一种N型功率管驱动电路、芯片以及充电器的制作方法

本申请涉及充电电路，具体涉及一种n型功率管驱动电路、芯片以及充电器。

背景技术：

1、pd快充技术因其相比于传统usb充电器更快的充电速度，以及其广泛的适用性被快速普及。其内部的dc-dc开关电源在启动过程中，由于启动前负载电容上没有电荷，电压为0，在电路瞬间开启后，对电容充电，可能会产生一个大的浪涌电流，通过功率管的电流很大，很容易对电路系统造成损伤，因此需要软启动电路。如图1所示，传统软启动电路的设计思想是控制pwm的输出占空比，缓慢提高输出驱动电压（drv），从而减小浪涌电流和过冲电压。然而，传统电路需要设计pwm电路，相对复杂且环路稳定性差。

技术实现思路

1、本申请提供了一种n型功率管驱动电路、芯片以及充电器，具体技术方案如下：

2、一种n型功率管驱动电路，所述n型功率管驱动电路包括斜坡电压产生电路、电荷泵电路和n型功率管软启动电路，其中，所述n型功率管软启动电路包括运算放大器、开关管、第一电阻和第二电阻，所述运算放大器的第一输入端连接在所述第一电阻和所述第二电阻中间、第二输入端跟所述斜坡电压产生电路连接、输出端跟所述开关管连接，所述开关管的栅极跟所述运算放大器的输出端连接、漏极跟所述电荷泵电路的输出端连接、源极接地，所述第一电阻的一端跟所述电荷泵电路的输出端连接、另一端跟所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接地，所述电荷泵电路的输出端连接外部接入的n型功率管的栅极，用于为所述n型功率管输出驱动电压，其中，所述运算放大器的第二输入端用于接收所述斜坡电压产生电路输出的斜坡电压，基于所述运算放大器的钳位功能，所述电荷泵电路输出的驱动电压随所述斜坡电压上升，使得所述n型功率管实现软启动。

3、进一步地，所述n型功率管软启动电路还包括补偿电容，所述补偿电容的一端跟所述开关管的栅极连接、另一端跟所述开关管的漏极连接。

4、进一步地，所述斜坡电压产生电路包括使能输入端、第一输出端和第二输出端，其中，所述使能输入端用于接收所述n型功率管驱动电路产生的斜坡电压使能信号，所述第一输出端跟所述运算放大器的第二输入端连接，用于输出斜坡电压，所述第二输出端跟所述运算放大器连接，用于输出软启动指示信号。

5、进一步地，所述斜坡电压产生电路的第二输出端通过非门和与门跟所述运算放大器的使能端连接，其中，所述第二输出端跟所述非门连接，所述非门跟所述与门连接，所述与门同时接收所述非门的输出和所述n型功率管驱动电路产生的斜坡电压使能信号，然后输出软启动使能信号给所述运算放大器的使能端。

6、进一步地，所述电荷泵电路的输入端用于接收所述n型功率管驱动电路产生的斜坡电压使能信号，所述电荷泵电路的输出端跟所述n型功率管软启动电路和所述n型功率管的栅极连接，用于输出所述n型功率管的驱动电压。

7、一种芯片，所述芯片包括所述n型功率管驱动电路。

8、一种充电器，所述充电器包括所述芯片，还包括n型功率管，所述芯片用于控制所述n型功率管实现软启动。

9、进一步地，所述n型功率管的栅极跟所述芯片连接、漏极跟电源连接、源极跟充电设备连接。

10、一种多口快充充电器，所述多口快充充电器包括所述芯片，还包括n型功率管，所述n型功率管的数量大于等于2个，所述芯片用于控制所述n型功率管实现软启动。

11、进一步地，所述n型功率管的栅极跟所述芯片连接、漏极跟电源连接、源极跟充电设备连接。

12、本申请所述的n型功率管驱动电路，利用运算放大器的钳位功能，将反馈点设置在外部接入的n型功率管的栅极所在的一端，无需pwm电路就能实现软启动功能，有效地解决了电压过冲及浪涌电流问题，且电路结构更加简单和易于集成。其中，所述反馈点即所述n型功率管软启动电路反馈环路中与运算放大器的第一输入端连接的点，其是电压采样点，本申请没有像传统方法那样直接控制n型功率管的输出电压缓慢上升，而是通过控制所述反馈点的电压来间接控制输出电压缓慢上升，其遵循的是n型功率管的源跟随原理（源极电压≈栅极电压-功率管导通阈值电压）。如此设置，使得输出电压不会受负载电阻跟负载电容的影响（负载电阻跟负载电容是随不同应用场景而发生变化的），提高了所述n型功率管驱动电路的稳定性。

技术特征：

1.一种n型功率管驱动电路，其特征在于，所述n型功率管驱动电路包括斜坡电压产生电路、电荷泵电路和n型功率管软启动电路，其中，

2.根据权利要求1所述的一种n型功率管驱动电路，其特征在于，所述n型功率管软启动电路还包括补偿电容，所述补偿电容的一端跟所述开关管的栅极连接、另一端跟所述开关管的漏极连接。

3.根据权利要求1所述的一种n型功率管驱动电路，其特征在于，所述斜坡电压产生电路包括使能输入端、第一输出端和第二输出端，其中，

4.根据权利要求3所述的一种n型功率管驱动电路，其特征在于，所述斜坡电压产生电路的第二输出端通过非门和与门跟所述运算放大器的使能端连接，其中，

5.根据权利要求1所述的一种n型功率管驱动电路，其特征在于，所述电荷泵电路的输入端用于接收所述n型功率管驱动电路产生的斜坡电压使能信号，所述电荷泵电路的输出端跟所述n型功率管软启动电路和所述n型功率管的栅极连接，用于输出所述n型功率管的驱动电压。

6.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括权利要求1至5任一项所述n型功率管驱动电路。

7.一种充电器，其特征在于，所述充电器包括权利要求6所述芯片，还包括n型功率管，所述芯片用于控制所述n型功率管实现软启动。

8.根据权利要求7所述的一种充电器，其特征在于，所述n型功率管的栅极跟所述芯片连接、漏极跟电源连接、源极跟充电设备连接。

9.一种多口快充充电器，其特征在于，所述多口快充充电器包括权利要求6所述芯片，还包括n型功率管，所述n型功率管的数量大于等于2个，所述芯片用于控制所述n型功率管实现软启动。

10.根据权利要求9所述的一种多口快充充电器，其特征在于，所述n型功率管的栅极跟所述芯片连接、漏极跟电源连接、源极跟充电设备连接。

技术总结
本申请提供一种N型功率管驱动电路、芯片以及充电器，所述N型功率管驱动电路包括斜坡电压产生电路、电荷泵电路和N型功率管软启动电路，所述N型功率管软启动电路包括运算放大器、开关管、第一电阻和第二电阻，所述运算放大器的第二输入端用于接收所述斜坡电压产生电路输出的斜坡电压，基于所述运算放大器的钳位功能，所述电荷泵电路输出的驱动电压随所述斜坡电压上升，使得所述N型功率管实现软启动。利用运算放大器的钳位功能，将反馈点设置在外部接入的N型功率管的栅极所在的一端，无需PWM电路就能实现软启动功能，有效地解决了电压过冲及浪涌电流问题，且电路结构更加简单和易于集成，电路的稳定性也更高。

技术研发人员：向耀明,汤志学,赵伟兵
受保护的技术使用者：珠海市一微星科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17