一种低电磁干扰高速率功率开关驱动装置及方法.pdf

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1、10申请公布号CN104104380A43申请公布日20141015CN104104380A21申请号201310120034X22申请日20130408H03K19/0185200601H03K17/1620060171申请人上海山景集成电路股份有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区亮秀路112号2号楼602、603室72发明人程晋74专利代理机构上海光华专利事务所31219代理人余明伟54发明名称一种低电磁干扰高速率功率开关驱动装置及方法57摘要本发明提供一种低电磁干扰高速率功率开关驱动装置及方法，该装置包括可控驱动充电单元与一功率开关的第一驱动信号输入端和功率开关的输出端相。

2、连，在一输入信号的控制下为功率开关提供充电电流，在功率开关的输出信号的控制下调节充电电流的大小；可控驱动放电单元与功率开关的第二驱动信号输入端和输出端相连，在输入信号的控制下为功率开关提供放电电流，在输出信号的控制下调节放电电流的大小；钳位单元与第一驱动信号输入端和第二驱动信号输入端分别相连，对第一驱动信号输入端和第二驱动信号输入端进行动态钳位。本发明在最大限度降低功率开关的电磁干扰的同时还可以任意调整功率开关的输出信号的边沿变化率而不影响信号翻转所需的总时间。51INTCL权利要求书2页说明书9页附图8页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书9页附图8页10申请。

3、公布号CN104104380ACN104104380A1/2页21一种低电磁干扰高速率功率开关驱动装置，其特征在于，所述低电磁干扰高速率功率开关驱动装置包括可控驱动充电单元，与一功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的输出端相连，在一输入信号的控制下为所述功率开关提供充电电流，并在所述功率开关的输出信号的控制下调节所述充电电流的大小；可控驱动放电单元，与所述功率开关的第二驱动信号输入端和所述功率开关的输出端相连，在所述输入信号的控制下为所述功率开关提供放电电流，并在所述功率开关的输出信号的控制下调节所述放电电流的大小；钳位单元，与所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述第二驱动信号输入端分别。

4、相连，对所述第一驱动信号输入端和所述第二驱动信号输入端进行动态钳位。2根据权利要求1所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置，其特征在于，所述可控驱动充电单元包括充电可控电流源，与所述功率开关的输出端相连，在所述功率开关的输出信号的控制下输出可变的充电电流；第一充电选通开关，与所述充电可控电流源和所述功率开关的第一驱动信号输入端分别相连，在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关提供的所述可变的充电电流。3根据权利要求2所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置，其特征在于，所述可控驱动充电单元还包括充电固定电流源，输出固定的充电电流；第二充电选通开关，与所述充电固定电流源和所述功率开关的第一驱。

5、动信号输入端分别相连，在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关提供的所述固定的充电电流。4根据权利要求1所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置，其特征在于，所述可控驱动放电单元包括放电可控电流源，与所述功率开关的输出端相连，在所述功率开关的输出信号的控制下输出可变的放电电流；第一放电选通开关，与所述放电可控电流源和所述功率开关的第二驱动信号输入端分别相连，在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关提供的所述可变的放电电流。5根据权利要求4所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置，其特征在于，所述可控驱动放电单元还包括放电固定电流源，输出固定的放电电流；第二放电选通开关，与所述放电固定电。

6、流源和所述功率开关的第二驱动信号输入端分别相连，在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关提供的所述固定的放电电流。6根据权利要求1所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置，其特征在于，所述钳位单元包括AB类偏置电路、或二极管钳位电路。7根据权利要求25任意一项所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置，其特征在权利要求书CN104104380A2/2页3于所述第一充电选通开关、第二充电选通开关、第一放电选通开关、或第二放电选通开关为程序控制开关模块、或由场效应管或/和晶体管构成的开关电路。8一种低电磁干扰高速率功率开关驱动方法，其特征在于，包括以下步骤在一输入信号的控制下为一功率开关的第一驱动。

7、信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端提供放电电流，使所述功率开关的输出信号上升，并通过所述输出信号的变化控制调节所述放电电流的大小，从而控制输出信号的上升时间及速率；在所述输入信号的控制下为所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端提供充电电流，使所述功率开关的输出信号下降，并通过所述输出信号的变化控制调节所述充电电流的大小，从而控制输出信号的下降时间及速率。9根据权利要求8所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动方法，其特征在于，在所述功率开关的输出信号的控制下调节所述放电电流的大小的具体实现步骤包括当所述输入信号发生翻转驱动所述功率开关输出高电平信号时，为所述功率。

8、开关提供预设最大值的放电电流，使所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端的驱动信号快速下降；当所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端均下降进入到钳位状态时，所述功率开关的输出信号发生变化，此时所述放电电流被调节至预设最小值；当所述功率开关的输出信号变化结束时，所述放电电流被调节至预设最大值，所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端相继退出钳位状态，所述驱动信号快速下降至为零。10根据权利要求8所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动方法，其特征在于，在所述功率开关的输出信号的控制下调节所述充电电流的大小的具体实现步骤包括。

9、当所述输入信号发生翻转驱动所述功率开关输出低电平信号时，为所述功率开关提供预设最大值的充电电流，使所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端的驱动信号快速上升；当所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端均上升进入到钳位状态时，所述功率开关的输出信号发生变化，此时所述充电电流被调节至预设最小值；当所述功率开关的输出信号变化结束时，所述充电电流被调节至预设最大值，所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端相继退出钳位状态，所述驱动信号快速上升至电源电压。权利要求书CN104104380A1/9页4一种低电磁干扰高速率功率开关。

10、驱动装置及方法技术领域0001本发明属于驱动技术领域，涉及一种驱动装置及方法，特别是涉及一种低电磁干扰高速率功率开关驱动装置及方法。背景技术0002功率开关能够为开关放大器和开关电源等功率器件提供高效率的功率输出，既降低了功耗，又可以省去散热装置，因而在便携式电子产品中有非常大的应用潜力。然而存在一个不利因素，阻碍了此类器件在很多场合的应用，这就是电磁干扰（EMI）。由于功率开关输出的是方波或脉冲形式的能量，与之相伴的迅速变化的电压和电流会通过传导和辐射的方式对周边的电子设备产生严重的电磁干扰，影响如调频收音机等器件的正常工作。以普通的开关放大器为例，电磁干扰主要由以下两方面的机制产生一方面，。

11、输出的方波边沿陡峭，会在频谱上产生大范围的谐波干扰；另一方面，在功率开关切换的瞬间会有一段时间处于完全关断状态（又称死区时间），在这段时间内感性电流的惯性会使输出波形产生上冲或下冲，导致输出端的寄生二极管导通，并引发振铃效应，进一步加剧电磁干扰。0003为了解决这一问题，美国专利US7190225提出了使用AB类输出驱动电路来驱动功率开关的方法，其原理如图1所示，P型场效应功率管MP1与N型场效应功率管MN1共同组成一个功率开关。MP1和MN1的栅端分别连接第一驱动信号3和第二驱动信号4（下文统称为驱动信号）。由于MP1和MN1的尺寸通常很大，因此驱动信号需要驱动较大的寄生电容。驱动充电选通开。

12、关105、驱动放电选通开关106、驱动充电电流源107、驱动放电电流源108共同产生驱动信号。输入信号1控制驱动充电选通开关105和驱动放电选通开关106，从而选择由驱动充电电流源107进行充电或者由驱动放电电流源108进行放电，充电电流由驱动充电电流源107的电流值IP决定，放电电流由驱动放电电流源108的电流值IN决定。通过调节IP和IN的大小就可以调节驱动信号的上升和下降时间，进而调节输出信号2的上升和下降时间，从而达到调节电磁干扰程度的目的。然而，在驱动信号更为缓慢的上升和下降过程中，P型场效应功率管MP1和N型场效应功率管MN1会同时导通相当长的时间，产生不可控的巨大直通电流，这会大。

13、大增加功耗，甚至可能烧毁功率开关。为了在驱动信号更为缓慢的上升和下降过程中产生可控的直通电流，该美国专利US7190225提出在第一驱动信号3和第二驱动信号4之间加入一个AB类偏置电路109，对变化中的驱动信号进行动态钳位，使MP1和MN1之间的直通电流存在一个最大值，类似于AB类放大器输出级的静态电流。这同时带来另一个好处，即在功率开关的切换过程中消除了MP1和MN1同时关断的状态，实现了零死区时间，避免了上文提到的加剧电磁干扰的第二种因素。这种技术可以实现在保证低功耗的同时，既使得输出信号的边沿变缓，又消除了死区时间引发的铃振，因而可以较好地降低功率开关的电磁干扰。图1中一些主要信号的波形。

14、如图2所示。在图2中，波形201为输入信号1的波形，波形202和203分别为第一驱动信号3和第二驱动信号4的波形，波形204为输出信号2的波形。驱动信号的下降和上升时间分别为TDF1和TDR1，输出信号的上升和下降时间分别为TR1和TF1。从图2中可以看出，输出信号的上升和下降时间只说明书CN104104380A2/9页5占驱动信号的下降和上升时间的很小一部分，即TDF1和TDR1远大于TR1和TF1。这是因为只是在第一驱动信号3和第二驱动信号4达到最大差值的时刻输出信号2才开始变化，而为了在这一时刻降低输出信号2的变化速率，必须降低驱动信号在整个过程中的变化速率。这类似于一辆汽车为了低速通过。

15、路口而在整个行车过程中都保持低速，虽然实现了安全通过路口，但大大延长了总的行驶时间。这种较为低效的控制策略会严重限制该技术效力的发挥。一方面，当需要最大限度地降低功率开关的电磁干扰时，会需要进一步增加输出信号的上升和下降时间，而这会使驱动信号的上升和下降时间过长，因而无法应用于高速功率开关。另一方面，通常需要为功率开关配备过流保护电路，而一般的过流保护电路无法支持驱动信号过长的上升和下降时间，因此需要增加设计复杂度和成本来配合这种技术。综上，现有的抑制功率开关电磁干扰的技术存在无法最大限度发挥、无法灵活调整、不适用于高速信号、需增加相关配套电路成本等一系列问题。发明内容0004鉴于以上所述现有。

16、技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低电磁干扰高速率功率开关驱动装置及方法，用于解决现有技术中抑制功率开关电磁干扰的技术无法最大限度发挥、无法灵活调整、不适用于高速信号、或需增加相关配套电路成本的问题。0005为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低电磁干扰高速率功率开关驱动装置及方法。0006一种低电磁干扰高速率功率开关驱动装置，所述低电磁干扰高速率功率开关驱动装置包括可控驱动充电单元、可控驱动放电单元、钳位单元；所述可控驱动充电单元与一功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的输出端相连，在一输入信号的控制下为所述功率开关提供充电电流，并在所述功率开关的输出信号的控制下调节所述充电。

17、电流的大小；所述可控驱动放电单元与所述功率开关的第二驱动信号输入端和所述功率开关的输出端相连，在所述输入信号的控制下为所述功率开关提供放电电流，并在所述功率开关的输出信号的控制下调节所述放电电流的大小；所述钳位单元与所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述第二驱动信号输入端分别相连，对所述第一驱动信号输入端和所述第二驱动信号输入端进行动态钳位。0007优选地，所述可控驱动充电单元包括充电可控电流源，第一充电选通开关；所述充电可控电流源与所述功率开关的输出端相连，在所述功率开关的输出信号的控制下输出可变的充电电流；所述第一充电选通开关与所述充电可控电流源和所述功率开关的第一驱动信号输入端分别相连，。

18、在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关提供的所述可变的充电电流。0008优选地，所述可控驱动充电单元还包括充电固定电流源，第二充电选通开关；所述充电固定电流源输出固定的充电电流；所述第二充电选通开关与所述充电固定电流源和所述功率开关的第一驱动信号输入端分别相连，在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关提供的所述固定的充电电流。0009优选地，所述可控驱动放电单元包括放电可控电流源，第一放电选通开关；所述放电可控电流源与所述功率开关的输出端相连，在所述功率开关的输出信号的控制下输出可变的放电电流；所述第一放电选通开关与所述放电可控电流源和所述功率开关的第二驱说明书CN1041043。

19、80A3/9页6动信号输入端分别相连，在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关提供的所述可变的放电电流。0010优选地，所述可控驱动放电单元还包括放电固定电流源，第二放电选通开关；所述放电固定电流源输出固定的放电电流；所述第二放电选通开关与所述放电固定电流源和所述功率开关的第二驱动信号输入端分别相连，在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关提供的所述固定的放电电流。0011优选地，所述钳位单元包括AB类偏置电路、或二极管钳位电路。0012一种低电磁干扰高速率功率开关驱动方法，包括以下步骤0013在一输入信号的控制下为一功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端提。

20、供放电电流，使所述功率开关的输出信号上升，并通过所述输出信号的变化控制调节所述放电电流的大小，从而控制输出信号的上升时间及速率；0014在所述输入信号的控制下为所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端提供充电电流，使所述功率开关的输出信号下降，并通过所述输出信号的变化控制调节所述充电电流的大小，从而控制输出信号的下降时间及速率。0015优选地，在所述功率开关的输出信号的控制下调节所述放电电流的大小的具体实现步骤包括0016当所述输入信号发生翻转驱动所述功率开关输出高电平信号时，为所述功率开关提供预设最大值的放电电流，使所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第。

21、二驱动信号输入端的驱动信号快速下降；0017当所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端均下降进入到钳位状态时，所述功率开关的输出信号发生变化，此时所述放电电流被调节至预设最小值；0018当所述功率开关的输出信号变化结束时，所述放电电流被调节至预设最大值，所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端相继退出钳位状态，所述驱动信号快速下降至为零。0019优选地，在所述功率开关的输出信号的控制下调节所述充电电流的大小的具体实现步骤包括0020当所述输入信号发生翻转驱动所述功率开关输出低电平信号时，为所述功率开关提供预设最大值的充电电流，使所述功率开关的。

22、第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端的驱动信号快速上升；0021当所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端均上升进入到钳位状态时，所述功率开关的输出信号发生变化，此时所述充电电流被调节至预设最小值；0022当所述功率开关的输出信号变化结束时，所述充电电流被调节至预设最大值，所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端相继退出钳位状态，所述驱动信号快速上升至电源电压。0023如上所述，本发明所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置及方法，具有以下有益效果0024本发明可以最大限度地降低功率开关的电磁干扰，且适用于高速信号，还可以通说明。

23、书CN104104380A4/9页7过程序任意调整功率开关的输出信号边沿的变化率而不影响信号翻转所需的总时间，更不会对周边配套电路产生不利影响。附图说明0025图1为现有的功率开关驱动装置的结构示意图。0026图2为图1所示的功率开关驱动装置中主要信号的波形示意图。0027图3为本发明所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置的结构示意图。0028图4为本发明所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置的内部结构示意图。0029图5为本发明所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置的一种具体实施结构示意图。0030图6为图5所示的功率开关驱动装置中主要信号的波形示意图。0031图7为本发明所述的低电磁干扰高。

24、速率功率开关驱动装置的一种优选的具体实施电路结构示意图。0032图8为本发明所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动方法的流程示意图。0033元件标号说明0034300低电磁干扰高速率功率开关驱动装置0035310可控驱动充电单元0036311充电可控电流源0037312第一充电选通开关0038313充电固定电流源0039314第二充电选通开关0040320可控驱动放电单元0041321放电可控电流源0042322第一放电选通开关0043323放电固定电流源0044324第二放电选通开关0045330钳位单元0046340功率开关0047341第一驱动信号输入端0048342第二驱动信号输入端004。

25、9343输出端00501输入信号00512输出信号00523第一驱动信号00534第二驱动信号具体实施方式0054以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实说明书CN104104380A5/9页8施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。0055请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组。

26、件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。0056下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。0057实施例0058本实施例提供一种低电磁干扰高速率功率开关驱动装置，如图3所示，所述低电磁干扰高速率功率开关驱动装置300包括可控驱动充电单元310、可控驱动放电单元320、钳位单元330。所述可控驱动充电单元310与一功率开关340的第一驱动信号输入端341和所述功率开关340的输出端343相连，所述可控驱动放电单元320与所述功率开关340的第二驱动信号输入端342和所述功率开关340的输出端343相连，所述钳位单元330与所述功率开关340的第一驱动信号输入端34。

27、1和所述第二驱动信号输入端342分别相连。所述功率开关340可以由P型场效应功率管MP1与N型场效应功率管MN1共同组成。0059所述可控驱动充电单元310在一输入信号的控制下为所述功率开关340提供充电电流，并在所述功率开关340的输出信号的控制下调节所述充电电流的大小。0060进一步，如图4所示，所述可控驱动充电单元310包括充电可控电流源311，第一充电选通开关312，充电固定电流源313，第二充电选通开关314。所述充电可控电流源311与所述功率开关的输出端343相连；所述充电可控电流源311在所述功率开关的输出信号的控制下输出可变的充电电流。所述第一充电选通开关312与所述充电可控电。

28、流源311和所述功率开关的第一驱动信号输入端341分别相连；所述第一充电选通开关312在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关340提供的所述可变的充电电流。所述充电固定电流源313输出固定的充电电流。所述第二充电选通开关314与所述充电固定电流源313和所述功率开关的第一驱动信号输入端341分别相连，在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关提供的所述固定的充电电流。第一充电选通开关312和第二充电选通开关314可采用程序控制开关模块、或由场效应管或/和晶体管构成的开关电路。0061所述可控驱动放电单元320在所述输入信号的控制下为所述功率开关340提供放电电流，并在所述功率开关3。

29、40的输出信号的控制下调节所述放电电流的大小。0062进一步，如图4所示，所述可控驱动放电单元320包括放电可控电流源321，第一放电选通开关322，放电固定电流源323，第二放电选通开关324。所述放电可控电流源321与所述功率开关340的输出端343相连；所述放电可控电流源321在所述功率开关的输出信号的控制下输出可变的放电电流。所述第一放电选通开关322与所述放电可控电流源321和所述功率开关340的第二驱动信号输入端342分别相连；所述第一放电选通开关322在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关340提供的所述可变的放电电流。所述放电固定电流源323输出固定的放电电流。所述第二。

30、放电选通开关324与所述放电固定电流源323和所述功率开关的第二驱动信号输入端342分别相连；所述第二放电选通开关324在所述输入信号的控制下导通或切断向所述功率开关340提供的所述固定的放电电流。第一放电选通开关322和第二放电选通开关324可采用程序控制开关模块、或由场效说明书CN104104380A6/9页9应管或/和晶体管构成的开关电路。0063所述钳位单元330对所述第一驱动信号输入端341和所述第二驱动信号输入端342进行动态钳位。0064进一步，所述钳位单元包括AB类偏置电路、或二极管钳位电路。本发明采用AB类偏置电路对变化中的驱动信号（即第一驱动信号输入端341和所述第二驱动信。

31、号输入端342输入的信号的统称）进行动态钳位，从而将功率开关的直通电流控制在一定范围内，同时消除了在功率开关切换的过程中MP1和MN1同时关断的状态、实现了零死区时间。在此基础上，本发明还实现了对功率开关的驱动充/放电电流进行如下控制当功率开关的输出信号尚未发生变化时，使用较大的驱动充/放电电流，使功率开关的驱动信号快速变化；在输出信号发生变化的过程中，使用较小的驱动充/放电电流，降低输出信号的变化速率；当输出信号结束变化后，重新使用较大的驱动充/放电电流，从而使驱动信号快速变化，直至驱动信号结束变化。本发明将输出信号耦合到产生可控电流的电流源的合适的栅端，以实现根据输出信号的变化控制可控电流。

32、，从而降低输出信号的变化速率。本发明可以用高通滤波器或微分器等电路检测输出信号的变化并放大为控制信号，并用这个控制信号对可控电流进行控制，以实现在输出信号发生变化的过程中关闭可控电流，从而降低输出信号的变化速率。0065本发明可以采用将驱动充/放电电流各设为可控电流一个部分的形式来实现，这样总的驱动充/放电电流即为可控电流。当功率开关的输出信号尚未发生变化时，可控电流调节到最大预设值，使驱动充/放电电流为较大值，因而使功率开关的驱动信号实现快速变化；在输出信号发生变化的过程中，调节可控电流到最小预设值，使驱动充/放电电流变为较小值，从而降低了输出信号的变化速率；当输出信号结束变化后，重新调节可。

33、控电流到最大预设值，以使驱动充/放电电流重新变为较大值，因而使驱动信号重新实现快速变化，直至驱动信号结束变化。0066本发明还可以采用将驱动充/放电电流各分为固定电流和可控电流两个部分的形式来实现，这样总的驱动充/放电电流即为固定电流与可控电流之和。当功率开关的输出信号尚未发生变化时，可控电流导通，使总的驱动充/放电电流为较大值，因而使功率开关的驱动信号实现快速变化；在输出信号发生变化的过程中，可控电流关闭，使总的驱动充/放电电流变为较小值，从而降低了输出信号的变化速率；当输出信号结束变化后，重新使可控电流导通，以使总的驱动充/放电电流重新变为较大值，因而使驱动信号重新实现快速变化，直至驱动信。

34、号结束变化。本发明还可以通过调整驱动充/放电电流的固定电流和可控电流的比例，实现在任意调整输出信号的变化速率的同时保证驱动信号的上升和下降时间不会过长。0067本发明可以最大限度地降低功率开关的电磁干扰，且适用于高速信号，并根据不同应用场合的需要通过程序任意调整功率开关的输出信号边沿的变化率而不会影响信号翻转所需的总时间，更不会对周边配套电路产生不利影响，具有显著的实用价值。0068图5给出了本发明所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置的一种具体实施方式，其中，P型场效应功率管MP1与N型场效应功率管MN1共同组成一个功率开关。驱动充电固定电流源504通过驱动充电第一选通开关505连接到MP1。

35、的栅端，驱动充电可控电流源501通过驱动充电第二选通开关502和驱动充电第三选通开关503连接到MP1的栅端。说明书CN104104380A7/9页10驱动放电固定电流源509通过驱动放电第一选通开关510连接到MN1的栅端，驱动放电可控电流源506通过驱动放电第二选通开关507和驱动放电第三选通开关508连接到MN1的栅端。输入信号1控制驱动充电第一选通开关505、驱动充电第二选通开关502、驱动放电第一选通开关510、驱动放电第二选通开关507。功率开关的输出信号2控制驱动充电第三选通开关503、驱动放电第三选通开关508。一个AB类偏置电路511跨接在MP1和MN1的栅端之间。MP1和M。

36、N1的栅端分别称为第一驱动信号3和第二驱动信号4（下文统称为驱动信号）。驱动充电固定电流源504、驱动充电可控电流源501、驱动放电固定电流源509、驱动放电可控电流源506的电流值分别为IP1、IP2、IN1、IN2。需要指出的是，图5中所示的选通开关仅仅是为了便于说明各控制信号与各驱动充/放电电流源之间的关系，而并不一定是必须的或实际的实现形式。0069图5所示的驱动装置中输入信号1、输出信号2、第一驱动信号3和第二驱动信号4的波形如图6所示。在图6中，波形601为输入信号1的波形，波形602和603分别为第一驱动信号3和第二驱动信号4的波形，波形604为输出信号2的波形。驱动信号的下降和。

37、上升时间分别为TDF2和TDR2，输出信号的上升和下降时间分别为TR2和TF2。0070图6中，当输入信号1由“低”变“高”时，驱动充电固定电流源504、驱动充电可控电流源501均关闭，驱动放电固定电流源509、驱动放电可控电流源506均导通，形成较大的驱动放电总电流IN1IN2，使第一驱动信号3和第二驱动信号4均快速下降。当第一驱动信号3下降到一定值时，AB类偏置电路511将其钳位，限制了MP1和MN1之间的直通电流。第二驱动信号4继续快速下降。当第二驱动信号4下降到一定值时，AB类偏置电路511将其钳位，在此附近输出信号2会开始上升。在接下来的输出信号2上升的过程中，输出信号2关闭驱动放电。

38、可控电流源506，使驱动放电总电流降低为IN1。IN1决定输出信号2的上升速率，IN1越小，输出信号2的上升速率越低，输出波形的上升沿越缓。当输出信号2结束上升后，输出信号2使驱动放电可控电流源506重新导通，重新形成较大的驱动放电总电流IN1IN2，使第一驱动信号3和第二驱动信号4相继退出钳位状态并快速下降直至为零。0071图6中，当输入信号1由“高”变“低”时，驱动充电固定电流源504、驱动充电可控电流源501均导通，驱动放电固定电流源509、驱动放电可控电流源506均关闭，形成较大的驱动充电总电流IP1IP2，使第一驱动信号3和第二驱动信号4均快速上升。当第二驱动信号4上升到一定值时，A。

39、B类偏置电路511将其钳位，限制了MP1和MN1之间的直通电流。第一驱动信号3继续快速上升。当第一驱动信号3上升到一定值时，AB类偏置电路511将其钳位，在此附近输出信号2会开始下降。在接下来的输出信号2下降的过程中，输出信号2关闭驱动充电可控电流源501，使驱动充电总电流降低为IP1。IP1决定输出信号2的下降速率，IP1越小，输出信号2的下降速率越低，输出波形的下降沿越缓。当输出信号2结束下降后，输出信号2使驱动充电可控电流源501重新导通，重新形成较大的驱动充电总电流IP1IP2，使第二驱动信号4和第一驱动信号3相继退出钳位状态并快速上升直至为电源电压。0072从图6中可以看出，输出信号。

40、2的上升时间TR2和下降时间TF2占驱动信号的下降时间TDF2和上升时间TDR2的较大部分，即驱动信号的下降和上升时间TDF2和TDR2仅仅略大于输出信号2的上升时间TR2和下降时间TF2。因而本发明可以实现在选择较大的输出信号变化速率的同时保证驱动信号的上升和下降时间不会过长，从而可以最大限度地降低高速功率开关的电磁干扰。说明书CN104104380A108/9页110073图7给出了本发明所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置的一种优选的具体实施电路，其中，P型场效应功率管MP1与N型场效应功率管MN1共同组成一个功率开关。MP1和MN1的栅端输入的信号分别称为第一驱动信号3和第二驱动信号。

41、4（下文统称为驱动信号）。一个AB类偏置电路740跨接在MP1和MN1的栅端之间。AB类偏置电路740由MP2MP4、MN2MN4、偏置电流源741组成。输入对管MN5、MN6的栅端分别接输入信号1和参考电压VREF，VREF可设置为电源电压的一半。参考电流源701、输入对管MN5/MN6、MP7MP11、MN12MN13共同组成了一个可以将输入信号1转换成驱动充电电流的装置（即本发明所述的可控驱动充电单元）。参考电流源701、输入对管MN5/MN6、MP5MP6、MN7MN11、MP12MP13共同组成了一个可以将输入信号1转换成驱动放电电流的装置（即本发明所述的可控驱动放电单元）。MP11。

42、的漏端电流相当于图5中的驱动充电固定电流源504，MP10的漏端电流相当于图5中的驱动充电可控电流源501，MN11的漏端电流相当于图5中的驱动放电固定电流源509，MN10的漏端电流相当于图5中的驱动放电可控电流源506。输出信号2分别通过电容C1和C2反馈至MN13和MP13的栅端，电阻R1跨接在MN13和MN12的栅端之间，电阻R2跨接在MP13和MP12的栅端之间。0074图7中，当输入信号1由“低”变“高”时，MP11、MP10截止，MN11、MN10进入饱和区，MN11和MN10的栅端电流共同形成较大的驱动放电电流，此时MN2处于截止区，MP2处于线性区，第一驱动信号3和第二驱动信。

43、号4同时快速下降。当第一驱动信号3下降到一定值时，被MP2、MP3、MP4组成的钳位电路钳位，MP2进入截止区，MP1和MN1之间的直通电流被限制。此后第二驱动信号4继续快速下降。当第二驱动信号4下降到一定值时，MN2进入饱和区，第二驱动信号4被MN2、MN3、MN4组成的钳位电路钳位。在此附近输出信号2会开始上升，并通过反馈电容C2使MP13的栅端电压上升，导致MP13截止，最终导致MN10截止，使驱动放电电流降低为MN11的栅端电流，此时MN11的栅端电流决定输出信号2的上升速率；即MN11的栅端电流越小，输出信号2的上升速率越低，输出波形的上升沿越缓。当输出信号2结束上升后，MP13的栅。

44、端电压恢复成初始值，MP13重新进入饱和区，MN10也重新进入饱和区，因而重新形成较大的驱动放电电流（MN11和MN10的栅端电流之和），使第一驱动信号3快速下降，最终使MN2进入线性区，此后第一驱动信号3和第二驱动信号4同时快速下降直至为零。0075图7中，当输入信号1由“高”变“低”时，MN11、MN10截止，MP11、MP10进入饱和区，MP11和MP10的栅端电流共同形成较大的驱动充电电流，此时MP2处于截止区，MN2处于线性区，第一驱动信号3和第二驱动信号4同时快速上升。当第二驱动信号4上升到一定值时，被MN2、MN3、MN4组成的钳位电路钳位，MN2进入截止区，MP1和MN1之间的。

45、直通电流被限制。此后第一驱动信号3继续快速上升。当第一驱动信号3上升到一定值时，MP2进入饱和区，第一驱动信号3被MP2、MP3、MP4组成的钳位电路钳位。在此附近输出信号2会开始下降，并通过反馈电容C2使MN13的栅端电压下降，导致MN13截止，最终导致MP10截止，使驱动充电电流降低为MP11的栅端电流，此时MP11的栅端电流决定输出信号2的下降速率。即MP11的栅端电流越小，输出信号2的下降速率越低，输出波形的下降沿越缓。当输出信号2结束下降后，MN13的栅端电压恢复成初始值，MN13重新进入饱和区，MP10也重新进入饱和区，因而重新形成较大的驱动充电电流（MP11和MP10的栅端电流之。

46、和），使第二驱动信号4快速上升，最终使MP2进入线性区，此后第一驱动信号3和第二驱动信号4同时说明书CN104104380A119/9页12快速上升直至为电源电压。0076从图7所述的驱动装置的工作过程可以看出，输出信号2的边沿变化率完全取决于MN11和MP11的栅端电流，因此可以方便地用程序进行调整。只要将MN11和MP11的栅端电流设置得足够大，就可以使驱动信号的下降和上升时间仅仅略大于输出信号的上升和下降时间。因而可以最大限度地降低功率开关输出信号的边沿变化率，从而在最大限度地降低电磁干扰的同时，仍然可以支持高速信号，也不会增加周边配套电路的设计难度。0077本实施例还提供一种低电磁干扰。

47、高速率功率开关驱动方法，该方法可以由本发明所述的低电磁干扰高速率功率开关驱动装置实现，但该驱动方法的实现装置包括但不限于本发明所述的驱动装置结构。如图8所示，所述低电磁干扰高速率功率开关驱动方法包括以下步骤0078在一输入信号的控制下为一功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端提供放电电流，使所述功率开关的输出信号上升，并通过所述输出信号的变化控制调节所述放电电流的大小，从而控制输出信号的上升时间及速率。0079进一步，在所述功率开关的输出信号的控制下调节所述放电电流的大小的具体实现步骤包括0080当所述输入信号发生翻转驱动所述功率开关输出高电平信号时，为所述功率开关提供。

48、预设最大值的放电电流，使所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端的驱动信号快速下降；0081当所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端均下降进入到钳位状态时，所述功率开关的输出信号发生变化，此时所述放电电流被调节至预设最小值；0082当所述功率开关的输出信号变化结束时，所述放电电流被调节至预设最大值，所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端相继退出钳位状态，所述驱动信号快速下降至为零。0083在所述输入信号的控制下为所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端提供充电电流，使所述功率开关的输出信。

49、号下降，并通过所述输出信号的变化控制调节所述充电电流的大小，从而控制输出信号的下降时间及速率。0084进一步，当所述输入信号发生翻转驱动所述功率开关输出低电平信号时，为所述功率开关提供预设最大值的充电电流，使所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端的驱动信号快速上升；当所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端均上升进入到钳位状态时，所述功率开关的输出信号发生变化，此时所述充电电流被调节至预设最小值；当所述功率开关的输出信号变化结束时，所述充电电流被调节至预设最大值，所述功率开关的第一驱动信号输入端和所述功率开关的第二驱动信号输入端相继退出钳位状态，所述驱动信号快速上升至电源电压。0085综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。0086上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。说明书CN104104380A121/8页13图1说明书附图CN104104380A132/8页14图2说明书附图CN104104380A143/8页15图3说明书附图CN104104。