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申请/专利权人：珠海格力电器股份有限公司

摘要：本发明公开了一种自举驱动电路、同步整流自举控制电路，其中，该自举驱动电路包括：PWM信号输入端，用于接收输入的PWM控制信号；放大电路，与PWM信号输入端连接，并输出于第一节点，其中，第一节点用于与第一晶体管栅极连接，以控制第一晶体管导通与否；互补开通控制电路，输入端连接于第一节点，输出端连接于第二节点，用于控制第二晶体管与第一晶体管互补开通，其中，第二节点用于与第二晶体管栅极连接，以控制第二晶体管导通与否。本发明解决了现有技术中同步整流驱动电路中对两个电位不相同的晶体管驱动设计复杂的问题，减少了电路元器件数量，节约了成本。

主权项：1.一种自举驱动电路，其特征在于，包括：PWM信号输入端，用于接收输入的PWM控制信号；放大电路，与所述PWM信号输入端连接，并输出于第一节点，其中，所述第一节点用于与第一晶体管栅极连接，以控制所述第一晶体管导通与否；互补开通控制电路，输入端连接于所述第一节点，输出端连接于第二节点，用于控制第二晶体管与所述第一晶体管互补开通，其中，所述第二节点用于与第二晶体管栅极连接，以控制所述第二晶体管导通与否；所述互补开通控制电路包括：自举充电电路，输入端连接于所述第一节点，输出端连接于第三节点，所述第三节点用于分别与所述第一晶体管的漏极和所述第二晶体管的源极，用于在所述第一晶体管导通时，通过所述第一节点进行充电；开关控制电路，第一端连接于所述第一节点，第二端与所述自举充电电路连接，第三端连接于所述第二节点，用于提供控制信号至所述第二节点。

全文数据：自举驱动电路、同步整流自举控制电路技术领域[0001]本发明涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种自举驱动电路、同步整流自举控制电路。背景技术[0002]同步整流技术主要应用于低压、大电流的开关变换器中，通过使用导通电压较低的MOSFET代替续流二极管，能够有效提高开关变换器的效率。以图1的boost电路为例，boost电路拓扑主要由输入电源Vin、储能电感L、开关管M0S1、续流二极管D、输出滤波电容Co、负载Ro组成，实现升压功能，由于续流二极管D的损耗与其正向压降和通过的电流成正比，导致续流电路的损耗较大;为了减小低、压大电流开关变换器中续流电路的损耗，使用通态电阻较低的功率MOSFET代替续流二极管，可以大大降低续流电路的损耗，提高整机效率，如图2的boost同步整流电路所示，使用M0S2代替二极管后，boost电路就变成了boost同步整流电路，M0S1和M0S2互补导通和关断。[0003]使用MOSFET代替续流二极管后，就需要控制两个关管M0S1和M0S2的互补开通、关断来实现同步整流技术，达到提高效率的目的。从boost同步整流电路中可以看出，M0S1源极的参考电位是整个系统的GND，而M0S2源极的参考电位是一个动点。当M0S1导通时，M0S2源极的参考电位是GND;当M0S2关断时，M0S2源极的参考电位是输出电压Vo。由于M0S1和M0S2源极参考电位不同，增加了驱动电路的设计难度。通常解决办法有以下两种:一是使用两个驱动电路以及两个相互隔离的驱动电源分别驱动M0S1和M0S2,但方案增加了电路的成本以及电路的复杂性;二是使用自举驱动电路，但方案需要两个驱动信号，在多路并联系统中会受到PWM输出端口数量的限制。[0004]针对相关技术中同步整流驱动电路中，对两个电位不相同的晶体管驱动设计复杂的问题，目前尚未提出有效地解决方案。发明内容[0005]本发明提供了一种自举驱动电路、同步整流自举控制电路，以至少解决现有技术中同步整流驱动电路中，对两个电位不相同的晶体管驱动设计复杂的问题。[0006]为解决上述技术问题，根据本公开实施例的一个方面，本发明提供了一种自举驱动电路，包括：[0007]PWM信号输入端，用于接收输入的PWM控制信号；[0008]放大电路，与PWM信号输入端连接，并输出于第一节点，其中，第一节点用于与第一晶体管栅极连接，以控制第一晶体管导通与否；[0009]互补开通控制电路，输入端连接于第一节点，输出端连接于第二节点，用于控制第二晶体管与第一晶体管互补开通，其中，第二节点用于与第二晶体管栅极连接，以控制第二晶体管导通与否。[0010]进一步地，互补开通控制电路包括：[0011]自举充电电路，输入端连接于第一节点，输出端连接于第三节点，第三节点用于分别与第一晶体管的漏极和第二晶体管的源极，用于在第一晶体管导通时，通过第一节点进行充电；[0012]开关控制电路，第一端连接于第一节点，第二端与自举充电电路连接，第三端连接于第二节点，用于提供控制信号至第二节点。[0013]进一步地，自举充电电路包括依次串联连接的二极管D1、电阻R8以及电容C1，开关控制电路包括电阻R6及三极管Q5，其中，[0014]二极管D1的正极连接于第一节点，二极管的负极通过电阻R8与电容C1的第一端连接，电容C1的第二端连接于第三节点；[0015]电阻R6第一端连接于第一节点，第二端与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与电容C1第一端连接，三极管Q5的集电极连接于第二节点。[0016]进一步地，互补开通控制电路还包括:放电电路，放电回路包括电阻R7、三极管Q6及二极管D2,其中，[0017]电阻R7第一端连接于第一节点，第二端与三极管Q6的基极连接，三极管Q6的发射极与二极管D2的正极连接，三极管Q5的集电极连接于第二节点，二极管D2的负极连接于第三节点。[0018]进一步地，放大电路包括：[0019]驱动信号放大电路，输入端与PWM信号输入端连接，用于对PWM信号电压进行放大；[0020]推挽放大电路，输入端与驱动信号放大电路输出端连接，，输出端连接于第一节点，用于对PWM信号电流进行放大。[0021]进一步地，驱动信号放大电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1及三极管Q2,其中，[0022]电阻R1第一端与PWM信号输入端连接，电阻R1第二端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极分别与电阻R2第一端、电阻R3第一端连接，三极管Q1的发射极与地信号连接，电阻R2第二端用于与第一驱动电压连接，电阻R3第二端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与地信号连接，三极管Q2的集电极与电阻R4第一端连接，电阻R4第二端与用于与第二驱动电压连接，三极管Q2的集电极与推挽放大电路的输入端连接。[0023]进一步地，推挽放大电路包括:电阻R5、三极管Q3及三极管Q4,其中，[0024]电阻R5第一端与三极管Q2的集电极连接，电阻R5第二端分别与三极管Q3、三极管Q4的基极连接，三极管Q3的集电极与电阻R4第二端连接，三极管Q3的发射极与三极管Q4的发射极连接，并连接于第一节点，三极管Q4的集电极与地信号连接。[0025]进一步地，三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q6为NPN型三极管，三极管Q4、三极管Q5为PNP型三极管。[0026]进一步地，第一驱动电压的值为3•3V，第二驱动电压的值为12V。[0027]根据本公开实施例的另一方面，提供了一种同步整流自举控制电路，包括上述的自举驱动电路，还包括:BOOST同步整流电路，BOOST同步整流电路包括输入电压Vin、电感L、第一晶体管M0S1、第二晶体管M0S2,电容Co、电阻Ro,其中，电感L第一端与输入电压Vin正极连接，电感L第二端连接于第三节点，第一晶体管M0S1的漏极和第二晶体管M0S2的源极连接于第三节点，第一晶体管M0S1的源极分别与电容Co、电阻R〇的第一端连接，并与输入电压Vin负极连接，第二晶体管M0S2的漏极分别与电容Co、电阻Ro的第二端连接。[0028]在本发明中，通过电路设计实现一个驱动信号和一个驱动电源就能对两个晶体管的互补导通和关断控制，减少了电路元器件数量，节约了成本。附图说明[0029]图1示出一种BOOST电路的拓扑图；[0030]图2示出一种BOOST同步整流电路的拓扑图；[0031]图3是本发明实施例的自举驱动电路的一种可选的结构框图；[0032]图4是本发明实施例的自举驱动电路的一种可选的电路图；[0033]图5是本发明实施例的自举驱动电路一种工作状态的电路原理图；以及[0034]图6是本发明实施例的自举驱动电路另一种工作状态的电路原理图。具体实施方式[0035]实施例1[0036]下面结合附图对本发明提供的自举驱动电路进行说明。[0037]图1示出本发明自举驱动电路的一种可选的结构框图，如图1所示，本发明的自举驱动电路包括：[0038]PWM信号输入端10,用于接收输入的PWM控制信号；[0039]放大电路20,与PWM信号输入端10连接，并输出于第一节点1〇〇,其中，第一节点用于与第一晶体管栅极连接，以控制第一晶体管导通与否；[0040]互补开通控制电路30,输入端连接于第一节点100,输出端连接于第二节点2〇〇,用于控制第二晶体管与第一晶体管互补开通，其中，第二节点用于与第二晶体管栅极连接，以控制第二晶体管导通与否。[0041]在上述实施方式中，通过电路设计实现一个驱动信号和一个驱动电源就能对两个晶体管的互补导通和关断控制，减少了电路元器件数量，节约了成本。[0042]具体实现时，上述互补开通控制电路包括：[0043]自举充电电路，输入端连接于第一节点，输出端连接于第三节点，第三节点用于分别与第一晶体管的漏极和第二晶体管的源极，用于在第一晶体管导通时，通过第一节点进行充电；开关控制电路，第一端连接于第一节点，第二端与自举充电电路连接，第三端连接于第二节点，用于提供控制信号至第二节点。[0044]优选地，如图4所示，自举充电电路包括依次串联连接的二极管D1、电阻R8以及电容C1，开关控制电路包括电阻R6及三极管Q5,其中，二极管D1的正极连接于第一节点，二极管的负极通过电阻R8与电容C1的第一端连接，电容C1的第二端连接于第三节点；电阻R6第一端连接于第一节点，第二端与三极管Q5的基极连接，三极管Q5的发射极与电容C1第一端连接，三极管Q5的集电极连接于第二节点。[0045]进一步地，如图4所示，互补开通控制电路还包括:放电电路，放电回路包括电阻R7、三极管Q6及二极管D2,其中，电阻R7第一端连接于第一节点，第二端与三极管明的基极连接，三极管Q6的发射极与二极管D2的正极连接，三极管Q5的集电极连接于第二节点，二极管D2的负极连接于第三节点。[0046]在一个买施万式中，还提供了上述放大电路的一种优选实现方式，具体来说，放大电路包括:驱动信号放大电路，输入端与PWM信号输入端连接，用于对P丽信号电压进行放大;推挽放大电路，输入端与驱动信号放大电路输出端连接，，输出端连接于第一节点，用于对PWM信号电流进行放大。[0047]具体地，驱动信号放大电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1及三极管Q2,其中，电阻R1第一端与PWM信号输入端连接，电阻R1第二端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的集电极分别与电阻R2第一端、电阻R3第一端连接，三极管Q1的发射极与地信号连接，电阻R2第二端用于与第一驱动电压连接，电阻R3第二端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与地信号连接，三极管Q2的集电极与电阻R4第一端连接，电阻R4第二端与用于与第二驱动电压连接，三极管Q2的集电极与推挽放大电路的输入端连接。[0048]具体地，推挽放大电路包括:电阻R5、三极管Q3及三极管Q4,其中，电阻R5第一端与三极管Q2的集电极连接，电阻R5第二端分别与三极管Q3、三极管Q4的基极连接，三极管Q3的集电极与电阻R4第二端连接，三极管Q3的发射极与三极管Q4的发射极连接，并连接于第一节点，三极管Q4的集电极与地信号连接。[0049]其中，优选地，上述三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q6为NPN型三极管，三极管Q4、三极管Q5为PNP型三极管。优选地，第一驱动电压的值为3.3V，第二驱动电压的值为12V〇[0050]图4示出的电路图原理如下：[0051]1?1、1?2、1?3、1^4、〇1、〇2是前级驱动信号放大电路，将3.3¥驱动信号变为可驱动M0SFET的12V驱动信号，为电压信号放大器;R5、Q3、Q4是推挽放大电路，为电流信号放大器，当输入PWM信号为高电平时，Q3导通，Q4关断，当输入PWM信号为低电平时，Q3关断，Q4导通；推挽放大电路的输出为P丽1信号，该信号用于控制M0S1的导通和关断;D1、R8、C1是自举充电电路，当M0S1导通时，PWM1信号同时给C1充电，直至电压值与PWM1电压相等，当M0S1关断时，C1上的电压通过Q5输出为PWM2,该信号用于控制M0S2的导通和关断;R7、Q6、D2是M0S2关断时的放电回路，当P丽1为高电平时，PWM2为低电平，M0S2关断，Q6导通，为M0S2的关断提供放电回路。[0052]下面结合附图5和附图6对上述实施方式中的两种工作状态进行具体说明，以便更好的理解本发明的实施：[0053]图5示出M0S1导通、M0S2关断工作原理，图6示出M0S1关断、M0S2导通工作原理，其中，M0S1导通时，M0S2关断，两个开关管互补导通，M0S1关断时，M0S2导通，两个开关管互补导通。[0054]如图5所示，M0S1导通、M0S2关断工作原理为：[0055]主控芯片发出PWM信号为3.3V高电平，经三极管Q1反向后，PWM高电平信号在叭的集电极处变成0V的低电平，R1、R2、Q1所构成的电路的功能是将PWM信号反向转换，即高电平转换为低电平，低电平转换为高电平。随后PWM信号继续经三极管Q2方向并放大电压后，PWM信号在Q2的集电极处变成12V的高电平，R3、R4、Q2所构成的电路功能是将PWM信号反向并放大至12V，但该电路没有电流放大作用。为了增大该电路的驱动能力，电压幅值变成12V后的PWM信号需要由R5、Q3、Q4组成的推挽放大电路来放大电流，推挽放大电路输出的信号即PWM1信号，该信号用于控制M0S1的导通。由于M0S1导通，M0S1的漏极被拉低至地，即S2电位拉低至地，于是PWM1信号通过二极管D1和电阻R6给Cl充电，Cl电压充满的时间大约为3〜5*R6*C1。同时，因为PWM1为高电平，所以三极管Q5关断，三极管Q6导通，Q6导通后，为M0S2提供放电回路，可靠关断M0S2。实现了MOS1导通，M0S2关断的控制功能。[0056]如图6所示，M0S1关断、M0S2导通工作原理为：[0057]主控芯片发出PWM信号为0V低电平，经R1、R2、Q1组成的信号反向电路反向后在Q1的集电极处变成3.3V的高电平;再经R3、R4、Q2组成的信号反向电路和电压放大电路后，PWM信号在Q2的集电极处变成0V的低电平;在该低电平的作用下，Q3关断、Q4导通，推挽电路输出信号P丽1为低电平，M0S1关断，Q4的导通正好为M0S1的关断提供放电回路。M0S1关断后，S2的电位变为输出电压Vo,于是C1的电位变为Vo+12V，二极管反向截止，防止高电压传入控制端。同时Q5导通，Q6截止，所以输出信号PWM2的电位为Vo+12V，正好用于开通M0S2。实现了M0S1关断，M0S2导通的控制功能。[0058]实施例2[0059]基于上述实施例1中提供的自举驱动电路，本发明可选的实施例2还提供了一种同步整流自举控制电路，具体来说，同步整流自举控制电路包括上述的自举驱动电路，还包括:BOOST同步整流电路，BOOST同步整流电路包括输入电压Vin、电感L、第一晶体管M0S1、第二晶体管M0S2,电容Co、电阻Ro,其中，电感L第一端与输入电压Vin正极连接，电感L第二端连接于第三节点，第一晶体管M0S1的漏极和第二晶体管M0S2的源极连接于第三节点，第一晶体管M0S1的源极分别与电容Co、电阻R〇的第一端连接，并与输入电压Vin负极连接，第二晶体管M0S2的漏极分别与电容Co、电阻R〇的第二端连接。关于自举驱动电路的原理参见上述实施例1中所记载，此处不再进行赘述。[0060]此处需要说明的是，实施例1中提供的自举驱动电路不限于BOOST同步整流电路驱动方案，也可以应用于其它需要互补控制的电路。[0061]本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。[0062]应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

权利要求：1.一种自举驱动电路，其特征在于，包括：PWM信号输入端，用于接收输入的PWM控制信号；放大电路，与所述PWM信号输入端连接，并输出于第一节点，其中，所述第一节点用于与第一晶体管栅极连接，以控制所述第一晶体管导通与否；互补开通控制电路，输入端连接于所述第一节点，输出端连接于第二节点，用于控制第二晶体管与所述第一晶体管互补开通，其中，所述第二节点用于与第二晶体管栅极连接，以控制所述第二晶体管导通与否。2.根据权利要求1所述的自举驱动电路，其特征在于，所述互补开通控制电路包括：自举充电电路，输入端连接于所述第一节点，输出端连接于第三节点，所述第三节点用于分别与所述第一晶体管的漏极和所述第二晶体管的源极，用于在所述第一晶体管导通时，通过所述第一节点进行充电；开关控制电路，第一端连接于所述第一节点，第二端与所述自举充电电路连接，第三端连接于所述第二节点，用于提供控制信号至所述第二节点。3.根据权利要求2所述的自举驱动电路，其特征在于，所述自举充电电路包括依次串联连接的二极管D1、电阻R8以及电容C1，所述开关控制电路包括电阻R6及三极管Q5，其中，所述二极管D1的正极连接于所述第一节点，所述二极管的负极通过所述电阻R8与所述电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端连接于所述第三节点；所述电阻R6第一端连接于所述第一节点，第二端与所述三极管Q5的基极连接，所述三极管Q5的发射极与所述电容C1第一端连接，所述三极管Q5的集电极连接于所述第二节点。4.根据权利要求3所述的自举驱动电路，其特征在于，所述互补开通控制电路还包括：放电电路，所述放电回路包括电阻R7、三极管Q6及二极管D2，其中，所述电阻R7第一端连接于所述第一节点，第二端与所述三极管Q6的基极连接，所述三极管Q6的发射极与所述二极管D2的正极连接，所述三极管Q5的集电极连接于所述第二节点，所述二极管D2的负极连接于所述第三节点。5.根据权利要求4所述的自举驱动电路，其特征在于，所述放大电路包括：所述驱动信号放大电路，输入端与所述PWM信号输入端连接，用于对PWM信号电压进行放大；推挽放大电路，输入端与所述驱动信号放大电路输出端连接，，输出端连接于所述第一节点，用于对PWM信号电流进行放大。6.根据权利要求5所述的自举驱动电路，其特征在于，所述驱动信号放大电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1及三极管Q2，其中，所述电阻R1第一端与所述PWM信号输入端连接，所述电阻R1第二端与所述三极管Q1的基极连接，所述三极管Q1的集电极分别与所述电阻R2第一端、所述电阻R3第一端连接，所述三极管Q1的发射极与地信号连接，所述电阻R2第二端用于与第一驱动电压连接，所述电阻R3第二端与所述三极管Q2的基极连接，所述三极管Q2的发射极与地信号连接，所述三极管Q2的集电极与所述电阻R4第一端连接，所述电阻R4第二端与用于与第二驱动电压连接，所述三极管Q2的集电极与所述推挽放大电路的输入端连接。7.根据权利要求6所述的自举驱动电路，其特征在于，所述推挽放大电路包括：电阻R5、三极管Q3及三极管Q4，其中，所述电阻R5第一端与所述三极管Q2的集电极连接，所述电阻R5第二端分别与所述三极管Q3、所述三极管Q4的基极连接，所述三极管⑽的集电极与所述电阻財第二端连接，所述三极管Q3的发射极与所述三极管Q4的发射极连接，并连接于所述第一节点，所述三极管Q4的集电极与地信号连接。8.根据权利要求7所述的自举驱动电路，其特征在于，所述三极管Q1、所述三极管Q2、所述三极管Q3、所述三极管Q6为NPN型三极管，所述三极管Q4、所述三极管Q5为PNP型三极管。9.根据权利要求7所述的自举驱动电路，其特征在于，所述第一驱动电压的值为3•3V，所述第二驱动电压的值为12V。10.—种同步整流自举控制电路，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的自举驱动电路，还包括:BOOST同步整流电路，所述BOOST同步整流电路包括输入电压Vin、电感L、第一晶体管M0S1、第二晶体管M0S2,电容Co、电阻R〇,其中，所述电感L第一端与所述输入电压Vin正极连接，所述电感L第二端连接于第三节点，所述第一晶体管M0S1的漏极和所述第二晶体管M0S2的源极连接于所述第三节点，所述第一晶体管M0S1的源极分别与所述电容Co、电阻R〇的第一端连接，并与所述输入电压Vin负极连接，所述第二晶体管M〇S2的漏极分别与所述电容Co、电阻R〇的第二端连接。

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