[发明专利]栅极驱动电路、具有栅极驱动电路的开关设备和电源设备

说明书

本申请要求于2013年10月31日提交到韩国知识产权局的第10-2013-0131617号韩国专利申请的权益，所述专利申请的公开通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种用于驱动开关的栅极驱动电路、具有所述栅极驱动电路的开关设备和电源设备。

背景技术

一般而言，根据用户选择执行各种功能的电子设备包括用于执行功能改变、开关操作等的半导体开关，并且所述电子设备主要使用栅极驱动电路来驱动半导体开关。

在这种电子设备之中，电源设备主要使用针对开关电源的开关型电源(SMPS)方案，并使用电源开关来对电源进行开关。因此，用于驱动电源开关的栅极驱动电路会必须用于电源设备中。

同时，上述栅极驱动电路提供用于断开或导通开关的高电平信号和低电平信号。为此，如在以下现有技术文献(专利文献1)中所公开的，至少两个开关可相互串联以输出栅极信号。

然而，在根据上述现有技术的栅极驱动电路中，为了平稳地提供用于将断开或闭合开关的高电平信号和低电平信号，执行死区时间(dead time)控制，使得至少两个开关交替地闭合和断开，并使用输出缓冲器，从而产生功耗。

[现有技术文献]

(专利文献1)第2007-282444号日本专利公开出版物

发明内容

本公开的一方面可提供一种不需要死区时间控制的具有B类放大器结构的栅极驱动电路、具有所述栅极驱动电路的开关设备和电源设备。

此外，本公开来自于作为由韩国的科学、ICT和未来规划局以及首尔大学的产学协力团管理的韩国国家IT工业促进局的IT研究中心发展和支持的一部分而进行的研究。

主题序列号：NIPA-2013-(H0301-13-1013)

部门名称：科学、ICT和未来规划局

项目名称：韩国国家IT工业促进局的IT研究中心发展和支持

项目主题名称：用于信息装置的系统半导体的核心设计技术的开发和人力培训

管理部门：首尔大学校产学协力团

研究周期：2013.01.01-2013.12.31

根据本公开的一方面，一种栅极驱动电路可包括：偏置单元，接收具有预设高电平和预设低电平的输入信号，包括：第一N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(N-MOSFET)和第一P沟道MOS FET(P-MOSFET)，其中，第一N-MOSFET在输入信号具有预设高电平时被导通，第一P-MOSFET在输入信号具有预设低电平时被导通，并且偏置单元通过第一N-MOSFET和第一P-MOSFET的导通来供应偏置功率；放大单元，包括第二N-MOSFET和第二P-MOSFET，其中，第二N-MOSFET通过接收从在输入信号具有预设高电平的情况下导通的第一N-MOSFET供应的偏置功率而被导通，第二P-MOSFET通过接收从在输入信号具有预设低电平的情况下导通的第一P-MOSFET供应的偏置功率而被导通，并且放大单元根据第二N-MOSFET和第二P-MOSFET的导通来提供栅极信号。

栅极驱动电路还可包括：恒流源单元，包括提供预设恒定电流的多个恒流源。

第一N-MOSFET和第一P-MOSFET可在所述多个恒流源之间相互串联，第一N-MOSFET的源极和第一P–MOSFET的源极可分别通过电阻器来接收输入信号，第一N-MOSFET的栅极和第一P–MOSFET的栅极可分别供应偏置功率。

第二N-MOSFET和第二P-MOSFET可在驱动电能端子与接地端之间相互串联，第二N-MOSFET的栅极可接收从第一N-MOSFET供应的偏置功率，第二P-MOSFET的栅极可接收从第一P-MOSFET供应的偏置功率，并且第二N-MOSFET的源极和第二P-MOSFET的源极可彼此共同连接以输出栅极信号。

栅极驱动电路还可包括：电平位移器，对输入信号的信号电平进行位移，并将具有位移后的信号电平的输入信号分别通过电阻器传输到偏置单元的第一N-MOSFET的源极和第一P-MOSFET的源极。

栅极驱动电路还可包括：启动开关，连接到放大单元的栅极信号输出端子，并根据外部控制信号控制是否输出栅极信号。