一种用于开关电源中的源极驱动方法、驱动电路及开关电源的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于开关电源中的源极驱动方法、驱动电路及开关电源，通过开关控制电路主功率管和晶体管的开关时序的控制，调节了主功率管和晶体管的导通和关断时间，在保证源极驱动电路自供电满足的情况下，解决了感性元件的电流采样不准确的问题，在不改变电路主体结构的基础上，实现源极驱动电路的自供电和电流峰值准确采样的双重要求。
【专利说明】—种用于开关电源中的源极驱动方法、驱动电路及开关电源
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种用于开关电源中的源极驱动方法、驱动电路及开关电源。
【背景技术】
[0002]源极驱动方式由于其低功耗高效率被广泛应用于开关电源中，其主要原理为控制连接在主功率管源极的晶体管的导通来使主功率管的导通，通过控制与主功率管栅极与源极并联的开关管的导通来使其关断。
[0003]而且，现有技术中的源极驱动电路常采用自供电的形式，即通过将输入端的电能对供电电容充电，以产生源极驱动电路的供电电压，但在现有技术中的源极驱动电路中，虽然满足了自供电的要求，但并没有考虑到对功率级电路中的感性元件电流采样的问题，在一些需要对电感电流峰值进行采样的场合，现有技术中的源极驱动电路存在电流采样不精确，进而导致控制不准确的问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种用于开关电源中的源极驱动方法、驱动电路及开关电源。通过对晶体管和主功率管的开关状态的控制，一方面可保证源极驱动电路中的自供电，另一方面可实现对感性元件峰值电流的准确采样，解决了输出电压或输出电流控制不准确的问题。
[0005]根据本发明的一种用于开关电源中的源极驱动方法，所述开关电源中包括有一主功率管、依次串联在主功率管和地之间的采样电阻和感性元件、供电电容，所述供电电容的一端连接在所述采样电阻和感性元件的公共连接点，另一端连接所述源极驱动电路以给其提供工作电压，所述主功率管通过源极驱动电路进行驱动，所述源极驱动电路包括连接在所述主功率管和采样电阻之间的晶体管，
[0006]在每一开关周期内，包括，
[0007]在第一时间段内，控制所述主功率管和晶体管均导通，所述感性元件的电流持续上升;
[0008]在第二时间段内，控制所述晶体管断开，所述主功率管保持导通，所述开关电源输入端的电能通过所述主功率管对所述供电电容充电，在此时间段内，所述感性元件的电流继续上升；
[0009]在第三时间段内，控制所述晶体管导通，所述主功率管保持导通，所述感性元件的电流保持上升，在此时间段内，通过所述采样电阻获得所述感性元件的峰值电流；
[0010]在第四时间段内，控制所述晶体管断开，所述主功率管断开，所述开关电源输入端的电能通过所述主功率管的寄生电容对所述供电电容充电，直至所述寄生电容的两端电压与所述晶体管的两端电压之和等于所述开关电源中母线电容的两端电压，充电过程结束；
[0011]在第五时间段内，控制所述晶体管断开，所述主功率管断开，所述感性元件中的电能释放至负载，直至一个开关周期完成。
[0012]进一步的，所述源极驱动电路还包括一开关管，当所述开关管导通时，所述主功率管关断；并且，所述源极驱动电路根据一 PWM控制信号和充电时间控制信号来控制所述晶体管和开关管的开关动作。
[0013]进一步的，接收所述PWM控制信号和充电时间控制信号的非信号，并将两者进行与逻辑运算后产生所述第一开关控制信号，以控制所述晶体管的开关动作；
[0014]接收所述PWM控制信号，并进行非逻辑运算后产生所述第二开关控制信号，以控制所述开关管的开关动作。
[0015]依据本发明的一种用于开关电源中的源极驱动电路，所述开关电源中包括有一主功率管、依次串联在主功率管和地之间的采样电阻和感性元件、供电电容，所述供电电容的一端连接在所述采样电阻和感性元件的公共连接点，另一端连接所述源极驱动电路以给其提供工作电压，所述主功率管通过源极驱动电路进行驱动，所述源极驱动电路包括晶体管、第一二极管、第二二极管、开关管和开关控制电路，
[0016]所述晶体管的漏极端连接至所述主功率管的源极端，源极端连接至所述采样电阻，第一二极管和第二二极管依次串联连接在所述主功率管的源极和栅极之间，开关管并联连接在第二二极管的两端；
[0017]所述开关控制电路接收一 PWM控制信号和充电时间控制信号，以产生第一开关控制信号和第二开关控制信号来控制所述晶体管和开关管的开关动作；
[0018]其中，在每一开关周期内，包括，
[0019]在第一时间段内，所述开关控制电路控制所述晶体管导通和控制所述开关管断开，主功率管跟随导通，所述感性元件的电流持续上升；
[0020]在第二时间段内，所述开关控制电路控制所述晶体管断开并控制所述开关管保持断开，所述主功率管保持导通，所述开关电源输入端的电能通过所述主功率管对所述供电电容充电，在此时间段内，所述感性元件的电流继续上升；
[0021]在第三时间段内，所述开关控制电路控制所述晶体管导通并控制所述开关管保持断开，所述主功率管保持导通，所述感性元件的电流保持上升，在此时间段内，通过所述采样电阻获得所述感性元件的峰值电流；
[0022]在第四时间段内，所述开关控制电路控制所述晶体管断开并控制所述开关管导通，所述主功率管断开，所述开关电源输入端的电能通过所述主功率管的寄生电容对所述供电电容充电，直至所述寄生电容的两端电压与所述晶体管的两端电压之和等于所述开关电源中母线电容的两端电压，充电过程结束；
[0023]在第五时间段内，所述开关控制电路控制所述晶体管断开并控制所述开关管导通，所述主功率管保持断开，所述感性元件中的电能释放至负载，直至一个开关周期完成。
[0024]进一步的，所述开关控制电路包括第一逻辑电路和第二逻辑电路，
[0025]所述第一逻辑电路接收所述PWM控制信号和充电时间控制信号的非信号，并将两者进行与逻辑运算后产生所述第一开关控制信号；
[0026]所述第二逻辑电路接收所述PWM控制信号，并进行非逻辑运算后产生所述第二开关控制信号。
[0027]优选的，在第二时间段内，所述充电时间控制信号为有效状态。
[0028]优选的，所述充电时间控制信号用以控制所述供电电容的充电时间，在不同的开关周期中，所述充电时间控制信号的有效状态的宽度可调节。
[0029]依据本发明的一种开关电源，包括功率级电路和供电电容，所述功率级电路包括一主功率管和依次串联在主功率管和地之间的采样电阻和感性元件，还包括上述的源极驱动电路，所述主功率管通过所述源极驱动电路进行驱动，
[0030]所述供电电容的一端连接在所述采样电阻和感性元件的公共连接点，另一端连接所述源极驱动电路以给其提供工作电压。
[0031]根据上述的源极驱动方法、驱动电路及开关电源，通过对晶体管和主功率管的开关状态的控制，可保证源极驱动电路中的自供电要求，并且，通过本发明的技术方案，可实现对感性元件(如电感)的峰值电流的准确采样，实现了输出电压过流保护和输出恒流电流大小的精确控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1A所示为现有技术的一种采用源极驱动的开关电源的原理图；
[0033]图1B所示为现有技术的一种采用源极驱动的工作波形图；
[0034]图2A所示为依据本发明的一种采用源极驱动的开关电源的原理图；
[0035]图2B所示为依据本发明的一种采用源极驱动的工作波形图；
【具体实施方式】
[0036]以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
[0037]如图1A所示，为现有技术中一种采用源极驱动的开关电源的原理图，开关管Q1为主功率管，源极驱动电路包括晶体管Q2、二极管D1、二极管D2、开关管S1和开关控制电路101，所述晶体管Q2的漏极端连接至所述主功率管Q1的源极端，二极管D1和二极管D2依次串联连接在所述主功率管Q1的源极和栅极之间，开关管S1并联连接在二极管D2的两端之间。此外，所述开关电源还包括供电电容Cvin、采样电阻Rset、感性元件Lm，其中，感性元件Lm可以是单独一个电感或是变压器的原边绕组，这里以反激式变器中的原边绕组为例，采样电阻Rset和感性元件Lm串联连接在晶体管Q2的源极和地之间，所述采样电阻Rset用于采样流过所述感性元件Lm的电流，供电电容的一端连接在所述采样电阻Rset和感性元件Lm的公共连接点，另一端连接所述源极驱动电路以为其提供工作电压。
[0038]开关控制电路101用以控制所述晶体管Q2和开关管S1的开关动作，图1A中示出了现有技术的开关控制电路101的一种实现方式，具体地，所述开关控制电路接收PWM控制信号以控制晶体管Q2的开关动作，接收充电时间控制信号和PWM控制信号并进行与逻辑运算后产生开关控制信号VS1以控制开关管S1的开关动作。
[0039]进一步的，参考图1B所示为现有技术中对图1A所示电路的控制波形图，其工作过程为:在tl时刻，PWM控制信号为有效状态(高电平)，晶体管Q2导通，主功率管Q1的源极电压被拉低，而由于主功率管Q1的栅极电压为近似等于供电电容Cvin的电压，因此，所述主功率管Q1的栅源电压大于其导通阈值电压，即图1B中栅源电压Ves(Q1)为有效状态(高电平)，主功率管Q1导通，输入端的电能通过主功率管Q1、晶体管Q2给感性元件Lm充电，所述感性元件Lm的电流直线上升,在tl-t2的时间段内(t0N),感性元件Lm的电流持续上升，直至t2时刻，PWM控制信号变为无效状态(低电平)，晶体管Q2关断，所述主功率管Qi的源极电压开始上升，此时，由于开关管S1保持关断(如图1B中VS1为低电平无效状态)，因此，所述主功率管的栅源间的寄生电容Cgs不能产生放电回路，所述主功率管的栅源电压仍大于其导通阈值电压，主功率管Q1保持导通，输入端的电能通过主功率管Q1、二极管D1给供电电容Cvin充电，从图1A中可以看出，在t2至t3的时间段内(tehmge)，对供电电容的充电电流仍通过感性元件Lm，所述感性元件Lm的电流继续上升，在此过程中，流过二极管D1的电流也上升，其大小和上升斜率与感性元件Lm的电流込相同，见如1B中的电流ID1，需要说明的是，在此过程中，供电电容的充电电流并不流过采样电阻Rset，因此，此时采样电阻所采样的表征感性元件的峰值电流大小与实际的已有较大误差。
[0040]直至t3时刻，当充电时间到达时，开关控制信号VS1变为高电平有效状态，开关管S1导通，主功率管Q1关断，输入端的电能通过主功率管的漏源间的寄生电容Cds、二极管D1继续给供电电容Cvin充电，如图1B中的t3-t4时间段，但由于寄生电容Cds的容值较小，因此，此过程中的充电电流的变化很小，这时电感上的电流込可认为保持不变，节点LX和节点ISET之间的电压开始上升，到t4时刻，寄生电容Cds充电结束，此时，节点LX和节点ISET之间的电压等于Cbus两端电压，主功率管Q1的开关周期进入关断时间阶段，在这段时间内，如功率级电路为反激式开关电源，则为副边放电阶段，并且，在放电开始的一时间段后，开关管S1由导通变为关断，之后，到t5时刻，放电结束，延迟一段时间区间后，到t6时刻，一个新的周期开始，PWM控制信号变为高电平有效状态，再次重复上述工作过程。
[0041]在上述过程中可以看出，在现有的源极驱动电路的控制逻辑和工作过程中，虽然可满足供电电容的自供电问题，但很明显，系统的控制芯片不能准确地检测到感性电源lm的峰值电流，从图1B中看出，控制芯片能检测的感性元件电流峰值在t2时刻，而实际上感性元件在t2至t3时间段内电流仍有较大上升过程，这使得信号反馈控制环路对于电路中信号的控制不准确，对于开关电源而言，会导致恒压输出时过流保护点或是恒流输出时对输出电流的控制不准确。
[0042]因此，发明人在此思考的基础上，通过对开关控制电路的改进，获得本发明的核心思想，即通过控制晶体管Q2和主功率管Q1的开关状态来获得准确的感性元件的峰值电流，在不改变电路主体结构的基础上，实现供电电容的自供电和峰值电流准确采样的要求。
[0043]参考图2A，所示为依据本发明的一种源极驱动的开关电源的原理图，在本发明实施例中，所述开关电源的功率级电路与现有技术中相同，在本发明实施例中直接引用相应标记，在此不重复阐述器件构成和连接关系，在本发明中开关控制电路201包括由第一反相器和第一与门构成的第一逻辑电路和由第二反相器构成的第二逻辑电路，其中，所述第一反相器接收充电时间控制信号t-巾经反相处理后传输至第一与门的第一输入端，所述第一与门的第二输入端接收PWM控制信号，经与逻辑运算后输出第一开关控制信号Ves(Q2)，第二反相器接收PWM控制信号经反相处理后输出第二开关控制信号VS1，在此，需要说明的是所述充电时间控制信号、_用以控制所述供电电容Cvin的充电时间，在不同的开关周期中，所述充电时间控制信号的有效状态的宽度可调节。
[0044]下面参考图2B所示的依据本发明的一种采用源极驱动的工作波形图详细说明本实施例的工作过程:当一个开关周期开始时刻，即tl时刻，所述PWM控制信号变为有效状态(这里以高电平表示有效状态，低电平表示无效状态，下面均相同，)由于充电时间控制信号t-r#为低电平无效状态，因此，所述第一开关控制信号V咖)为高电平有效状态，所述晶体管Q2导通，主功率管Q1的源极电压被拉低，而由于主功率管Q1的栅极电压为近似等于供电电容Cvin的电压，因此，所述主功率管Q1的栅源电压大于其导通阈值电压，主功率管Q1导通，输入端的电能通过主功率管Q1、晶体管Q2给感性元件Lm充电，所述感性元件Lm的电流^直线上升，在tl-t2的时间段内(即第一时间段tCH1)，感性元件Lm的电流持续上升。
[0045]之后，到t2时刻，充电时间控制信号t-巾变为高电平有效状态，这时所述第一开关控制信号Ves(Q2)为低电平无效状态，所述晶体管Q2关断，所述主功率管Qi的源极电压开始上升，此时，由于PWM控制信号保持为高电平状态，因此，第二开关控制信号VS1保持为低电平无效状态，开关管S1保持关断(如图2B所示)，因此，所述主功率管的栅源间的寄生电容Cgs不能产生放电回路，所述主功率管的栅源电压仍大于其导通阈值电压，主功率管Q1保持导通，输入端的电能通过主功率管Q1、二极管D1给供电电容Cvin充电，从图2A中可以看出，在t2至t3的时间段内(即第二时间段，对供电电容的充电电流仍通过感性元件Lm，所述感性元件Lm的电流继续上升，在此过程中，流过二极管D1的电流也上升，其大小和上升斜率与感性元件Lm的电流相同，如图2Β中的电流ID1。
[0046]接着，在t3时刻，所述充电时间控制信号再次变为低电平有效状态，所述第一开关控制信号Ves(Q2)重新变为高电平有效状态，所述晶体管Q2导通，而这时，由于开关管S1保持关断，因此主功率管Q1仍保持导通，输入端的电能通过主功率管Q1、晶体管Q2给感性元件Lm充电，所述感性元件Lm的电流保持上升。显然的，在t3至t4的时间段内(即第三时间段tCH2)，感性元件的电流通过所述采样电阻Rset，在此过程中，系统的控制芯片通过所述采样电阻可获得感性元件的峰值电流大小。
[0047]然后，到t4时刻，所述PWM控制信号变为低电平无效状态，所述第一开关控制信号VGS(Q2)变为低电平无效状态，所述晶体管Q2关断；所述第二开关控制信号VS1变为高电平有效状态，所述开关管S1导通，因此，所述主功率管Q1关断，输入端的电能通过主功率管Q1的漏源间的寄生电容Cds、二极管D1继续给供电电容Cvin充电，如图2B中的t4-t5时间段(即第四时间段tCH4)，但由于寄生电容Cds的容值较小，因此，此过程中的充电电流的变化很小，这时电感上的电流込可认为保持不变，节点LX和节点ISET之间的电压开始上升，直至到t5时刻，所述寄生电容的两端电压与所述晶体管的两端电压之和等于所述开关电源中母线电容的两端电压，寄生电容Cds充电结束，这时，节点LX和节点ISET之间的电压VU_ISET上升至与开关电源的输入端的电压VIN相等。
[0048]最后，在t5时刻之后，开关周期进入关断时间阶段，在这段时间内，如功率级电路为反激式开关电源，则为副边放电阶段，到t6时刻，放电完成，在t5-t6时间段(即第五时间段U，所述感性元件中的电能释放至负载，直至一个开关周期完成。延迟一段时间区间后，到t7时刻，一个新的周期开始，PWM控制信号变为高电平有效状态，再次重复上述工作过程。
[0049]在这里需要解释的是，本发明实施例中的PWM控制信号和充电时间控制信号与现有技术的两个信号的有效宽度是不相同，其主要是根据控制原理的不同而设计的，例如，在本发明实施例中，PWM控制信号是预先计算出的控制脉冲波形，充电时间控制信号为根据电路充电要求预设的脉冲波形，并且，所述，充电时间控制信号在不同的开关周期中，可根据需要自适应调节。
[0050]从上述过程可以看出，本发明实施例可以在t4时刻获得感性元件的峰值电流，其获得的峰值电流大小与实际大小非常接近，其与现有技术的只能在t3时刻获得感性元件的峰值电流相比，其控制精确大大提升，在对精度要求不是非常高的情况下，可以获得恒压输出时过流保护点和恒流输出时输出电流的精确的控制。
[0051]另外，在对开关电源的信号精度要求非常高的情况下，本发明中的在第四时间段的感性元件的电流变化可根据计算的方法进行补偿，例如，由于寄生电容cds的容值可以根据参数获得，母线电容cbus的两端电压可以知道，因此可以根据电容充电公式获得感性元件电流变化的大小，即可以获得感性元件的电流大小，由于在t4时刻获得的峰值电流，内部芯片可以根据计算的电流变化大小对检测的峰值电流大小进行补偿，以获得更为精确的电感电流峰值信号。
[0052]综上所述，通过本发明的应用于开关电源中的源极驱动电路，通过对开关控制信号的时序的控制，调节了主功率管和晶体管的导通和关断时间，在保证源极驱动电路自供电满足的情况下，解决了感性元件采样不准确的问题，在不改变电路主体结构的基础上，实现源极驱动电路的自供电和电流峰值准确采样的双重要求。
[0053]本发明实施例还公开了一种应用于开关电源中的源极驱动方法，所述开关电源中包括有一主功率管、依次串联在主功率管和地之间的采样电阻和感性元件、供电电容，所述供电电容的一端连接在所述采样电阻和感性元件的公共连接点，另一端连接所述源极驱动电路以给其提供工作电压，所述主功率管通过源极驱动电路进行驱动，所述源极驱动电路包括连接在所述主功率管和采样电阻之间的晶体管，在每一开关周期内，包括，
[0054]在第一时间段内，控制所述主功率管和晶体管均导通，所述感性元件的电流持续上升;
[0055]在第二时间段内，控制所述晶体管断开，所述主功率管保持导通，所述开关电源输入端的电能通过所述主功率管对所述供电电容充电，在此时间段内，所述感性元件的电流继续上升；
[0056]在第三时间段内，控制所述晶体管导通，所述主功率管保持导通，所述感性元件的电流保持上升，在此时间段内，通过所述采样电阻获得所述感性元件的峰值电流；
[0057]在第四时间段内，控制所述晶体管断开，所述主功率管断开，所述开关电源输入端的电能通过所述主功率管的寄生电容对所述供电电容充电，直至所述寄生电容的两端电压等于所述开关电源中母线电容的两端电压，充电过程结束；
[0058]在第五时间段内，控制所述晶体管断开，所述主功率管断开，所述感性元件中的电能释放至负载，直至一个开关周期完成。
[0059]最后，本发明实施例还公开了一种开关电源，所述开关电源包括功率级电路和供电电容，所述功率级电路包括一主功率管和依次串联在主功率管和地之间的采样电阻和感性元件，还包括上述的源极驱动电路，所述主功率管通过所述源极驱动电路进行驱动，所述供电电容的一端连接在所述采样电阻和感性元件的公共连接点，另一端连接所述源极驱动电路以给其提供工作电压。
[0060]进一步的，所述功率级电路为反激式拓扑结构、正激式拓扑结构或降压式拓扑结构、升压式拓扑结构、升降压式拓扑结构、CUK拓扑结构、zeta拓扑结构、Sepic拓扑结构。
[0061]同理的，所述开关电源同样具有上述的源极驱动电路的自供电和峰值电流准确采样的有益效果。
[0062]以上对依据本发明的优选实施例的应用于开关电源中的源极驱动电路、驱动方法及开关电源进行了详尽描述，本领域普通技术人员据此可以推知其他技术或者结构以及电路布局、元件等均可应用于所述实施例。
[0063]依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属【技术领域】技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【权利要求】
1.一种用于开关电源中的源极驱动方法，所述开关电源中包括有一主功率管、依次串联在主功率管和地之间的采样电阻和感性元件、供电电容，所述供电电容的一端连接在所述采样电阻和感性元件的公共连接点，另一端连接所述源极驱动电路以给其提供工作电压，所述主功率管通过源极驱动电路进行驱动，其特征在于，所述源极驱动电路包括连接在所述主功率管和采样电阻之间的晶体管， 在每一开关周期内，包括， 在第一时间段内，控制所述主功率管和晶体管均导通，所述感性元件的电流持续上升; 在第二时间段内，控制所述晶体管断开，所述主功率管保持导通，所述开关电源输入端的电能通过所述主功率管对所述供电电容充电，在此时间段内，所述感性元件的电流继续上升; 在第三时间段内，控制所述晶体管导通，所述主功率管保持导通，所述感性元件的电流保持上升，在此时间段内，通过所述采样电阻获得所述感性元件的峰值电流； 在第四时间段内，控制所述晶体管断开，所述主功率管断开，所述开关电源输入端的电能通过所述主功率管的寄生电容对所述供电电容充电，直至所述寄生电容的两端电压与所述晶体管的两端电压之和等于所述开关电源中母线电容的两端电压，充电过程结束； 在第五时间段内，控制所述晶体管断开，所述主功率管断开，所述感性元件中的电能释放至负载，直至一个开关周期完成。
2.根据权利要求1所述的源极驱动方法，其特征在于，所述源极驱动电路还包括一开关管，当所述开关管导通时，所述主功率管关断； 并且，所述源极驱动电路根据一 PWM控制信号和充电时间控制信号来控制所述晶体管和开关管的开关动作。
3.根据权利要求2所述的源极驱动方法，其特征在于， 接收所述PWM控制信号和充电时间控制信号的非信号，并将两者进行与逻辑运算后产生所述第一开关控制信号，以控制所述晶体管的开关动作； 接收所述PWM控制信号，并进行非逻辑运算后产生所述第二开关控制信号，以控制所述开关管的开关动作。
4.一种用于开关电源中的源极驱动电路，所述开关电源中包括有一主功率管、依次串联在主功率管和地之间的采样电阻和感性元件、供电电容，所述供电电容的一端连接在所述采样电阻和感性元件的公共连接点，另一端连接所述源极驱动电路以给其提供工作电压，所述主功率管通过源极驱动电路进行驱动，其特征在于，所述源极驱动电路包括晶体管、第一二极管、第二二极管、开关管和开关控制电路， 所述晶体管的漏极端连接至所述主功率管的源极端，源极端连接至所述采样电阻，第一二极管和第二二极管依次串联连接在所述主功率管的源极和栅极之间，开关管并联连接在第二二极管的两端； 所述开关控制电路接收一 PWM控制信号和充电时间控制信号，以产生第一开关控制信号和第二开关控制信号来控制所述晶体管和开关管的开关动作； 其中，在每一开关周期内，包括， 在第一时间段内，所述开关控制电路控制所述晶体管导通和控制所述开关管断开，主功率管跟随导通，所述感性元件的电流持续上升； 在第二时间段内，所述开关控制电路控制所述晶体管断开并控制所述开关管保持断开，所述主功率管保持导通，所述开关电源输入端的电能通过所述主功率管对所述供电电容充电，在此时间段内，所述感性元件的电流继续上升； 在第三时间段内，所述开关控制电路控制所述晶体管导通并控制所述开关管保持断开，所述主功率管保持导通，所述感性元件的电流保持上升，在此时间段内，通过所述采样电阻获得所述感性元件的峰值电流； 在第四时间段内，所述开关控制电路控制所述晶体管断开并控制所述开关管导通，所述主功率管断开，所述开关电源输入端的电能通过所述主功率管的寄生电容对所述供电电容充电，直至所述寄生电容的两端电压与所述晶体管的两端电压之和等于所述开关电源中母线电容的两端电压，充电过程结束； 在第五时间段内，所述开关控制电路控制所述晶体管断开并控制所述开关管导通，所述主功率管保持断开，所述感性元件中的电能释放至负载，直至一个开关周期完成。
5.根据权利要求4所述的源极驱动电路，其特征在于，所述开关控制电路包括第一逻辑电路和第二逻辑电路， 所述第一逻辑电路接收所述PWM控制信号和充电时间控制信号的非信号，并将两者进行与逻辑运算后产生所述第一开关控制信号； 所述第二逻辑电路接收所述PWM控制信号，并进行非逻辑运算后产生所述第二开关控制信号。
6.根据权利要求4所述的源极驱动电路，其特征在于，在第二时间段内，所述充电时间控制信号为有效状态。
7.根据权利要求6所述的源极驱动电路，其特征在于，所述充电时间控制信号用以控制所述供电电容的充电时间，在不同的开关周期中，所述充电时间控制信号的有效状态的宽度可调节。
8.一种开关电源，包括功率级电路和供电电容，所述功率级电路包括一主功率管和依次串联在主功率管和地之间的采样电阻和感性元件，其特征在于，还包括权利要求4-7任一所述的源极驱动电路， 所述主功率管通过所述源极驱动电路进行驱动， 所述供电电容的一端连接在所述采样电阻和感性元件的公共连接点，另一端连接所述源极驱动电路以给其提供工作电压。
【文档编号】H02M1/08GK104319983SQ201410514912
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日
【发明者】李新磊, 黄秋凯, 白永江, 胡志亮 申请人:矽力杰半导体技术(杭州)有限公司