用于快速切换输出级的压摆率控制的制作方法

本公开涉及用于功率开关的驱动器电路。

背景技术：

1、与以较低开关频率操作相比，输出级中用以驱动负载(诸如电机)的功率晶体管在以较高开关频率操作时提供更高的效率。然而，较高开关频率也可能导致诸如电磁干扰(emi)之类的其他电路挑战。

技术实现思路

1、总的来说，本公开描述了一种驱动电路，该驱动电路将压摆率(slew rate)受控的驱动信号输出到功率晶体管的控制端子，以提供快速开关频率并且以提高电路效率，同时避免快速切换的副作用，包括由杂散电感引起的过电压和电磁干扰(emi)。功率晶体管的驱动电路可以包括一个或多个子电路，其中每个子电路包括调节环路、功率晶体管的匹配复制物和稳压节点。稳压节点用作参考电压。来自稳压节点的电压通过用于每个子电路的单独的缓冲电路而连接到功率开关的控制端子，以在短时间(例如，几纳秒量级)内向功率开关的控制端子施加准确且精确的电压。切换控制器电路可以管理一个或多个子电路的操作，使得驱动电路可以将精确受控的电压概况(profile)输出到功率晶体管的控制端子。

2、在一个示例中，本公开描述了一种被配置为驱动功率半导体器件的控制端子的电路，包括：复制物半导体器件，其包括功率半导体器件的复制物；调节环路，被配置为设置并维持稳压节点处的第一电压，其中调节环路包括复制物半导体器件；第一缓冲器，被配置为在第一缓冲器被接通时将来自稳压节点的第一电压施加到功率半导体器件的控制端子；以及第二缓冲器，被配置为在第一缓冲器被关断时将第二电压施加到控制端子。

3、在另一个示例中，本公开描述了一种系统，该系统包括：包括控制端子的功率晶体管，被配置为驱动功率晶体管的操作的电路，该电路包括：复制物晶体管，被配置作为功率晶体管的复制物；调节环路，被配置为设置并维持稳压节点处的第一电压，其中调节环路包括晶体管；第一缓冲器，被配置为在第一缓冲器被接通时将来自稳压节点的第一电压施加到功率晶体管的控制端子；以及第二缓冲器，被配置为在第一缓冲器被关断时将第二电压施加到控制端子；以及被配置为管理系统的操作的控制电路装置(circuitry)。

4、在又一个示例中，本公开描述了一种方法，包括：调节电路的参考节点处的第一电压，其中该电路被配置为驱动功率晶体管的操作，其中功率晶体管包括控制端子，其中电路的调节环路被配置为设置并维持参考节点处的第一电压，并且其中调节环路包括被配置作为功率晶体管的复制物的晶体管，由开关控制电路装置利用连接到第一缓冲器的第一使能信号(enable signal)来控制第一缓冲器的操作，其中当第一缓冲器被启用时，第一缓冲器将参考节点连接到功率晶体管的控制端子；由开关控制电路装置利用连接到第二缓冲器的第二使能信号来控制第二缓冲器的操作。当第二缓冲器被启用时，第二缓冲器将第二电压连接到功率晶体管的控制端子。响应于在第一缓冲器处接收到第一使能信号，开关控制电路装置可以将参考节点的电压施加到功率晶体管的控制端子。

5、本公开的一个或多个示例的细节在附图和下面的描述中被阐述。本公开的其他特征、目的和优点将从描述和附图以及权利要求中显而易见。

技术特征：

1.一种被配置为驱动功率半导体器件的控制端子的电路，所述电路包括：

2.根据权利要求1所述的电路，

3.根据权利要求1所述的电路，其中所述第二电压是所述电路的电源电压。

4.根据权利要求1所述的电路，

5.根据权利要求1所述的电路，

6.根据权利要求5所述的电路，还包括与定义所述第一阻抗的所述第一元件串联连接的修整电流源。

7.根据权利要求5所述的电路，还包括被配置作为误差放大器的运算放大器，其中：

8.根据权利要求1所述的电路，

9.一种系统，包括：

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述功率晶体管是第一功率晶体管并且所述电路是第一电路，所述系统还包括：

11.根据权利要求10所述的系统，

12.根据权利要求10所述的系统，

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一功率晶体管的输出端子连接到所述第二功率晶体管的输出端子、并且连接到功率开关的控制端子。

14.根据权利要求9所述的系统，其中所述第二电压是所述电路的电源电压。

15.根据权利要求9所述的系统，

16.根据权利要求15所述的系统，还包括与所述第一阻抗串联连接的修整电流源。

17.根据权利要求15所述的系统，还包括被配置作为误差放大器的运算放大器，其中：

18.一种方法，包括：

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述参考节点是第一参考节点，所述方法还包括：

20.根据权利要求18所述的方法：

技术总结
本申请涉及用于快速切换输出级的压摆率控制。一种驱动电路被配置为将压摆率受控的驱动信号施加到功率晶体管的控制端子。驱动电路可以是包括一个或多个子电路的系统的一部分，其中每个子电路包括调节环路、功率晶体管的匹配复制物和稳压节点。每个子电路的电压参考电压通过缓冲电路而连接到功率开关的控制端子，以将一系列电压施加到功率开关的控制端子。开关控制器电路可以管理一个或多个子电路的操作，使得驱动电路可以将精确受控的电压概况输出到功率晶体管的控制端子。该电路可以包括第二缓冲器，其在切换控制器电路的控制下进一步管理功率晶体管的操作。

技术研发人员：M·努博林,C·F·吉恩塔
受保护的技术使用者：英飞凌科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14