驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及驱动电路，尤其是一种带有三态信号检测电路的驱动电路。


背景技术：

2.切换式降压电源转换器为了避免上下管直通而烧毁，会采用具有三态的脉冲宽度调变(pulse
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width modulation，pwm)信号，防止驱动电路逻辑混乱，传统驱动电路的三态信号检测电路利用基准电压产生电路搭配比较电路判断pwm信号的状态，电路面积大。并且在多系统应用中，一旦电路出现逻辑混乱，仅能靠重开机来使驱动电路重新正确识别pwm状态。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种驱动电路，具有可控的三态信号检测电路，使驱动电路可以正确识别pwm状态及时关断上下管，防止内部逻辑混乱，避免上下管直通风险，透过使能信号控制三态信号检测电路状态，可快速复用驱动电路，提升使用效率。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种驱动电路，接收脉冲宽度调变输入信号及使能信号并产生开关控制信号，用以控制输出电路进行电源转换，其特征在于，驱动电路包括：包括三态信号检测电路和非交迭驱动模块，三态信号检测电路包括：分压电路接收使能信号以提供第一窗口电压及第二窗口电压；比较电路耦接分压电路，接收第一窗口电压、第二窗口电压及脉冲宽度调变输入信号，以产生第一比较信号及第二比较信号；及逻辑电路耦接比较电路，接收第一比较信号、第二比较信号及使能信号，以产生脉冲宽度调变输出信号。
5.作为改进，当使能信号为第一态时，脉冲宽度调变输出信号与脉冲宽度调变输入信号无关。
6.作为改进，当使能信号为第二态且脉冲宽度调变输入信号为第三态时，脉冲宽度调变输出信号为第一态。
7.作为改进，分压电路包括第一三极管，其发射极耦接第一电流源，其基极与集电极接地；第二三极管，其发射极耦接第二电流源，其基极与第一三极管的发射极连接，其集电极接地；及第三三极管，其发射极耦接第三电流源，其基极与第一二极管的发射极连接，其集电极接地；第二三极管的发射极还透过开关接收脉冲宽度调变输入信号，开关受控于始能信号。
8.作为改进，比较电路包括第一比较器及第二比较器，脉冲宽度调变输入信号输入至第一比较器的反相输入端和第二比较器的同相输入端，第一比较器的同相输入端与第三三极管的发射极连接并接收第二窗口电压，第二比较器的反相输入端与第一三极管的发射极连接并接收第一窗口电压。
9.作为改进，逻辑电路包括第一或非门及第二或非门，第一比较信号输入至第一或
非门的一端，第二比较信号输入至第二或非门的一端，使能信号输入至第一或非门及第二或非门的另一端。
10.本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：
11.1、允许三态门输入信号，即存在三个状态：高电平、低电平和高阻态；
12.2、多个系统应用可以快速复用驱动电路，提升使用效率；
13.3、电路结构简单，面积小，无需基准电压。
附图说明
14.图1为同步整流降压电路的驱动电路及输出电路模块构架图。
15.图2为同步整流升压电路的驱动电路及输出电路构架图。
16.图3为三态信号检测电路原理图。
17.图4为信号周期图。
具体实施方式
18.下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。
19.如图1、2所示，驱动电路接收脉冲宽度调变输入信号pwm_in及使能信号en并产生开关控制信号，用以控制输出电路进行电源转换。驱动电路包括：三态信号检测电路，接收脉冲宽度调变输入信号pwm_in及使能信号en以产生脉冲宽度调变输出信号pwm_out；非交迭驱动模块耦接时间控制电路，接收脉冲宽度调变输出信号以产生开关控制信号。
20.本实用新型可以应用于降压(buck)输出电路模块和升压(boost)输出电路模块，三态信号检测电路接收三态门输入信号pwm_in和使能信号en，当使能信号en＝0时，屏蔽三态门输入信号pwm_in，输出信号pwm_out＝0；当使能信号en＝1时，允许三态信号检测电路接收pwm信号，此时，如果pwm_in＝1，那么pwm_out＝1，如果pwm_in＝0，那么pwm_out＝0，如果pwm_in为高阻态，那么pwm_out＝0，防止出现中间态导致控制逻辑异常；非交叠驱动模块接收pwm_out信号，产生非交叠的上下管驱动信号hs_drv和ls_drv信号，分别驱动上下管。系统可透过始能信号en关闭三态信号检测电路以复用pwm_in引脚。
21.如图3所示，三态信号检测电路包括分压电路31、比较电路32和逻辑控制电路33；分压电路31接收使能信号en，以提供第一窗口电压vbe1及第二窗口电压vbe3；比较电路32耦接分压电路31，接收第一窗口电压vbe1、第二窗口电压vbe3及脉冲宽度调变输入信号pwm_in，以产生第一及第二比较信号s1、s2；逻辑控制电路33耦接比较电路32，接收比较信号s1、s2及使能信号en，以产生脉冲宽度调变输出信号pwm_out。
22.分压电路32包括第一三极管q1，其发射极耦接第一电流源i1，其基极与集电极接地；第二三极管q2，其发射极耦接第二电流源i2，其基极与第一三极管q1的发射极连接，其集电极接地；第三三极管q3，其发射极耦接第三电流源i3，其基极与第一二极管q1的发射极连接，其集电极接地；第二三极管q2的发射极还透过开关m接收脉冲宽度调变输入信号pwm_in，开关m受控于始能信号en。
23.比较电路32包括比较器op1、op2，脉冲宽度调变输入信号pwm_in输入至比较器op1的反相输入端和比较器op2的同相输入端，比较器op1的同相输入端与三极管q3的发射极连接并接收第二窗口电压vbe3，比较器op2的反相输入端与三极管q1的发射极连接并接收第
一窗口电压vbe1。
24.逻辑电路33包括第一或非门x1及第二或非门x2，第一比较信号s1输入至第一或非门x1的一端，第二比较信号s2输入至第二或非门x2的一端，使能信号en输入至第一或非门x1及第二或非门x2的另一端。
25.在实际应用中，逻辑电路33包括或非门x1、x2、x11，以及与非门x5、x6、x8，比较器op1产生的信号s1输入至或非门x1的一端，比较op1产生的信号s2输入至或非门x2的一端，信号en经反相器x7输入至比较op1、op2的另一端，或非门x1经反相器x3的输出信号s1d输入至与非门x5、x8的一端，或非门x2经反相器x4的输出信号s2d输入至与非门x8的另一端以及与非门x6的一端，与非门x5的另一端与与非门的输出端连接，与非门x5的输出端与与非门x6的另一输入端连接，由与非门x5和x6组成的rs锁存器接收到信号s1d和信号s2d，输出信号pwm_hl，由与非门x8和反相器x10组成的与门，接收信号s1d和信号s2d，输出信号pwm_hiz，或非门x11接收信号pwm_hl和信号pwm_hiz，输出脉冲宽度调变输出信号pwm_out。
26.本实用新型原理：
27.如图3所示，系统上电时，使能信号en＝0，反相器x7接收en信号，输出enb＝1，或非门x1和反相器x3组成的或门接收s1信号和enb信号，输出s1d＝1，同理可得，s2d＝1；由与非门x8和反相器x10组成的与门接收s1d信号和s2d信号，输出信号pwm_hiz＝1，或非门x11接收pwm_hl信号和pwm_hiz信号，输出信号pwm_out＝0；
28.使能信号en＝1时，经过反相器x7，输出enb＝0，开关m闭合，接收三态门检测信号s1和s2，如果检测pwm_in为高电平，pwm_in＞vbe3，pwm_in＞vbe1，运放op1输出信号s1＝0，运放op2输出信号s2＝1信号s1经过或非门x1和反相器x3，输出s1d＝0，同理可得，s2d＝1，由x5和x6组成的rs锁存器接收到信号s1d和信号s2d，输出信号pwm_hl＝0，由与非门x8和反相器x10组成的与门，接收信号s1d和信号s2d，输出信号pwm_hiz＝0，或非门x11接收信号pwm_hl和信号pwm_hiz，输出信号pwm_out＝1；
29.如果检测pwm_in为低电平，pwm_in＜vbe3，pwm_in＜vbe1，运放op1输出信号s1＝1，运放op2输出信号s2＝0，信号s1经过或非门x1和反相器x3，输出s1d＝1，同理可得，s2d＝0，由x5和x6组成的rs锁存器接收到信号s1d和信号s2d，输出信号pwm_hl＝1，由与非门x8和反相器x10组成的与门，接收信号s1d和信号s2d，输出信号pwm_hiz＝0，或非门x11接收信号pwm_hl和信号pwm_hiz，输出信号pwm_out＝0；
30.如果检测到pwm_in为高阻态，此时，信号pwm_in被两个串联的bjt：q1和q2钳位到2＊|vbe|(假设每个bjt的|vbe|均相同的情况下)，pwm_in＜vbe3，pwm_in＞vbe1，运放op1输出信号s1＝1，运放op2输出信号s2＝1，信号s1经过或非门x1和反相器x3，输出s1d＝1，同理可得，s2d＝1，由与非门x5和x6组成的rs锁存器接收到信号s1d和信号s2d，保持pwm_hl原来状态，由与非门x8和反相器x10组成的与门，接收信号s1d和信号s2d，输出信号pwm_hiz＝1，或非门x11接收信号pwm_hl和信号pwm_hiz，输出信号pwm_out＝0。
31.如图4所示，在t1周期内，使能信号en为第一态时(en＝0)，无论pwm_in为任意状态，pwm_out均为低电平；在t2周期内，使能信号翻转为i，此时输入信号pwm_in为高阻态(第三态)，输出信号pwm_out维持低电平；在t3～t5周期内，使能信号en＝1，检测到输入信号pwm_in是高低电平翻转的脉冲信号，此时，输出信号pwm_out跟随输入信号pwm_in翻转。
32.本实用新型的主要功能是驱动电路具有可控的三态信号检测电路，使驱动电路可
以正确识别pwm状态及时关断上下管，防止内部逻辑混乱，避免上下管直通风险，透过使能信号控制三态信号检测电路状态，可快速复用驱动电路，提升使用效率。此外，利用三极管组成分压电路提供参考电压，无需电压产生电路提供基准电压，电路结构简单，面积小。