[发明专利]降低功率管电压应力的方法、电路以及SPS电源

说明书

本发明涉及一种降低功率管电压应力的方法、电路以及SPS电源，在电路中，功率管包括上功率管和下功率管；电感的第一端连接于上功率管和下功率管的公共端，电感的第二端连接负载；降低功率管电压应力的方法包括:功率管的开关状态由驱动管电路控制；实时检测电感电流；当电感电流的绝对值大于电流阈值时，降低驱动管电路的驱动能力；当电感电流的绝对值在电流阈值之间时，驱动管电路的驱动能力保持不变。本发明降低了大负载下功率管电压应力，提高了SPS电源的可靠性，且芯片正常工作不被影响。

技术领域

本发明涉及模拟电路领域，具体涉及一种降低功率管电压应力的方法、电路以及SPS电源。

背景技术

SPS(Smart Power System，智能功率系统)电源主要应用于服务器级系统。该场景下，负载电流可达到最大单相120A。如此数量级的负载在上功率管HS FET和下功率管LSFET上迅速变化，会在电流通路的寄生电感上感生出很高的电压，大大增加功率管的电压应力，降低SPS电源的可靠性。

图1为现有技术的示意图。图1示出了，上功率管HS FET和下功率管LS FET组成的负载通路上的寄生元件Z1～Z4。在图1中，SPS电源包括上功率管HS FET、下功率管LS FET和驱动器SPS Driver。上功率管HS FET和下功率管LS FET组成的负载通路上的寄生元件Z1～Z4，如图2所示，主要是寄生电感，在快速变化的电流下会感生出额外电压，叠加在上功率管HS FET和下功率管LS FET上，增加了其电压应力。而且，该感生电压随着负载变重而加大，导致上功率管HS FET和下功率管LS FET达到甚至超过其击穿电压，严重影响SPS可靠性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种降低功率管电压应力的方法、电路以及SPS电源，以解决传统SPS电源在大负载下功率管电压应力增加的问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种降低功率管电压应力的方法，功率管包括上功率管和下功率管；电感的第一端连接于上功率管和下功率管的公共端，电感的第二端连接负载；功率管的开关状态由驱动管电路控制；实时检测电感电流；当电感电流的绝对值大于电流阈值时，降低驱动管电路的驱动能力；当电感电流的绝对值在电流阈值之间时，驱动管电路的驱动能力保持不变。

其进一步的技术方案为：当电感正电流大于正电流阈值时，降低用于驱动上功率管的驱动管电路的驱动能力；当电感负电流的绝对值大于负电流阈值时，降低用于驱动下功率管的驱动管电路的驱动能力。

其进一步的技术方案为：驱动管电路的驱动能力降低时，被驱动的功率管的开关速度减慢。

其进一步的技术方案为：降低驱动管电路的驱动能力的方法是减少驱动管电路中驱动管的个数。

其进一步的技术方案为：驱动管电路并联至少两个驱动管；降低驱动管电路的驱动能力的方法是断开至少一个驱动管的连接线路。

其进一步的技术方案为：所述方法包括：

阈值检测电路实时检测电感电流并判断电感电流的绝对值是否超过电流阈值，并发送预处理信号至信号处理电路；

信号处理电路根据预处理信号发出过阈值信号至驱动管电路，驱动管电路包括至少两个并联的驱动；将部分驱动的连接线路断开；

被驱动管电路所驱动的功率管的开关速度减慢；

负载通路上的电流变化速度减慢；

功率管的寄生元件所产生的电压减小，则功率管的电压应力降低。