开关元件驱动装置的制作方法

1.本发明涉及一种开关元件驱动装置。


背景技术：

2.电压驱动的开关元件需要提高开关速度以减少开关损耗；然而，由于栅极电流的突然变化，开关速度的提高会产生噪声。因此，例如在专利文献1中，在导通/关断时基于漏极电压改变栅极的电阻值以改变栅极电压，从而在抑制噪声的同时减少开关损耗。
3.引用列表
4.专利文献
5.专利文献1：jp2013-5474a


技术实现要素：

6.技术问题
7.然而，在专利文献1中公开的技术中，通过切换硬件来改变栅极电阻值，而这导致成本的增加。
8.鉴于此，本发明的目的是提供一种开关元件驱动装置，其能够以廉价的配置在抑制噪声的同时减少开关损耗。
9.解决问题的方案
10.为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种开关元件驱动装置，该开关元件驱动装置包括：电流传感器，所述电流传感器被配置为测量流经负载的负载电流；电压传感器，所述电压传感器被配置为测量从电源输入的输入电压；以及控制部，所述控制部被配置为向栅极驱动电压供应部输出栅极驱动电压的命令值，所述栅极驱动电压供应部被配置为供应用于驱动设置在所述电源与所述负载之间的开关元件的所述栅极驱动电压，其中，所述控制部还被配置为基于所述负载电流和所述输入电压，确定所述栅极驱动电压的所述命令值。
11.所述控制部可以被配置为确定所述栅极驱动电压的所述命令值，使得所述栅极驱动电压随着所述负载电流增大而增大。
12.所述控制部可以被配置为确定所述栅极驱动电压的所述命令值，使得所述栅极驱动电压随着所述输入电压增大而增大。
13.所述栅极驱动电压的所述命令值可以是第一系数与所述负载电流的乘积和第二系数与所述输入电压的乘积之和。
14.第一系数可以是负载电流和/或输入电压的函数。
15.第二系数可以是负载电流和/或输入电压的函数。
16.发明的有益效果
17.根据本发明，能够提供开关元件驱动装置，该开关元件驱动装置能够以廉价的配置在抑制噪声的同时减少开关损耗。
附图说明
18.图1示出了根据本发明的一个实施例的开关元件驱动装置；
19.图2是示出第一系数a与负载电流iout和输入电压vin之间的关系的图；以及
20.图3是示出第二系数b与负载电流iout和输入电压vin之间的关系的图。
21.参考标记列表
22.100
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开关元件驱动装置
23.110
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电流传感器
24.120
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电压传感器
25.130
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栅极驱动电压供应部
26.140
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栅极驱动部
27.150
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控制部
具体实施方式
28.图1示出了根据本发明的一个实施例的开关元件驱动装置100。开关元件驱动装置100被配置为控制开关元件s的驱动，开关元件s是由电压控制的电压驱动的开关元件，并且例如是mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)。尽管开关元件s是图1中的降压斩波电路sdc的开关元件，但是开关元件s可以是其他类型的开关电源电路的开关元件。
29.开关元件驱动装置100包括电流传感器110、电压传感器120、栅极驱动电压供应部130、栅极驱动部140和控制部150。
30.电流传感器110测量流经负载l的电流(负载电流iout)，从电源e向该负载l供电。
31.电压传感器120测量从电源e输入的电压(输入电压vin)。
32.栅极驱动电压供应部130向用于驱动栅极的栅极驱动部140供应电压(栅极驱动电压)。在此实施例中，栅极驱动电压的大小是可变的，且栅极驱动电压供应部130接收栅极驱动电压的命令值，且将基于所述命令值的栅极驱动电压供应到栅极驱动部140。
33.栅极驱动部140驱动设置在电源e与负载l之间的开关元件s。基于栅极信号的时序，栅极驱动部140将从栅极驱动电压供应部130供应的栅极驱动电压供应到开关元件的栅极以驱动开关元件s。例如，栅极电阻rg连接在栅极驱动部140与开关元件s之间，并且从栅极驱动部140输出的电流从栅极驱动部140通过栅极电阻rg流向开关元件s的栅极。栅极信号可以由控制部150输出，或者可以由独立于控制部150的另一装置输出。
34.基于由电流传感器110测量的负载电流和由电压传感器120测量的输入电压，控制部150确定栅极驱动电压的命令值，并且将该命令值输出到栅极驱动电压供应部130。
35.因此，在该实施例中，开关元件s由基于输入电压和负载电流的栅极驱动电压驱动，即，基于负载l的功率消耗的栅极驱动电压所驱动。
36.在该实施例中，例如，对于轻负载，能够减小栅极驱动电压，并且能够延长栅极电容充电所需的时间，结果，能够抑制开关元件s的漏极-源极电压的突然变化，并且因此能够减少噪声。另一方面，关于重负载，能够增大栅极驱动电压，并且能够缩短对栅极电容充电所需的时间，结果，能够缩短开关元件s的镜像时间周期，并且因此能够减少开关损耗。
37.此外，在该实施例中，控制部150能够由软件构成。因此，在此实施例中，不需要额外的电路及组件，且因此，能够以廉价配置在抑制噪声的同时减少开关损耗。
38.例如，控制部150可以被配置为确定命令值，使得栅极驱动电压随着负载电流增大而增大。当输入电压vin恒定时，负载l的功耗随着负载电流iout增大而增大。因此，通过如上所述的配置，针对轻负载能够减小栅极驱动电压，并且针对重负载能够增大栅极驱动电压。
39.此外，控制部150可以被配置为确定栅极驱动电压的命令值，使得栅极驱动电压随着输入电压vin增大而增大。当负载电流iout恒定时，负载l的功耗随着输入电压vin增大而增大。因此，通过如上所述的配置，针对轻负载能够减小栅极驱动电压，并且针对重负载能够增大栅极驱动电压。
40.控制部150可以包括表，表中分别描述输入电压vin和负载电流iout的栅极驱动电压的命令值，或者控制部150可以被配置为基于输入电压vin和负载电流iout来计算栅极驱动电压的命令值。
41.例如，栅极驱动电压的命令值可以是第一系数a和负载电流iout的乘积与第二系数b和输入电压vin的乘积之和(aiout bvin)。此时，基于例如开关元件的电气特性、栅极电阻值、开关电源电路的输入/输出规格等来设置第一系数a和第二系数b。
42.以这种方式，在该实施例中，通过软件简单地重写第一系数a和第二系数b就使得能够根据开关元件的电气特性、栅极电阻值、开关电源电路的输入/输出规格等进行校正。
43.此外，第一系数a和第二系数b可以是负载电流iout的函数，使得第一系数a和第二系数b可以随着负载电流iout增大而增大。此外，第一系数a和第二系数b可以是输入电压vin的函数，使得第一系数a和第二系数b可以随着输入电压vin增大而增大。
44.此时，例如，第一系数a可以随着输入电压vin增大而增大并且随着负载电流iout增大而增大，如图2所示。此外，第二系数b可以随着输入电压vin增大而增大并且随着负载电流iout增大而增大，如图3中所示。
45.上面已经参照本发明的优选实施例描述了本发明。虽然本文已经用具体示例描述了本发明，但是在不脱离权利要求中描述的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。