[发明专利]开关管驱动信号调节方法和装置、开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及开关电路，特别是涉及一种开关管驱动信号调节方法和装置，以及具有该调节装置的开关电源。

背景技术

现有的开关电源，广泛使用各种MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和IGBT(绝缘栅双极型晶体管)等开关管器件，这些开关器件工作在高频开关状态，需要一定的驱动电压，来开通这些开关器件。现有技术一般都是固定的驱动电压。在不同的驱动电压情况下，这些器件导通电阻或者导通压降不同。对于三极管来说，需要一定的基极电流来进行驱动，不同的基极电流下会有不同的源极电流。对于MOSFET同样如此。一个典型的MOSFET及其驱动电路如图1所示，包括MOSFETQ1和栅极驱动电阻R1。该电路典型的驱动电压如图2所示，图中Vdrv为驱动的平台电压。在每个开关周期，驱动电路都会产生一定的损耗，这个驱动损耗与驱动电压Vdrv相关：Vdrv越高，驱动损耗越大。一个典型的MOSFET驱动电压、MOSFET电阻的曲线如图3所示。从图中可以看出，驱动电压越高，则MOSFET电阻越小，在电路中工作时，主电路产生的损耗越小。可以看到，驱动本身的损耗和电路的工作损耗之间存在一定矛盾：驱动损耗增加，可能会导致电路工作损耗减小；驱动损耗减小，可能导致电路工作损耗增加。如何最大化地降低开关电路的损耗，提高电路的工作效率，是传统技术所面临的问题。

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种开关管驱动信号调节方法和装置，能获得最佳的电路工作效率。

本发明的另一目的是提供一种能达到开关电路最佳工作效率的开关电源。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种开关管驱动信号调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.对流经开关管的电流进行采样；

b.根据采样值对所述开关管的驱动信号电平进行相应的调整。

所述开关管可以为MOSFET，所述步骤a中，采样所述MOSFET的源极或漏极电流，所述步骤b中，当所述MOSFET的源极或漏极电流增大时，提高所述MOSFET的栅极驱动电压；当所述MOSFET的源极或漏极电流减小时，降低所述MOSFET的栅极驱动电压。

所述开关管可以为IGBT，所述步骤a中，采样所述IGBT的集电极或发射极电流，所述步骤b中，当所述IGBT的集电极或发射极电流增大时，提高所述IGBT的栅极驱动电压；当所述IGBT的集电极或发射极电流减小时，降低所述IGBT的栅极驱动电压。

所述开关管可以为三极管，所述步骤a中，采样所述三极管的集电极或发射极电流，所述步骤b中，当所述三极管的集电极或发射极电流增大时，提高所述三极管的基极驱动电流；当所述三极管的集电极或发射极电流减小时，降低所述三极管的基极驱动电流。

一种开关管驱动信号调节装置，其特征在于，包括：

电流采样单元，用于对流经开关管的电流进行采样；和

驱动调整单元，用于根据采样值对所述开关管的驱动信号电平进行相应的调整。

所述开关管可以为MOSFET，所述电流采样单元采样所述MOSFET的源极或漏极电流，所述驱动调整单元在所述MOSFET的源极或漏极电流增大时提高所述MOSFET的栅极驱动电压，在所述MOSFET的源极或漏极电流减小时降低所述MOSFET的栅极驱动电压。

所述开关管可以为IGBT，所述电流采样单元采样所述IGBT的集电极或发射极电流，所述驱动调整单元在所述IGBT的集电极或发射极电流增大时提高所述IGBT的栅极驱动电压，在所述IGBT的集电极或发射极电流减小时降低所述IGBT的栅极驱动电压。

优选地，所述驱动调整单元包括压控电压源和驱动电路，所述压控电压源用于根据来自电流采样单元的电流信号产生相应的电压信号，所述驱动电路用于根据所述电压信号调整所述栅极驱动电压。

所述开关管可以为三极管，所述电流采样单元采样所述三极管的集电极或发射极电流，所述驱动调整单元在所述三极管的集电极或发射极电流增大时提高所述三极管的基极驱动电流，在所述三极管的集电极或发射极电流减小时降低所述三极管的基极驱动电流。

优选地，所述驱动调整单元包括压控电压源和驱动电路，所述压控电压源用于根据来自电流采样单元的电流信号产生相应的电压信号，所述驱动电路用于根据所述电压信号调整所述基极驱动电流。

一种开关电源，包括开关管驱动信号调节装置，其包括：电流采样单元，用于对流经开关管的电流进行采样；和驱动调整单元，用于根据采样值对所述开关管的驱动信号电平进行相应的调整。

本发明有益的技术效果是：