一种具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路转让专利

申请号 : CN202210916771.X

文献号 : CN114978132B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 曾恺亮刘杰

申请人 : 深圳芯能半导体技术有限公司

摘要 :

本发明公开了一种具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,涉及栅极驱动技术领域,该电路包括温度补偿电路,所述温度补偿电路的输入端用于输入外部控制信号,所述温度补偿电路的输出端用于根据所述外部控制信号输出与环境温度为正相关关系的补偿电流;栅极驱动器,所述栅极驱动器的输入端用于输入外部控制信号,所述栅极驱动器的输出端连接所述温度补偿电路的输出端,所述补偿电流用于补偿所述栅极驱动开启电路的输出电流;该电路可以平滑地根据温度变化调整输出电流,抑制温度变化对开关管开启带来的不良影响,提高了补偿电流调节的平滑性,提升了电流补偿能力。

权利要求 :

1.一种具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,其特征在于,包括:

温度补偿电路,所述温度补偿电路的输入端用于输入外部控制信号,所述温度补偿电路的输出端用于根据所述外部控制信号输出与环境温度为正相关关系的补偿电流;

栅极驱动器,所述栅极驱动器的输入端用于输入外部控制信号,所述栅极驱动器的输出端连接所述温度补偿电路的输出端,所述补偿电流用于补偿所述栅极驱动开启电路的输出电流;

所述温度补偿电路包括:

温度输出电路,所述温度输出电路用于根据所述环境温度输出与环境温度为负相关关系的第一电压;

第一电压输出控制电路,所述第一电压输出控制电路的控制端用于输入所述外部控制信号,所述第一电压输出控制电路的输入端连接所述温度输出电路的输出端,所述第一电压输出控制电路的输出端用于根据所述外部控制信号控制输出第一电压;

温度补偿输出电路,所述温度补偿输出电路的输入端连接所述第一电压输出控制电路的输出端,所述温度补偿输出电路的输出端用于根据所述第一电压输出所述与环境温度为正相关关系的补偿电流。

2.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,其特征在于,所述温度输出电路包括:带隙基准电路,所述带隙基准电路的第一输出端用于输出基准电压,所述带隙基准电路的第二输出端用于根据环境温度输出与环境温度为正相关关系的第一电流;

第一电流镜电路和第一电阻,所述第一电流镜电路的输入端连接所述带隙基准电路的第二输出端,所述第一电流镜电路的输出端连接所述第一电阻的一端,所述第一电阻的另一端连接电源,所述第一电流镜电路的输出端用于生成第一设定放大倍数的第一电流;

电流源电路,所述电流源电路的输入端连接所述带隙基准电路的第一输出端,所述电流源电路的输出端用于生成第二电流;

第二电流镜电路,所述第二电流镜电路的输入端连接所述电流源电路的输出端,所述第二电流镜电路的输出端连接所述第一电阻,所述第二电流镜电路的输出端用于生成第二设定放大倍数的所述第二电流。

3.根据权利要求2所述的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,其特征在于,所述温度输出电路输出的第一电压的计算公式为:VOT=VH‑R2*(K*ICONST+N*IPTAT)

其中,VOT为所述第一电压,VH为电源电压,R2为所述第一电阻,IPTAT为所述第一电流,ICONST为所述第二电流,N为所述第一设定放大倍数,K为所述第二设定放大倍数。

4.根据权利要求2所述的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,其特征在于,所述电流源电路包括:第一运算放大器、第一开关管和第二电阻,所述第一运算放大器的正输入端连接所述带隙基准电路的第一输出端,所述第一运算放大器的负输入端连接所述第一开关管的输出端,所述第一运算放大器的输出端连接所述第一开关管的控制端;

所述第一开关管的输入端连接所述第二电流镜电路的输入端,所述第一开关管的输出端连接所述第二电阻的一端,所述第二电阻的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,其特征在于,所述第一电压输出控制电路包括:第二开关管和第三开关管,所述第二开关管的输入端连接电源,所述第二开关管的输出端连接所述第三开关管的输出端,所述第二开关管的控制端连接所述第三开关管的控制端;所述第三开关管的输入端连接所述温度输出电路的输出端。

6.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,其特征在于,所述温度补偿输出电路包括:第五开关管,所述第五开关管的输入端连接电源,所述第五开关管的控制端连接所述第一电压输出控制电路的输出端,所述第五开关管的输出端连接所述栅极驱动器的输出端。

7.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,其特征在于,所述温度补偿电路还包括:电压跟随电路,所述电压跟随电路的输入端连接所述温度输出电路的输出端,所述电压跟随电路的输出端连接所述第一电压输出控制电路的输入端。

8.根据权利要求7所述的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,其特征在于,所述电压跟随电路包括:第二运算放大器、第四开关管、第三电阻、第四电阻和电容,所述第二运算放大器的负输入端连接所述温度输出电路的输出端,所述第二运算放大器的正输入端连接所述第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端连接所述第四开关管的输入端,所述第二运算放大器的输出端连接所述第四开关管的控制端;所述第四开关管的输出端接地;

所述第四电阻与所述电容并联连接,所述第四电阻的一端连接电源,所述第四电阻的另一端连接所述第四开关管的输入端和所述第一电压输出控制电路的输入端。

9.根据权利要求1所述的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,其特征在于,所述温度补偿电路还包括:缓冲电路,所述缓冲电路的输入端用于输入外部控制信号,所述缓冲电路的输出端连接所述第一电压输出控制电路的控制端。

说明书 :

一种具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路

技术领域

[0001] 本发明涉及栅极驱动技术领域,特别涉及一种具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路。

背景技术

[0002] 栅极驱动芯片作为功率器件的控制和驱动元件,可以控制功率器件的开通和关断,在电源电路中有着不可或缺的位置。
[0003] 功率器件,在开关过程中,由于流经功率器件的电流和器件两端的电压变化有先后之分,会产生一定的能量损耗,造成发热,从而影响电路的工作的稳定性。因此,在使用中必须控制功率器件的开关时间,避免开关时间过长而产生较大的开关损耗。但是,器件开关速度过快,会造成较大的电压电流过冲及震荡,降低电路的EMI性能,甚至有造成器件损坏的风险。因此,需要控制功率器件的开关时间在合理范围内。
[0004] 同时,许多功率器件需要工作在较宽的温度范围,而温度变化会对功率器件的开关特性造成变化,所以为了功率器件开关的效率和安全性,在设计驱动电路时需要考虑温度的影响。
[0005] 现有技术中,通过比较器判断温度传感器的输出电压,判断电路处于高温还是低温状态,开启或者关断快速关断用的旁路,使功率器件的栅极在高温和低温时有不同的放电速度,从而根据温度调整其关断速度。
[0006] 上述电路虽然可以起温度补偿的功能,但是其只有高温和低温两种状态,只能通过开通关断旁路电阻来对驱动电流进行调整,补偿电流调节的平滑性较差,电流补偿能力有限。

发明内容

[0007] 基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,以解决现有技术中栅极驱动电路补偿电流调节的平滑性较差,电流补偿能力有限的问题。
[0008] 基于上述目的,一种具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,包括:
[0009] 温度补偿电路,所述温度补偿电路的输入端用于输入外部控制信号,所述温度补偿电路的输出端用于根据所述外部控制信号输出与环境温度为正相关关系的补偿电流;
[0010] 栅极驱动器,所述栅极驱动器的输入端用于输入外部控制信号,所述栅极驱动器的输出端连接所述温度补偿电路的输出端,所述补偿电流用于补偿所述栅极驱动开启电路的输出电流。
[0011] 上述方案具有以下有益效果:
[0012] 本发明的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,以与温度相关的电压对其进行控制,在温度升高时,温度补偿电路增加补偿电流的输出,使得开关管在高温时也能保持开关速度;在温度降低时,减小补偿电流的输出,避免低温时开关管的开启速度过快,从而实现了对驱动电流的无级温度补偿,可以平滑地根据温度变化调整输出电流,抑制温度变化对开关管开启带来的不良影响,提高了补偿电流调节的平滑性,提升了电流补偿能力。
[0013] 可选的,所述温度补偿电路包括:
[0014] 温度输出电路,所述温度输出电路用于根据所述环境温度输出与环境温度为负相关关系的第一电压;
[0015] 第一电压输出控制电路,所述第一电压输出控制电路的控制端用于输入所述外部控制信号,所述第一电压输出控制电路的输入端连接所述温度输出电路的输出端,所述第一电压输出控制电路的输出端用于根据所述外部控制信号控制输出第一电压;
[0016] 温度补偿输出电路,所述温度补偿输出电路的输入端连接所述第一电压输出控制电路的输出端,所述温度补偿输出电路的输出端用于根据所述第一电压输出所述与环境温度为正相关关系的补偿电流。
[0017] 可选的,所述温度输出电路包括:
[0018] 带隙基准电路,所述带隙基准电路的第一输出端用于输出基准电压,所述带隙基准电路的第二输出端用于根据环境温度输出与环境温度为正相关关系的第一电流;
[0019] 第一电流镜电路和第一电阻,所述第一电流镜电路的输入端连接所述带隙基准电路的第二输出端,所述第一电流镜电路的输出端连接所述第一电阻的一端,所述第一电阻的另一端连接电源,所述第一电流镜电路的输出端用于生成第一设定放大倍数的第一电流;
[0020] 电流源电路,所述电流源电路的输入端连接所述带隙基准电路的第一输出端,所述电流源电路的输出端用于生成第二电流;
[0021] 第二电流镜电路,所述第二电流镜电路的输入端连接所述电流源电路的输出端,所述第二电流镜电路的输出端连接所述第一电阻,所述第二电流镜电路的输出端用于生成第二设定放大倍数的所述第二电流。
[0022] 可选的,所述温度输出电路输出的第一电压的计算公式为:
[0023] VOT=VH‑R2*(K*ICONST+N*IPTAT)
[0024] 其中,VOT为所述第一电压,VH为电源电压,R2为所述第一电阻,IPTAT为所述第一电流,ICONST为所述第二电流,N为所述第一设定放大倍数,K为所述第二设定放大倍数。
[0025] 可选的,所述电流源电路包括:
[0026] 第一运算放大器、第一开关管和第二电阻,所述第一运算放大器的正输入端连接所述带隙基准电路的第一输出端,所述第一运算放大器的负输入端连接所述第一开关管的输出端,所述第一运算放大器的输出端连接所述第一开关管的控制端;
[0027] 所述第一开关管的输入端连接所述第二电流镜电路的输入端,所述第一开关管的输出端连接所述第二电阻的一端,所述第二电阻的另一端接地。
[0028] 可选的,所述第一电压输出控制电路包括:
[0029] 第二开关管和第三开关管,所述第二开关管的输入端连接电源,所述第二开关管的输出端连接所述第三开关管的输出端,所述第二开关管的控制端连接所述第三开关管的控制端;所述第三开关管的输入端连接所述温度输出电路的输出端。
[0030] 可选的,所述温度补偿输出电路包括:
[0031] 第五开关管,所述第五开关管的输入端连接电源,所述第五开关管的控制端连接所述第一电压输出控制电路的输出端,所述第五开关管的输出端连接所述栅极驱动器的输出端。
[0032] 可选的,所述温度补偿电路还包括:
[0033] 电压跟随电路,所述电压跟随电路的输入端连接所述温度输出电路的输出端,所述电压跟随电路的输出端连接所述第一电压输出控制电路的输入端。
[0034] 可选的,所述电压跟随电路包括:
[0035] 第二运算放大器、第四开关管、第三电阻、第四电阻和电容,所述第二运算放大器的负输入端连接所述温度输出电路的输出端,所述第二运算放大器的正输入端连接所述第三电阻的一端,所述第三电阻的另一端连接所述第四开关管的输入端,所述第二运算放大器的输出端连接所述第四开关管的控制端;所述第四开关管的输出端接地;
[0036] 所述第四电阻与所述电容并联连接,所述第四电阻的一端连接电源,所述第四电阻的另一端连接所述第四开关管的输入端和所述第一电压输出控制电路的输入端。
[0037] 可选的,所述温度补偿电路还包括:
[0038] 缓冲电路,所述缓冲电路的输入端用于输入外部控制信号,所述缓冲电路的输出端连接所述第一电压输出控制电路的控制端。

附图说明

[0039] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040] 图1是本发明一实施例中提供的一种具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路原理示例图一;
[0041] 图2是本发明一实施例中提供的一种具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路原理示例图二;
[0042] 图3是本发明一实施例中提供的一种温度输出电路原理图;
[0043] 图4是本发明一实施例中提供的第一电压与温度的关系图;
[0044] 图5是本发明一实施例中提供的一种具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路原理示例图三;
[0045] 符号说明如下:
[0046] 1、温度补偿电路;11、温度输出电路;12、第一电压输出控制电路;13、温度补偿输出电路;14、电压跟随电路;2、栅极驱动器;VH、电源;VL、地;IN、外部控制信号;OUTH2、补偿电流;OUT、栅极驱动信号。

具体实施方式

[0047] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0048] 在一实施例中,提供一种如图1所示的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,该电路包括:温度补偿电路1和栅极驱动器2,其中,温度补偿电路1的输入端连接栅极驱动器2的输出端,温度补偿电路1的输入端用于输入外部控制信号IN,温度补偿电路1的输出端用于根据外部控制信号IN输出补偿电流OUTH2,该补偿电流OUTH2与环境温度呈正相关关系,即:温度升高时,该补偿电流OUTH2增大,温度降低时,该补偿电流OUTH2减小。
[0049] 栅极驱动器2的输入端用于输入外部控制信号IN,栅极驱动器2的输出端连接温度补偿电路1的输出端,以接收温度补偿电路1输出补偿电流OUTH2,该补偿电流OUTH2用于根据温度变化调整栅极驱动开启电路输出的栅极驱动信号OUT的电流大小。
[0050] 上述具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路的工作过程:
[0051] (1)当外部开关管处于关断状态时:
[0052] 此时,外部控制信号IN为低电平,栅极驱动器2根据低电平的外部控制信号IN输出低电平的栅极驱动信号OUT,由于外部控制信号IN为低电平,温度补偿电路1处于断路状态,不输出补偿电流OUTH2。
[0053] (2)当外部开关管需要开启时:
[0054] 外部控制信号IN转为高电平,此时,栅极驱动器根据高电平的外部控制信号IN输出高电平的栅极驱动信号OUT;在外部控制信号IN转为高电平的同时,温度补偿电路1会输出补偿电流OUTH2,该补偿电流OUTH2与温度呈正相关的关系,即:环境温度升高时,增大该补偿电流OUTH2,环境温度下降时,减小该补偿电流OUTH2,从而实现对驱动电流的无级温度补偿。
[0055] 本实施例的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,以与温度相关的第一电压对其进行控制,在温度升高时,温度补偿电路增加补偿电流的输出,使得开关管在高温时也能保持开关速度;在温度降低时,减小补偿电流的输出,避免低温时开关管的开启速度过快,从而实现了对驱动电流的无级温度补偿,可以平滑地根据温度变化调整输出电流,抑制温度变化对开关管开启带来的不良影响,提高了补偿电流调节的平滑性,提升了电流补偿能力。
[0056] 在一实施例中,提供一种如图2所示的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,该电路包括:温度补偿电路1和栅极驱动器2,本实施例中的温度补偿电路1和栅极驱动器2的连接方式与图1中的温度补偿电路1和栅极驱动器2的连接方式相同,在此不再赘述。
[0057] 本实施例中,温度补偿电路1包括:温度输出电路11、第一电压输出控制电路12和温度补偿输出电路13,其中,温度输出电路11用于根据环境温度输出与环境温度为负相关关系的第一电压VOT。
[0058] 第一电压输出控制电路12的控制端用于输入外部控制信号IN,第一电压输出控制电路12的输入端连接温度输出电路11的输出端,第一电压输出控制电路12的输出端用于根据外部控制信号IN控制输出第一电压VOT。
[0059] 温度补偿输出电路13的输入端连接第一电压输出控制电路12的输出端,温度补偿输出电路13的输出端用于根据第一电压VOT输出与环境温度为正相关关系的补偿电流OUTH2。
[0060] 本实施例中,温度输出电路11包括:带隙基准电路111、电流源电路112、第一电流镜电路113、第二电流镜电路114和电阻R2,其中,带隙基准电路111具有两个输出端,第一输出端用于输出基准电压VREF,第二输出端用于输出第一电流IPTAT,该第一电流IPTAT与温度呈正相关关系。
[0061] 第一电流镜电路113的输入端连接带隙基准电路111的第二输出端,第一电流镜电路113的输出端连接电阻R2的一端,电阻R2的另一端连接电源VH;第一电流镜电路113的输出端与电阻R2的连接端作为温度输出电路11的输出端,以根据环境温度输出第一电压VOT。
[0062] 若第一电流镜电路113的放大倍数为N,则第一电流镜电路113的输出端生成的镜像电流的大小为N*IPTAT。
[0063] 电流源电路112的输入端连接带隙基准电路111的第一输出端,以接收基准电压VREF,电流源电路112的输出端连接第二电流镜电路114的输入端,第二电流镜电路114的输出端连接第一电流镜电路113的输出端;电流源电路112的输出端用于生成第二电流ICONST。
[0064] 若第二电流镜电路114的放大倍数为K,则第二电流镜电路114的输出端生成的镜像电流的大小为K*ICONST。
[0065] 本实施例中,第一电流镜电路113包括:开关管N6和开关管N7,开关管N6的输入端连接带隙基准电路111的第二输出端,开关管N6的输入端与控制端相连,开关管N6的输出端接地VL;开关管N7的输入端连接电阻R2的一端,电阻R2的另一端连接电源VH。
[0066] 电流源电路112包括:运算放大器OP2,开关管N3和电阻R3,其中,运算放大器OP2的正输入端连接带隙基准电路111的第一输出端,运算放大器OP2的负输入端连接开关管N3的输出端和电阻R3的一端,电阻R3的另一端接地VL,开关管N3的输入端用于生成第二电流ICONST。
[0067] 第二电流镜电路114包括:开关管P2、开关管P3、开关管N4和开关管N5,其中,开关管P2的输入端连接电源,开关管P2的输出端与控制端相连,开关管P2的输出端连接开关管N3的输入端;开关管P3的输入端连接电源VH,开关管P3的控制端连接开关管P2的控制端,开关管P3的输出端连接开关管N4的输入端和控制端,开关管N4的输出端接地VL;开关管N5的输入端连接开关管N7的输入端,开关管N5的控制端连接开关管N4的控制端,开关管N5的输出端接地VL。
[0068] 本实施例中,第一电压输出控制电路12包括:开关管P1和开关管N1,其中,开关管P1的输入端连接电源VH,开关管P1的输出端连接开关管N1的输出端,开关管P1的控制端连接开关管N1的控制端,开关管P1的控制端用于输入外部控制信号IN;开关管N1的输入端连接温度输出电路11的输出端。
[0069] 本实施例中,温度补偿输出电路13包括开关管PD2,开关管PD2的输入端连接电源VH,开关管PD2的控制端连接开关管P1的输出端,开关管PD2的输出连接栅极驱动器2的输出端,开关管PD2的输出端用于根据第一电压VOT输出补偿电流OUTH2。
[0070] 上述具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路的工作过程:
[0071] (1)温度输出电路工作过程分析:
[0072] 温度输出电路11中的运算放大器OP2、开关管N3和电阻R3组成了电流源,输出第二电流的电流值为ICONST=VREF/R3,因VREF为带隙基准电路产生的电压基准,其温度系数较小,可将ICONST的温度系数看作接近0;第二电流ICONST经过由开关管P2、开关管P3、开关管N4和开关管N5组成的第二电流镜电路114,在开关管N5的漏极处产生K*ICONST的电流,其中,K为第二电流镜电路114的放大倍数;开关管N6和开关管N7组成的放大倍数为N的第一电流镜电路113,将带隙基准电路产生的正温度系数第一电流IPTAT放大为N*IPTAT。因此,温度输出电路的输出的第一电压VOT为:VOT=VH‑R2*(K*ICONST+N*IPTAT),其中,VOT为所述第一电压,VH为电源电压,R2为第一电阻,IPTAT为所述第一电流,ICONST为所述第二电流,N为所述第一设定放大倍数,K为所述第二设定放大倍数。
[0073] 如图4所示,为第一电压VOT与温度的关系图,因第一电流IPTAT随着温度的上升而增大,可得第一电压VOT与电源VH之间的压差的绝对值随着温度的增加而变大,同时,可通过改变电阻R2、第二电流镜电路114的放大倍数K和第一电流镜电路113的放大倍数N对第一电压VOT的温度曲线进行调整。
[0074] (2)当外部开关管处于关断状态时:
[0075] 此时,外部控制信号IN维持低电平,栅极驱动器2根据低电平的外部控制信号IN输出低电平的栅极驱动信号OUT,由于外部控制信号IN为低电平,第一电压输出控制电路12中的开关管P1导通,开关管N1关断,第一电压输出控制电路12输出高电平电压,控制温度补偿输出电路13中的开关管PD2关断,从而不输出补偿电流OUTH2。
[0076] (3)当外部开关管需要开启时:
[0077] 外部控制信号IN转为高电平,此时,栅极驱动器根据高电平的外部控制信号IN输出高电平的栅极驱动信号OUT;在外部控制信号IN转为高电平时,第一电压输出控制电路12中的开关管P1关断,开关管N1导通,第一电压输出控制电路12输出为高电平的第一电压VOT,控制温度补偿输出电路13中的开关管PD2导通,开关管PD2的输出电流,即补偿电流OUTH2受栅极电压控制,栅极电压即为第一电压VOT;如(1)中分析,第一电压VOT随着温度的上升而下降,因此开关管PD2的栅源压差绝对值也会随着温度而扩大,从而使其输出的补偿电流OUTH2随着温度上升而增加。
[0078] 本实施例的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,以与温度相关的第一电压对其进行控制,在温度升高时,温度补偿电路通过温度输出电路、第一电压输出控制电路和温度补偿输出电路增加补偿电流的输出,使得开关管在高温时也能保持开关速度;在温度降低时,减小补偿电流的输出,避免低温时开关管的开启速度过快,从而实现了对栅极驱动电流的无级温度补偿,可以平滑地根据温度变化调整输出电流,抑制温度变化对开关管开启带来的不良影响,提高了补偿电流调节的平滑性,提升了电流补偿能力。
[0079] 在一实施例中,提供一种如图5所示的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路,该电路与图2中的电路的不同之处在于:第一电压输出控制电路12的控制端通过缓冲电路BUF1输入外部控制信号IN;温度输出电路11通过串设的电压跟随电路14输出电压跟随电路的输出端;栅极驱动器2包括缓冲电路BUF2、开关管PD1、开关管ND1、导通电阻RON和关断电阻ROFF;其他电路连接结构与图2中的电路连接结构相同,在此不再赘述。
[0080] 本实施例中,电压跟随电路14的输入端连接温度输出电路11的输出端,电压跟随电路14的输出端连接开关管N1的输入端;电压跟随电路14包括:运算放大器OP1、开关管N2、电阻RF、电阻R1和电容C1,其中,运算放大器OP1的负输入端连接温度输出电路11的输出端,运算放大器OP1的正输入端连接电阻RF的一端,电阻RF的另一端连接开关管N2的输入端,运算放大器OP1的输出端连接开关管N2的控制端,开关管N2的输出端接地VL;电阻R1和电容C1并联连接,电阻R1的一端连接电源VH,电阻R1的另一端连接开关管N2的输入端和开关管N1的输入端。
[0081] 缓冲电路BUF1的输入端用于输入外部控制信号IN,缓冲电路BUF1的输出端连接开关管P1的控制端。
[0082] 缓冲电路BUF2的输入端用于输入外部控制信号IN,缓冲电路BUF2的输出端连接开关管PD1和开关管PD2的控制端;开关管PD1的输入端连接电源VH,开关管PD1的输出端连接导通电阻RON的一端,导通电阻RON的另一端连接关断电阻ROFF的一端,关断电阻ROFF的另一端连接开关管ND1的输入端,开关管ND1的输出端接地VL;导通电阻RON和关断电阻ROFF的连接端作为栅极驱动器2的输出端,输出栅极驱动信号OUT。
[0083] 上述具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路的工作过程:
[0084] (1)温度输出电路11的工作过程与图2中的温度输出电路11的工作过程相同,在此不在赘述。
[0085] (2)当外部开关管处于关断状态时:
[0086] 此时,外部控制信号IN维持低电平,缓冲电路BUF1的输出为低电平,第一电压输出控制电路12中的开关管P1导通,开关管N1关断,第一电压输出控制电路12输出高电平电压,控制温度补偿输出电路13中的开关管PD2关断,从而不输出补偿电流OUTH2;缓冲电路BUF2输出为高电平电压,因此开关管PD1处于关断状态,开关管ND1处于导通状态,栅极驱动信号OUT被拉至低电平。
[0087] (3)当外部开关管需要开启时:
[0088] 外部控制信号IN转为高电平,此时,缓冲电路BUF2输出为低电平电压,因此开关管PD1处于导通状态,开关管ND1处于关断状态,通过导通电阻RON将栅极驱动信号OUT拉至高电平;同时,缓冲电路BUF1输出为高电平电压,第一电压输出控制电路12中的开关管P1关断,开关管N1导通,将开关管PD2的栅极电压拉低至开关管N2的漏极输出的电压,使开关管PD2导通;开关管PD2的输出电流受栅极电压控制,而开关管N2的漏极电压负反馈跟随第一电压VOT,所以开关管PD2的输出电流,即补偿电流OUTH2会受第一电压VOT控制;而第一电压VOT随着温度的上升而下降,因此开关管PD2的栅源压差绝对值也会随着温度而扩大,从而使其输出的补偿电流OUTH2随着温度上升而增加。
[0089] 本实施例的具有温度补偿功能的栅极驱动开启电路具有以下特点:
[0090] (1)不仅实现了对栅极驱动电流的无级温度补偿,可以平滑地根据温度变化调整输出电流,抑制温度变化对开关管开启带来的不良影响,提高了补偿电流调节的平滑性,提升了电流补偿能力。并且,由于增设了缓冲电路,能够抑制外部控制信号的电压变化过大,起到保护电路的作用;增设电压跟随器,能够放大电路的驱动电流,提高电路的驱动能力。
[0091] (2)栅极驱动器的导通电阻和关断电阻可以限制外部开关管栅极的充放电的电流大小,从而限制外部开关管栅极的电平变化速度,控制其开关速度;因此可以通过调整导通电阻和关断电阻的阻值大小,对外部开关管的开关速度进行调整,使其处于合理范围内。
[0092] (3)本电路占用的面积较小,可集成于栅极驱动芯片内,无需额外设置温度传感器,成本较低。
[0093] 以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。