一种buck电路驱动电路的制作方法

本发明涉及电子技术领域的一种buck电路驱动电路。

背景技术：

在buck电路中常常会遇到sw会ring（振铃）得很厉害的情况。sw的ring的幅度会对ls功率管造成影响，如果ring得很厉害，太高的电压甚至会损害ls功率管。

swring的幅度跟驱动级的能力相关性很大，更强的驱动能力会导致更快速的sw上升下降的速度，也会导致更大的ringing。传统的驱动级不能做得过快，就是为了防止过快的驱动带来的过大的swspike（电压尖峰），对功率级造成损害。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种在相同的sw上升时间情况下，能够使电压尖峰的高度大大降低，开关损耗更小，系统频率更高的buck电路驱动电路。

本发明采用的技术方案如下：

一种buck电路驱动电路，包括高侧驱动级nmos管m1和低侧驱动级nmos管m2，其特征在于：在高侧驱动级nmos管m1的栅极连接接地电容c1。

所述接地电容c1与高侧驱动级nmos管m1的cgd电容为同一量级。

所述接地电容c1的电容为高侧驱动级nmos管m1的cgd电容的1/5到2倍。

还包括与接地电容c1串联的电阻r1。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够有效地遏制上升振铃，保持相同的sw上升速度的基础上，减小振铃，使电压尖峰的高度大大降低，开关损耗更小，系统频率更高，使得高侧驱动级和低侧驱动级的开关管工作在其安全工作区。emi也有希望做得更低。

附图说明

图1为本发明其中一实施例的原理示意图。

图2为现有技术buck电路驱动电路原理示意图。

图3为现有技术buck电路驱动电路vin和gnd上的寄生电感示意图。

图4为buck电路驱动电路正常波形。

图5为buck电路驱动电路有寄生电感影响时的过冲波形图。

具体实施方式

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

具体实施例1

如图1所示，一种buck电路驱动电路，包括高侧（hs）驱动级nmos管m1和低侧驱动级nmos管m2，在高侧驱动级nmos管m1的栅极连接接地电容c1。

我们知道，buck结构中有两个开关管，交替开或交替关使得两个开关之间的电压节点sw形成一个方波。在低压的buck中，高侧的开关和低侧的开关能够直接驱动，这是因为我们能够使用pmos来构成高侧的开关，而使用nmos来构成低侧的开关。

中压和高压buck则不尽相同。因为在nmos本质上能够由更好的电阻面积，所以使用nmos同时作为高侧开关与低侧开关就成为了首选，这种情况下我们的驱动方案是这样的（如图2所示）：其中高侧的驱动级的电源来自bst-sw，低侧的驱动来自vcc-gnd。在这种情况下，sw的上升和下降的形态，跟高侧的驱动级有很大的关系。可以证明，sw的上升斜率决定于高侧驱动的上拉能力与上侧开关管的cgd。sw的下降斜率决定于高侧驱动的下拉能力与上侧开关管的cgd。

所以为了使得sw有快速的上升和下降斜率，高侧驱动的上拉和下拉能力需要被设计得比较强。然而当驱动能力快到一定程度之后，vin和gnd上面的寄生电感（如图3所示）会产生作用，使得sw端的上升和下降不是理想的方波波形。而是会有ringing，产生过冲。如图4所示为正常波形，图5为有寄生电感影响时候的过冲波形。可以证明：过冲和振铃的大小跟sw上升的斜率正相关。sw上升得越快，ringing就会越大。本发明提出的减小ringing的方式，增加一个从高侧功率管的栅极到地的电容，能够有效地遏制上升ringing，能够保持相同的sw上升速度的基础上，减小ringing，使得图中的开关管工作在其安全工作区。

具体实施例2

在具体实施例1的基础上，所述接地电容c1与高侧驱动级nmos管m1的cgd电容为同一量级。

具体实施例3

在具体实施例1或2的基础上，所述接地电容c1的电容为高侧驱动级nmos管m1的cgd电容的1/5到2倍。

具体实施例4

在具体实施例1到3之一的基础上，还包括与接地电容c1串联的电阻r1。

另外，在加接地电容c1的同时应减小增加高侧驱动的驱动能力，以使得sw达到相同的上升速度。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种buck电路驱动电路，包括高侧驱动级NMOS管M1和低侧驱动级NMOS管M2，其特征在于：在高侧驱动级NMOS管M1的栅极连接接地电容C1。与现有技术相比，能够有效地遏制上升振铃，保持相同的SW上升速度的基础上，减小振铃，使电压尖峰的高度大大降低，开关损耗更小，系统频率更高，使得高侧驱动级和低侧驱动级的开关管工作在其安全工作区。

技术研发人员：李伊珂;李涅
受保护的技术使用者：清华四川能源互联网研究院
技术研发日：2017.12.12
技术公布日：2018.04.06