【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于集成电路领域，尤其涉及一种适用于功率管的可调节栅极密勒平台电压检测电路。
技术介绍
1、随着能源的日益紧张，如何提高能源的利用效率成为社会的一个焦点问题。相比于线性电源，开关电源因其功耗较低，效率较高，功率密度较大等优点被广泛应用于社会各行各业。功率半导体器件是开关电源芯片中的核心部件，目前常用的功率半导体器件是氮化镓器件，相比于传统硅基器件，它有着十分出色的开关频率与开关速度。在功率器件开关的过程中，会产生比较大的dv/dt和di/dt，使得开关节点产生电压振铃问题，从而产生电磁干扰(emi，electromagnetic interference。此外，随着功率半导体器件开关频率的提高，其开关损耗问题就更加突出。
2、传统的驱动电路很难同时对emi问题以及开关损耗问题进行优化，因此需要采用多段式驱动电路进行控制，不同阶段的驱动电流大小，出现emi问题的阶段就降低驱动电流，其他阶段就升高驱动电流，这样就能同时优化电压电流尖峰问题与开关损耗问题。通常功率半导体器件在导通阶段的emi问题一般出现在密勒平台期间，在密勒平台出现之前和密勒平台出现之后使用大电流导通，在密勒平台期间使用小电流导通可同时优化电压电流尖峰问题与开关损耗问题。因此如何检测出密勒平台的位置至关重要。
3、常见的密勒平台检测电路一般有两种，一是一种是巧妙利用半桥电路，我们知道，密勒电压随负载电流的增加而增加，而在半桥电路中，如同步整流buck电路，当高边管(主开关管)关断时，低边管(续流管)为电感电流续流，低边管两端的电压差为
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的在于提供一种适用于功率管的可调节栅极密勒平台电压检测电路。该电路解决了上述检测电路检测速度慢，应用受限以及检测不准确等问题，实现了可调节检测分辨率的密勒平台检测功能。
2、技术方案：本专利技术的检测电路由电压斜率检测电路，电流比较电路以及两个反相器组成；其中电压斜率检测电路是依靠电容上电压电流的微分公式当电压斜率产生变化时，电容上就会产生相应的电流。然后通过电流镜，将电压斜率检测网络产生的电流传递到电流比较网络中，与原来储存的电流信息进行比较，产生相应的电压，然后再通过两个反相器实现高低电平的输出。该电路应用广泛，并且电流比较网络工作速度很快，可以满足电源在高频下的工作需求。此外，当密勒平台是非理想的密勒平台时，可能在平台期间电压还存在一定斜率，该电路还可以通过调节电阻，来改变电路的检测能力，进而实现对非理想密勒平台的检测。
3、本专利技术的一种适用于功率管的可调节栅极密勒平台电压检测电路，包括电压斜率检测电路、电流比较电路和两个反相器电路；所述电压斜率检测电路的输出端连接电流比较电路的输入端；所述电流比较电路的输出端连接两个反相器电路的输入端；通过两个反相器电路输出高低电平；
4、所述电压斜率检测电路包括电容cd、偏置电流源ibias，一个pmos管，两个nmos管和两个开关管；
5、所述电流比较电路包括一个nmos管、三个pmos管和下拉电阻；
6、每个所述反相器电路均包括一个pmos管和一个nmos管。
7、进一步的，所述电压斜率检测电路包括包括电容cd、偏置电流源ibias、nmos管m1、m2、pmos管m3以及开关管m12、m13；其中电容cd的一端连接输入的电压信号，另一端与偏置电流源ibias的输入连接到一起，被共同连接到nmos管m1的漏极；nmos管m1的栅极与m2的栅极以及m1的漏极连接到一起，m1、m2的源极连接到地vss，使m1和m2构成一个电流镜；nmos管m2的漏极与pmos管m3的漏极以及开关管m12的漏极连接在一起；pmos管m3的源极连接到电源vdd，开关管m12的源极与m3的栅极连在一起，并共同接到开关管m13的漏极，最后通过m13的源极连接到电流比较电路。
8、进一步的，所述电流比较电路包括nmos管m6、pmos管m4、m5和m7以及下拉电阻r1；其中pmos管m4的源极接到电源vdd，漏极与m5的栅极以及m13的源极连接到一起；m5的源极接到电源vdd，漏极与nmos管m6的漏极以及nmos管m7的漏极连接在一起并接到反相器电路；m6的栅极与电压斜率检测网络中m1栅极连接在一起，源极连接到下拉电阻r1的上端，下拉电阻r1的下端接到地vss。
9、进一步的，所述两个反相器电路包括第一级反相器和第二级反相器；第一级反相器包括pmos管m8和nmos管m9；m8的源极接到电源vdd，漏极与nmos管m9的漏极接在一起，m9的源极接到地vss，m8和m9的栅极连接在一起；第一级反相器的输入端与电流比较电路的输出端连在一起；第二级反相器包括pmos管m11和nmos管m10；m11的源极接到电源vdd，漏极与nmos管m10的漏极接在一起，m10的源极接到地vss，m11和m10的栅极连接在一起；第二级反相器的输入端与第一级反相器的输出端连在一起，第二级反相器的输出端为所述可调节栅极密勒平台电压检测电路的输出端。
10、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：
11、1)本专利技术的电路中所用器件的尺寸较小，该电路中只用到了mos管，阻值较小的电阻以及小电容，没有用到电感器等，节约了成本和空间，利于小型化和集成化。
12、2)本专利技术的电路功耗较小，电路正常工作时，每条支路中的电流在几十到几百微安，较小的工作电流使得该电路功耗很小，此外，较小的功耗使得该电路对散热要求较低。
13、3)本专利技术的电路应用广泛，可以调节电阻阻值来改变该电路的检测分辨率，对于非理想的密勒平台，可以通过提高其检测能力来满足要求，适用的范围较为广泛。此外，该电路控制信号简单，系统稳定性较高。
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1.一种适用于功率管的可调节栅极密勒平台电压检测电路，其特征在于，包括电压斜率检测电路、电流比较电路和两个反相器电路；所述电压斜率检测电路的输出端连接电流比较电路的输入端；所述电流比较电路的输出端连接两个反相器电路的输入端；通过两个反相器电路输出高低电平；
2.根据权利要求1所述的一种适用于功率管的可调节栅极密勒平台电压检测电路，其特征在于，所述电压斜率检测电路包括包括电容Cd、偏置电流源Ibias、NMOS管M1、M2、PMOS管M3以及开关管M12、M13；其中电容Cd的一端连接输入的电压信号，另一端与偏置电流源Ibias的输入连接到一起，被共同连接到NMOS管M1的漏极；NMOS管M1的栅极与M2的栅极以及M1的漏极连接到一起，M1、M2的源极连接到地VSS，使M1和M2构成一个电流镜；NMOS管M2的漏极与PMOS管M3的漏极以及开关管M12的漏极连接在一起；PMOS管M3的源极连接到电源VDD，开关管M12的源极与M3的栅极连在一起，并共同接到开关管M13的漏极，最后通过M13的源极连接到电流比较电路。
3.根据权利要求1所述的一种适用于功率管的
4.根据权利要求1所述的一种适用于功率管的可调节栅极密勒平台电压检测电路，其特征在于，所述两个反相器电路包括第一级反相器和第二级反相器；第一级反相器包括PMOS管M8和NMOS管M9；M8的源极接到电源VDD，漏极与NMOS管M9的漏极接在一起，M9的源极接到地VSS，M8和M9的栅极连接在一起；第一级反相器的输入端与电流比较电路的输出端连在一起；第二级反相器包括PMOS管M11和NMOS管M10；M11的源极接到电源VDD，漏极与NMOS管M10的漏极接在一起，M10的源极接到地VSS，M11和M10的栅极连接在一起；第二级反相器的输入端与第一级反相器的输出端连在一起，第二级反相器的输出端为所述可调节栅极密勒平台电压检测电路的输出端。
5.一种基于权利要求1所述适用于功率管的可调节栅极密勒平台电压检测电路的检测方法，其特征在于，定义EN是开关管M7的控制信号，SN是开关管M4和M13的控制信号，SP是开关管M12的控制信号，其中，SN和SP是两个完全相反的信号，Ibias是偏置电流，使M1工作在饱和区，同时给M2、M6提供静态偏置电压，当PWM信号为低电平时，功率管处于截止状态，所述检测方法包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，步骤2中，所述电容Cd将功率管栅极电压VG的变化转化为电流Isense，Isense由下式给出：
...【技术特征摘要】
1.一种适用于功率管的可调节栅极密勒平台电压检测电路，其特征在于，包括电压斜率检测电路、电流比较电路和两个反相器电路；所述电压斜率检测电路的输出端连接电流比较电路的输入端；所述电流比较电路的输出端连接两个反相器电路的输入端；通过两个反相器电路输出高低电平；
2.根据权利要求1所述的一种适用于功率管的可调节栅极密勒平台电压检测电路，其特征在于，所述电压斜率检测电路包括包括电容cd、偏置电流源ibias、nmos管m1、m2、pmos管m3以及开关管m12、m13；其中电容cd的一端连接输入的电压信号，另一端与偏置电流源ibias的输入连接到一起，被共同连接到nmos管m1的漏极；nmos管m1的栅极与m2的栅极以及m1的漏极连接到一起，m1、m2的源极连接到地vss，使m1和m2构成一个电流镜；nmos管m2的漏极与pmos管m3的漏极以及开关管m12的漏极连接在一起；pmos管m3的源极连接到电源vdd，开关管m12的源极与m3的栅极连在一起，并共同接到开关管m13的漏极，最后通过m13的源极连接到电流比较电路。
3.根据权利要求1所述的一种适用于功率管的可调节栅极密勒平台电压检测电路，其特征在于，所述电流比较电路包括nmos管m6、pmos管m4、m5和m7以及下拉电阻r1；其中pmos管m4的源极接到电源vdd，漏极与m5的栅极以及m13的源极连接到一起；m5的源极接到电源vdd，漏极与nmos管m6的漏极以及nmos管m7的漏极连接在一起并接到反相器电路；m6的...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱钦松，盛开，周子焱，王宇帆，孙伟锋，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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