本发明属于电子电路,涉及一种驱动管控制电路,尤其涉及一种功率驱动管控制电路及控制方法。
背景技术:
1、图1为常见的半桥功率驱动电路结构;在功率管驱动时,为了防止上下管出现同时导通导致电源馈通的情况出现,会在上下管控制中加上死区时间。在死区时间内,上下管均关闭,负载电流会从功率管的体二极管上流通,当另一功率管打开后,体二极管强迫关闭,就会产生反向恢复问题,产生一个反向恢复的电流尖峰,流向开启的功率管。这样会干扰功率管开启时的过流检测,产生误报;严重时甚至会损害功率管。
2、目前一般会在驱动管的外部并联一个肖特基二极管,在死区时间快速地吸收电流,而肖特基二极管几乎无反向恢复电流因而可减小对电路的影响。但由于肖特基二极管属于特殊二极管,面积相对增加其他电路模块较大,且每个驱动管都要添加,面积开销大;且肖特基二极管的正向导通电压随导通电流增加而增加,在负载电流过大时,功率管寄生体二极管正向导通压降小于或相近于肖特基二极管的正向导通压降,此时在死区时间内,负载电流仍趋向于流向体二极管,由此产生的反向恢复问题依然可能存在。
3、有鉴于此,如今迫切需要设计一种新的驱动管控制电路,以便克服现有驱动管控制电路存在的上述至少部分缺陷。
技术实现思路
1、本发明提供一种功率驱动管控制电路及控制方法,可从根本上减小体二极管带来的反向恢复效应影响。
2、为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,采用如下技术方案:
3、一种功率驱动管控制电路,所述功率驱动管控制电路包括:数字逻辑电路、第一栅极驱动电路、第二栅极驱动电路、第一功率管、第二功率管、第一寄生体二极管及第二寄生体二极管;
4、所述数字逻辑电路分别连接第一栅极驱动电路、第二栅极驱动电路,用以产生控制第一功率管的第一逻辑控制信号及第二功率管的第二逻辑控制信号,并分别发送至第一栅极驱动电路、第二栅极驱动电路;
5、所述第一栅极驱动电路的输出连接第一功率管的栅极,根据接收的第一逻辑控制信号控制第一功率管的工作;
6、所述第二栅极驱动电路的输出连接第二功率管的栅极,根据接收的第二逻辑控制信号控制第二功率管的工作;
7、第一功率管存在第一寄生体二极管,第一功率管的漏极对应第一寄生体二极管的阴极,第一功率管的源极对应第一寄生体二极管的阳极;
8、第二功率管存在第二寄生体二极管,第二功率管的漏极对应第二寄生体二极管的阴极,第二功率管的源极对应第二寄生体二极管的阳极。
9、作为本发明的一种实施方式,所述功率驱动管控制电路进一步包括数模转换电路、比较电路及检测电阻;
10、所述第二功率管的源极分别连接检测电阻的第一端、比较电路的正相输入端,所述数字逻辑电路通过数模转换电路连接比较电路的反相输入端,所述比较电路的输出端连接所述数字逻辑电路;
11、所述数字逻辑电路根据比较电路输出的信号变化生成相应的逻辑控制信号,分别作为所述第一功率管、第二功率管的控制时序。
12、作为本发明的一种实施方式,所述第一栅极驱动电路为高压栅极驱动电路,所述第二栅极驱动电路为低压栅极驱动电路;
13、所述数字逻辑电路与第一栅极驱动电路之间设有电平移位电路,所述电平移位电路将作为低压逻辑信号的第一逻辑控制信号转换成高压逻辑信号。
14、作为本发明的一种实施方式,默认out上升沿死区时间tntp=ntp*ck与out下降沿死区时间tptn=ptn*ck配置下,半桥功率驱动电路运行到死区时,第一功率管与第二功率管会微弱导通,在有负载电流的情况下,流入寄生体二极管的电流减少,从而二极管反向恢复效应影响减弱;
15、所述比较电路为比较器;馈通电流icw在检测电阻rs产生感测电压vs,死区时间调整越小,馈通电流越大,感测电压vs越大;在负载0电流情况下,通过与数模转换电路dac输出参考电压vdac比较,来动态调整死区时间tptn或tntp;当电压vs<参考电压vdac,比较器输出逻辑0,此时tntp或tptn+1个时钟周期,如此循环,直至vs>参考电压vdac,比较器输出逻辑1,保存tntp或tptn的值,应用到实际的电路。
16、根据本发明的另一个方面,采用如下技术方案:一种上述功率驱动管控制电路的功率驱动管控制方法,所述功率驱动管控制方法包括:
17、数字逻辑电路产生控制第一功率管的第一逻辑控制信号及第二功率管的第二逻辑控制信号,并分别发送至第一栅极驱动电路、第二栅极驱动电路;
18、第一栅极驱动电路根据接收的第一逻辑控制信号控制第一功率管的工作,第二栅极驱动电路根据接收的第二逻辑控制信号控制第二功率管的工作。
19、作为本发明的一种实施方式,所述功率驱动管控制方法进一步包括:
20、第二功率管的源极分别连接检测电阻的第一端、比较电路的正相输入端,数字逻辑电路通过数模转换电路连接比较电路的反相输入端,比较电路的输出端连接数字逻辑电路;在特定的时序中向数模转换电路dac配置不同的代码code;
21、数字逻辑电路根据比较电路输出的信号变化生成相应的逻辑控制信号,分别作为所述第一功率管、第二功率管的控制时序。
22、作为本发明的一种实施方式,所述功率驱动管控制方法进一步包括:数字逻辑电路与第一栅极驱动电路之间设有电平移位电路,所述电平移位电路将作为低压逻辑信号的第一逻辑控制信号转换成高压逻辑信号。
23、作为本发明的一种实施方式,默认out上升沿死区时间tntp=ntp*ck与out下降沿死区时间tptn=ptn*ck配置下,半桥功率驱动电路运行到死区时,第一功率管与第二功率管会微弱导通,在有负载电流的情况下,流入寄生体二极管的电流减少,从而二极管反向恢复效应影响减弱;
24、所述比较电路为比较器;馈通电流icw在检测电阻rs产生感测电压vs,死区时间调整越小,馈通电流越大,感测电压vs越大;在负载0电流情况下,通过与数模转换电路dac输出参考电压vdac比较,来动态调整死区时间tptn或tntp;当电压vs<参考电压vdac,比较器输出逻辑0,此时tntp或tptn+1个时钟周期,如此循环,直至vs>参考电压vdac,比较器输出逻辑1,保存tntp或tptn的值,应用到实际的电路。
25、本发明的有益效果在于:本发明提出的功率驱动管控制电路及控制方法,可通过减小负载电流在死区时间内流入寄生体二极管的电流,可从根本上减小体二极管带来的反向恢复效应的影响,且无须另加肖特基二极管,减小面积消耗。此外,本发明中不同功率驱动管可通过配置不同dac值,合理调整tntp与tptn,可抵消工艺偏差带来的影响。
1.一种功率驱动管控制电路,其特征在于,所述功率驱动管控制电路包括:数字逻辑电路、第一栅极驱动电路、第二栅极驱动电路、第一功率管、第二功率管、第一寄生体二极管及第二寄生体二极管;
2.根据权利要求1所述的功率驱动管控制电路,其特征在于:
3.根据权利要求1所述的功率驱动管控制电路,其特征在于:
4.根据权利要求2所述的功率驱动管控制电路,其特征在于:
5.一种权利要求1至4任一所述功率驱动管控制电路的功率驱动管控制方法,其特征在于,所述功率驱动管控制方法包括:
6.根据权利要求5所述的功率驱动管控制方法,其特征在于:
7.根据权利要求5所述的功率驱动管控制方法,其特征在于:
8.根据权利要求5所述的功率驱动管控制方法,其特征在于: