本发明涉及集成电路技术领域，具体涉及一种用于功率器件的驱动电路。
背景技术：
目前开关电源得到广泛的应用。同等条件下n型mosfet比p型mosfet导通电阻更小，因此开关电源常用增强型n型mosfet功率器件。
高通道n型mosfet功率器件应用中，通常采用自举电路给驱动电路供电。图1是一个非同步的降压开关电源电路（非同步buck电路）；图2为同步降压开关电源电路（同步buck电路）；图3是简化后的自举驱动电路。如图1所示，自举二极管d1和自举电容cboost组成自举供电电路，产生高通道电源，高通道电源高电位端为hb，高通道电源低电位端为hs。高通道电源给电平移位模块levelshfit、缓冲级buffer、驱动输出级（mp1和mn1）供电。
高通道控制信号通过电平移位模块levelshfit、缓冲级buffer后产生预驱动信号hpre，预驱动信号hpre通过驱动输出级（mp1和mn1），产生驱动信号ho驱动功率器件mnpwr。图3为图1简化后的驱动电路。
功率mos管为电压控制器件，栅极有较大的输入电容，通过给功率mos管栅极充电，使栅-源电压升高，开通功率mos管。图12显示了栅-源电压与栅极电荷的关系。
为了加快功率mos管的开通速度以减小功率mos管的开通损耗，需要一个高的峰值驱动电流以减小功率mos管的开通时间。开通时刻，高的驱动电流会流过mp1和cboost，给功率mos管的栅极充电；关断时刻，功率mos管的栅极通过mn1放电。
因此，驱动输出级mp1和mn1的导通电阻需要足够小，这样才能得到足够大的驱动电流。自举电容cboost需要足够大，这样高通道电源hb和hs之间电压波动也不大，不影响高通道电源供电的模块如电平移位模块levelshfit、缓冲级buffer、驱动输出级（mp1和mn1等）的正常工作。
另外，因为存在寄生电感和寄生电容，高的峰值驱动电流会有其他不良影响。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种用于功率器件的驱动电路，解决驱动电流峰值过高的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于功率器件的驱动电路，包括第一nmos管mnpwr、第二nmos管mnpre、第三nmos管mn1、第一pmos管mp1、电感l、第一二极管dpwr、第一电容cboost、电阻r1，上述第一nmos管mnpwr的漏极与vin输入信号连接，上述第一nmos管mnpwr的源极通过电感l连接vout输出信号，并且上述第一nmos管mnpwr的源极还连接第一二极管dpwr的负极，上述第一二极管dpwr的正极接地，上述第一nmos管mnpwr的栅极连接第三nmos管mn1的漏极和第二noms管mnpre的源极，并通过电阻r1连接第一pmos管mp1的漏极；上述第二nmos管mnpre的漏极连接vin输入信号，上述第二nmos管mnpre的栅极连接第一pmos管mp1的漏极，上述第一pmos管mp1的源极连接高通道电源的高电位端hb，上述第三nmos管mn1的源极连接高通道电源的低电位端hs，上述第一pmos管mp1的栅极和第三nmos管mn1的栅极均连接预驱动信号hpre；上述第一电容cboost连接在高通道电源的高电位端hb和低电位端hs之间。
作为优选，上述第二nmos管的漏极mnpre通过第二二极管d2连接vin输入信号，并且上述第二二极管d2的正极连接vin输入信号，负极连接第二nmos管mnpre的漏极。
作为优选，上述第二nmos管mnpre的漏极通过三极管qd连接vin输入信号，并且上述三极管qd的基极和集电极均连接vin信号，上述三极管qd的发射极连接第二nmos管mnpre的漏极。
作为优选，上述第二nmos管mnpre的漏极通过第五nmos管mnd连接vin输入信号，并且上述第五nmos管mnd的栅极和源极均连接vin信号，上述第五nmos管mnd的漏极连接第二nmos管mnpre的漏极。
一种用于功率器件的驱动电路，包括第一nmos管mnpwr、第二nmos管mnpre、第一双极性三极管qn1、第二双极性三极管qp1、电感l、第一二极管dpwr、第二二极管d2、第一电容cboost、电阻r1，上述第一nmos管mnpwr的漏极与vin输入信号连接，上述第一nmos管mnpwr的源极通过电感l连接vout输出信号，并且上述第一nmos管mnpwr的源极还连接第一二极管dpwr的负极，上述第一二极管dpwr的正极接地，上述第一nmos管mnpwr的栅极连接第一双极性三极管qn1的集电极和第二noms管mnpre的源极，并通过电阻r1连接第二双极性三极管qp1的集电极；上述第二nmos管的漏极mnpre通过第二二极管d2连接vin输入信号，所上述第二nmos管mnpre的栅极连接第二双极性三极管qp1的集电极，上述第二双极性三极管qp1的发射极连接高通道电源的高电位端hb，上述第一双极性三极管qn1的发射极连接高通道电源的低电位端hs，上述第二双极性三极管qp1的基极和第一双极性三极管qn1的基极均连接预驱动信号hpre；上述第一电容cboost连接在高通道电源的高电位端hb和低电位端hs之间。
一种用于功率器件的驱动电路，包括第一nmos管mnpwr、第二nmos管mnpre、第三nmos管mn1、第四nmos管mn2、第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、电感l、第一二极管dpwr、第一电容cboost，上述第一nmos管mnpwr的漏极与vin输入信号连接，上述第一nmos管mnpwr的源极通过电感l连接vout输出信号，并且上述第一nmos管mnpwr的源极还连接第一二极管dpwr的负极，上述第一二极管dpwr的正极接地，上述第一nmos管mnpwr的栅极连接第四nmos管mn2的漏极、第二noms管mnpre的源极、第二pmos管mp2的漏极，上述第二nmos管mnpre的漏极连接vin输入信号，上述第二nmos管mnpre的栅极连接第一pmos管mp1的漏极和第三nmos管mn1的漏极，上述第一pmos管mp1的源极和第二pmos管mp2的源极均连接高通道电源的高电位端hb，上述第三nmos管mn1的源极和第四nmos管mn2的源极均连接高通道电源的低电位端hs，上述第一pmos管mp1的栅极、第二pmos管mp2的栅极、第三nmos管mn1和第四nmos管mn2的栅极均连接预驱动信号hpre；上述第一电容cboost连接在高通道电源的高电位端hb和低电位端hs之间。
作为优选，上述第二pmos管mp2通过第二电阻r连接预驱动信号hpre。
作为优选，上述第二pmos管mp2通过延时单元delay连接预驱动信号hpre。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在功率器件mnpwr开通时刻，第二nmos管mnpre提供了主要的充电电流给mnpwr栅极充电，可以减小流过驱动级的峰值电流，也可以减小cboost的峰值放电电流和放电电荷。相应地，mp1面积和cboost容值也可以减小。
附图说明
图1为传统的非同步buck自举驱动电路。
图2为传统的同步buck自举驱动电路。
图3为传统的简化后的自举驱动电路。
图4为本发明的基本电路结构示意图。
图5为本发明的一个实施例的电路结构示意图。
图6为本发明的其他实施例的电路结构示意图。
图7为本发明的其他实施例的电路结构示意图。
图8为本发明的其他实施例的电路结构示意图。
图9为本发明的其他实施例的电路结构示意图。
图10为本发明的其他实施例的电路结构示意图。
图11为本发明的其他实施例的电路结构示意图。
图12为本发明的其他实施例的其他单向导通器件的示意图。
图13为栅-源电压与栅极电荷的关系示意图。
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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图4示出了本发明的一个实施例，一种用于功率器件的驱动电路，包括第一nmos管mnpwr、第二nmos管mnpre、第三nmos管mn1、第一pmos管mp1、电感l、第一二极管dpwr、第一电容cboost、电阻r1，上述第一nmos管mnpwr的漏极与vin输入信号连接，上述第一nmos管mnpwr的源极通过电感l连接vout输出信号，并且上述第一nmos管mnpwr的源极还连接第一二极管dpwr的负极，上述第一二极管dpwr的正极接地，上述第一nmos管mnpwr的栅极连接第三nmos管mn1的漏极和第二noms管mnpre的源极，并通过电阻r1连接第一pmos管mp1的漏极；上述第二nmos管mnpre的漏极连接vin输入信号，上述第二nmos管mnpre的栅极连接第一pmos管mp1的漏极，上述第一pmos管mp1的源极连接高通道电源的高电位端hb，上述第三nmos管mn1的源极连接高通道电源的低电位端hs，上述第一pmos管mp1的栅极和第三nmos管mn1的栅极均连接预驱动信号hpre；上述第一电容cboost连接在高通道电源的高电位端hb和低电位端hs之间。
上述第二nmos管的漏极mnpre通过第二二极管d2连接vin输入信号，并且上述第二二极管d2的正极连接vin输入信号，负极连接第二nmos管mnpre的漏极。在这里增加了一个单向导通器件，作用是：当ho>vin时，d2阻挡了充电电流i1流向vin，使充电电流i1全部流入mnpwr栅极，避免充电电流i1的损失。
本实施例中的工作原理是：当hpre为低时，mp1开通，mn1关断，ho1为高。ho1为高，通过r1给mnpwr栅极充电，充电电流i1受r1限制而较小，由cboost提供。ho1为高，mnpre开通，给mnpwr栅极充电，充电电流i2很大，由vin提供。当ho>=vin时，充电电流i1的路径为cboost，mp1，r1，使ho继续上升，直至与hb电位相等。当ho>vin时，d2阻挡了充电电流i1流向vin，使充电电流i1全部流入mnpwr栅极，避免充电电流i1的损失。
当hpre为高时，mp1关断，mn1开通，ho1为低。mnpwr栅极电荷通过mn1被迅速放掉，因此，mnpwr可以快速关断。因mnpre远比mnpwr小，很小的mnpre栅极电荷也通过r1和mn1被迅速放掉，因此，mnpre也可以快速关断。
综上上述，在功率器件mnpwr开通时刻，第二nmos管mnpre提供了主要的充电电流给mnpwr栅极充电，可以减小件流过驱动级的峰值电流，也可以减小cboost的峰值放电电流和放电电荷。相应地，mp1面积和cboost容值也可以减小。同时，不影响功率器件mnpwr关断速度。
d2也可以是具有单向导电特性（类似二极管）的其它器件或电路，包括但不限于图12所示器件及其应用方法。图10和图11是两个使用单向导电特性的其它器件或电路的实施例子。
图10示出了本发明的另一个实施例，该实施例中将第二二极管d2更换为三极管qd，即上述第二nmos管mnpre的漏极通过三极管qd连接vin输入信号，并且上述三极管qd的基极和集电极均连接vin信号，上述三极管qd的发射极连接第二nmos管mnpre的漏极。
图11示出了本发明的另一个实施例，该实施例中将第二二极管d2更换为第五nmos管mnd，即上述第二nmos管mnpre的漏极通过第五nmos管mnd连接vin输入信号，并且上述第五nmos管mnd的栅极和源极均连接vin信号，上述第五nmos管mnd的漏极连接第二nmos管mnpre的漏极。
图6示出了采用双极性三极管来实现驱动电路的实施例，一种用于功率器件的驱动电路，包括第一nmos管mnpwr、第二nmos管mnpre、第一双极性三极管qn1、第二双极性三极管qp1、电感l、第一二极管dpwr、第二二极管d2、第一电容cboost、电阻r1，上述第一nmos管mnpwr的漏极与vin输入信号连接，上述第一nmos管mnpwr的源极通过电感l连接vout输出信号，并且上述第一nmos管mnpwr的源极还连接第一二极管dpwr的负极，上述第一二极管dpwr的正极接地，上述第一nmos管mnpwr的栅极连接第一双极性三极管qn1的集电极和第二noms管mnpre的源极，并通过电阻r1连接第二双极性三极管qp1的集电极；上述第二nmos管的漏极mnpre通过第二二极管d2连接vin输入信号，所上述第二nmos管mnpre的栅极连接第二双极性三极管qp1的集电极，上述第二双极性三极管qp1的发射极连接高通道电源的高电位端hb，上述第一双极性三极管qn1的发射极连接高通道电源的低电位端hs，上述第二双极性三极管qp1的基极和第一双极性三极管qn1的基极均连接预驱动信号hpre；上述第一电容cboost连接在高通道电源的高电位端hb和低电位端hs之间。
在功率器件mnpwr开通时刻，r1是限制了高通道电源hb（cboost）给功率器件mnpwr栅极充电电流i1。也可以用其它方式实现，图7就是通过mp2来调节栅极充电电流i1，通过mn2来调节栅极放电电流。
如图7所示，一种用于功率器件的驱动电路，包括第一nmos管mnpwr、第二nmos管mnpre、第三nmos管mn1、第四nmos管mn2、第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、电感l、第一二极管dpwr、第一电容cboost，上述第一nmos管mnpwr的漏极与vin输入信号连接，上述第一nmos管mnpwr的源极通过电感l连接vout输出信号，并且上述第一nmos管mnpwr的源极还连接第一二极管dpwr的负极，上述第一二极管dpwr的正极接地，上述第一nmos管mnpwr的栅极连接第四nmos管mn2的漏极、第二noms管mnpre的源极、第二pmos管mp2的漏极，上述第二nmos管mnpre的漏极连接vin输入信号，上述第二nmos管mnpre的栅极连接第一pmos管mp1的漏极和第三nmos管mn1的漏极，上述第一pmos管mp1的源极和第二pmos管mp2的源极均连接高通道电源的高电位端hb，上述第三nmos管mn1的源极和第四nmos管mn2的源极均连接高通道电源的低电位端hs，上述第一pmos管mp1的栅极、第二pmos管mp2的栅极、第三nmos管mn1和第四nmos管mn2的栅极均连接预驱动信号hpre；上述第一电容cboost连接在高通道电源的高电位端hb和低电位端hs之间。
图8在图7的基础上增加了一个电阻，即上述第二pmos管mp2通过第二电阻r连接预驱动信号hpre。在本实施例中在在mp2栅极上串了一个电阻，实现mp2的延时开通。
图9在图8的基础上增加了延时单元，即上述第二pmos管mp2通过延时单元delay连接预驱动信号hpre。hpre通过延时单元驱动mp2，实现mp2的延时开通。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。