[发明专利]功率器件的驱动电路及方法

说明书

本发明公开了一种功率器件的驱动电路及方法，包括：驱动单元，驱动单元包括多个相互并联的驱动器，驱动单元依据驱动信号分别控制每一个驱动器的开闭；MOS分级单元，其输入端电性连接于驱动单元的输出端，MOS分级单元包括多个MOS晶体管，每个MOS晶体管均与一个驱动器串联，多个MOS晶体管的尺寸具有线性比例关系；比较单元，其输入端电性连接于MOS分级单元的输出端，比较单元用于比较流过MOS分级单元的负载电流与设定电流的大小关系，输出二进制信号；计数器，其输入端通信连接于比较单元的输出端，接收二进制信号，并依据二进制信号生成驱动信号，其输出端通信连接于驱动单元的输入端，将驱动信号传输至驱动单元。

技术领域

本发明属于集成电路领域，更具体地，涉及一种功率器件的驱动电路 及方法。

背景技术

在电源类电路中，尤其是开关电源类电路中，如开关型降压(BUCK)， 开关型升压(BOOST)，还有马达驱动、D类音频放大器等，都需要驱动一 个功率管。

原来的驱动设计方法都是根据功率、效率及成本的需求，设定好一下 固定Rdson值的MOS，无论这个MOS是P型还是N型的。为了便于说明 问题，在这里，我仅以驱动N型MOS管为例。在大功率的方案中，通常要 求这个Rdson非常小，比如10毫欧，这就意味着MOS管的面积相当大。 而且，通常P型MOS管的面积还会是N型的2～3倍。面积大，也就意味 着寄生的栅源电容很大，为了提升整个系统的电源转换效率，就得降低各 种损耗。

在传统的集成电路系统中，MOS管的尺寸固定，在优化系统效率的时 候，只有一个电流点的MOS管的损耗是最小的。假设这个最小MOS管的 损耗的电流点为最大电流时，那么当系统负载变化，进入中载，或者轻载 时，这个损耗将增大，系统效率必将降低。

因此，有必要提供一种功率器件的驱动电路，可以根据负载电流的变 化来调整MOS的尺寸，用以降低损耗。

发明内容

本发明通过提供一种功率器件的驱动电路，能够根据负载电流的不同 来调整功率器件MOS管的尺寸，以实现系统效率在不同的负载下效率能够 达到多点优化，而不是目前的仅单点优化。

根据本发明的一方面，提出了一种功率器件的驱动电路，该电路包括： 驱动单元，所述驱动单元包括多个相互并联的驱动器，所述驱动单元依据 驱动信号分别控制每一个驱动器的开闭；MOS分级单元，其输入端电性连 接于所述驱动单元的输出端，所述MOS分级单元包括多个MOS晶体管， 每个所述MOS晶体管均与一个所述驱动器串联，所述多个MOS晶体管的 尺寸具有线性比例关系；比较单元，其输入端电性连接于所述MOS分级单 元的输出端，所述比较单元用于比较流过所述MOS分级单元的负载电流与 设定电流的大小关系，输出二进制信号；计数器，其输入端通信连接于所 述比较单元的输出端，接收所述二进制信号，并依据所述二进制信号生成 驱动信号，其输出端通信连接于所述驱动单元的输入端，将所述驱动信号 传输至所述驱动单元。

优选地，所述MOS晶体管的栅极连接于所述驱动单元的输出端，所述 MOS晶体管的源极连接于地电位，所述MOS晶体管的漏极连接于所述比 较单元的输入端。

优选地，所述比较单元包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较 器的同相输入端和所述第二比较器的反向输入端连接于所述多个晶体管的 漏极，用于获得MOS晶体管的漏源电压；所述第一比较器的反向输入端和 所述第二比较器的同相输入端连接于稳压器，用于获取参考电压。

优选地，基于所述MOS晶体管的漏源电压，表征所述负载电流。

优选地，所述比较单元比较流过所述MOS分级单元的负载电流与设定 电流的大小关系，输出二进制信号包括：当所述负载电流大于所述设定电 流时，所述第一比较器输出的所述二进制信号为1，所述第二比较器输出的 所述二进制信号为0；当所述负载电流小于所述设定电流时，所述第一比较 器输出的所述二进制信号为0，所述第二比较器输出的所述二进制信号为1。