外，由于此时第六开关元件M6的控制端电压VCS从零开始上升且比较小，因此，第六开关元件 M6完全导通，如此将导致第三开关元件M3流出的初始驱动电流I0几乎全部流入第六开关元件M6，进而使得流入第七开关元件M7的电流几乎为零，从而使得流经第九开关元件M9和第十一开关元件M11的电流几乎为零。
[0065] 进一步的，由于第九开关元件M9、第十一开关元件M11、第十二开关元件M12以及第十三开关元件M13构成镜像电路，因此，流经第十二开关元件 M12和第十三开关元件M13的电流与流经第九开关元件M9和第十一开关元件 M11的电流成比例，在流经第九开关元件M9和第十一开关元件M11的电流几乎为零的情况下，流经第十二开关元件M12和第十三开关元件M13的电流同样几乎为零。
[0066] 进一步的，由于第十四开关元件M14、第十六开关元件M16、第十二开关元件M12以及第十三开关元件M13形成一个电流通路，因此，流经第十四开关元件M14和第十六开关元件M16的电流即为流经第十二开关元件M12和第十三开关元件M13的电流，在流经第十二开关元件M12和第十三开关元件M13 的电流几乎为零的情况下，流经第十四开关元件M14和第十六开关元件M16 的电流同样几乎为零。
[0067] 而由于第十四开关元件M14、第十五开关元件M15、第十六开关元件M16 以及第十七开关元件M17构成镜像电路，因此，流经第十四开关元件M14和第十六开关元件M16的电流与流经第十五开关元件M15和第十七开关元件 M17的电流成比例，故在流经第十四开关元件M14和第十六开关元件M16的电流几乎为零的情况下，流经第十五开关元件M15和第十七开关元件M17的电流也几乎为零。
[0068] 进一步的，根据图4和图5可以看出，电流偏置模块30最后得到的可变驱动电流Idrv，即第一驱动电流I1是第五开关元件M5输出的电流和第十七开关元件M17输出的电流之和，而在第十七开关元件M17输出的电流几乎为零的情况下，则此时电流偏置模块30向驱动模块40输出的可变驱动电流Idrv仅为第五开关元件M5输出的电流，即第一驱动电流I1仅为由初始驱动电流I0比例得到的电流。
[0069] 当第二十一开关元件M21与第二十二开关元件M22接收到该第一驱动电流I1后，由于此时第二十开关元件M20在高电平的开关控制信号PULSE下导通，因此流经第十八开关元件M18的电流为第一驱动电流I1，而由于第十八开关元件M18与第十九开关元件M19构成镜像电路，因此流经第十九开关元件 M19的电流与流经第十八开关元件M18的电流成比例，即第十九开关元件M19 对第一驱动电流I1进行放大得到电流DRV，此外由于此时第二十三开关元件M23的控制信号是由开关控制信号PULSE反相后得到的，因此，第二十三开关元件M23断开，故驱动模块40便可根据放大后的电流DRV控制功率开关管 M0导通。
[0070] 在本实施例中，在短时间内控制第五开关元件M5导通，进而通过导通的第五开关元件M5将由初始驱动电流I0比例得到的电流作为驱动电流Idrv输出至驱动模块40，以便于驱动模块40根据由驱动电流Idrv放大得到的电流DRV 控制功率开关管M0导通，有效缩短了功率开关管M0的开启时间，从而减少了功率开关管M0在开启持续时间内带来的能量损耗。
[0071] 进一步的，在预设时间t后，采样电压VCS慢慢增大，而由于采样电压VCS 的大小决定了第六开关元件M6的导通程度，因此，当第六开关元件M6的控制端接收的采样电压VCS慢慢增大时，第六开关元件M6的导通程度越小，从而使得流入第六开关元件M6的电流变小，而流经第七开关元件M7的电流变大，即流经第九开关元件M9和第十一开关元件M11的电流随着采样电压VCS 的增大而增大，如此将使得流经第十二开关元件M12和第十三开关元件M13 的电流随着采样电压VCS的增大而增大，而流经第十二开关元件M12和第十三开关元件M13的电流的增大将会使得流经第十四开关元件M14和第十六开关元件M16的电流增大，进而导致流经第十五开关元件M15和第十七开关元件M17随着采样电压VCS的增大而增大；需要说明的是，在本发明实施例中虽然在预设时间t后，采样电压VCS持续增大，但是其一直小于基准电压 VCS-off。
[0072] 此外，虽然此时开关控制信号PULSE依然处于高电平，然而控制第五开关元件M5的信号却已经转换为低电平，即由开关控制信号PULSE经固定脉宽调制后得到的脉冲信号此时已经转换为低电平，因此，第五开关元件M5断开，流经第二开关元件M2和第四开关元件M4的电流无法通过第五开关元件M5 输出输出，进而导致第五开关元件M5输出的电流变为零，即此时电流偏置模块30输出的可变驱动电流Idrv仅为第十七开关元件M17输出的电流，即第二驱动电流I2仅为第十七开关元件M17输出的电流，当驱动模块40接收该第二驱动电流I2后，对该第二驱动电流I2进行放大后持续驱动功率开关管M0，以使功率开关管M0持续导通。
[0073] 在本实施例中，由于第二驱动电流I2是根据采样电压VCS的增大而增大的，而采样电压VCS是根据流经功率开关管M0的采样电流而得到的，因此，采用该可变的第二驱动电流I2作为功率开关管M0在导通阶段的驱动电流，使得无需一直采用不变的大电流驱动功率开关管M0，进而减少了功率开关管M0 在导通过程中的电荷存储，以此降低能量的损耗，并且减少了额外能量的提供，，提高了能量的利用率。
[0074] 进一步的，当采样电压VCS上升到与基准电压VCS-off相等时，此时开关控制信号PULSE变为低电平，虽然此时电流偏置模块30将会有电流Idrv输出至驱动模块40，然而，由于此时开关控制信号PULSE为低电平，因此，第二十开关元件M20断开，第二十三开关元件M23导通，如此驱动模块40输出至功率开关管M0的电流DRV将会变为零，功率开关管M0断开。
[0075] 在本实施例中，由于功率开关管M0在导通过程中存储的电荷少，因此，在功率开关管M0断开时，其关断速度加快，进而减少了能量损耗，并降低因能量损耗所引起的功率开关管M0温升。
[0076] 进一步的，本发明还提供了一种电源，该电源包括图2至图5所示的开关电源电路1。
[0077] 在本发明中，通过采用包括电流偏置模块和驱动模块的开关电源电路，使得电流偏置模块与驱动模块均接收开关控制信号，且电流偏置模块对功率开关管输出端的电流进行采样，以获取采样电压，在开关控制信号为导通状态时间范围内，电流偏置模块根据采样电压向驱动模块输出可变驱动电流，驱动模块接收可变驱动电流，并根据可变驱动电流驱动功率开关管导通；驱动模块在开关控制信号为关闭状态时，驱动功率开关管关闭，实现了以可变驱动电流驱动功率开关管，减少了能量损耗，并提高了能量利用率，进而解决了现有的开关电源电路中功率开关管的驱动方法存在能量损耗高和利用率低的问题。
[0078] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
