一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及車載電路領(lǐng)域，尤其涉及一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路，所述電路包括電源輸入端Vi、電源輸出端Vo、電阻R3、N溝道MOSFET管和可變電容Ci，所述N溝道MOSFET管的漏極和所述可變電容Ci的一端連接電源輸入端Vi，所述N溝道MOSFET管的柵極和所述可變電容Ci的另一端連接電源輸入端Vi，所述電阻R3一端連接所述N溝道MOSFET管的柵極，所述電阻R3的另一端接地，所述N溝道MOSFET管的源極接所述電源輸出端Vo。該電路對于多電源且需要時序控制的系統(tǒng)非常有效，而且此發(fā)明電路簡單，成本較低。
【專利說明】—種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及車載電路領(lǐng)域，尤其涉及一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路。

【背景技術(shù)】
[0002]車載信息娛樂產(chǎn)品功能逐漸變得復雜，系統(tǒng)設(shè)計也變得龐大，功能模塊也逐漸增多，每個功能模塊均需電源供電，造成電源接口多，電平值也出現(xiàn)很多種。同時復雜的功能也導致系統(tǒng)對電源啟動時序有了進一步的要求，為了系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的工作，傳統(tǒng)的技術(shù)一般用單片機對各個系統(tǒng)模塊進行時序控制，成本較高，系統(tǒng)也變得復雜，工作量較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路，利用米勒電容特性的特點，解決了模塊啟動時序的問題。
[0004]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路，所述電路包括電源輸入端V1、電源輸出端Vo、電阻R3、N溝道MOSFET管和可變電容Ci，所述N溝道MOSFET管的漏極和所述可變電容Ci的一端連接電源輸入端Vi，所述N溝道MOSFET管的柵極和所述可變電容Ci的另一端連接電源輸入端Vi，所述電阻R3 —端連接所述N溝道MOSFET管的柵極，所述電阻R3的另一端接地，所述N溝道MOSFET管的源極接所述電源輸出端Vo0
[0005]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述電源啟動電路還包括電阻R1，所述N溝道MOSFET管的柵極連接所述電源輸入端Vi的接點為A，所述可變電容Ci的另一端連接所述電源輸入端Vi的接點為B，所述電阻Rl連接所述接點A和所述接點B。
[0006]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述可變電容Ci的一端、所述電阻R3和所述N溝道MOSFET管的柵極相連接的接點為C，所述電源啟動電路還包括連接所述接點A和所述接點C的電阻R2。
[0007]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述MOSFET管的內(nèi)部還包括寄生電容Cgd，所述可變電容Ci遠遠大于寄生電容Cgd。
[0008]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:所述電阻R2和所述電阻R3需滿足電流Vi/(電阻R2+電阻R3)為微安級。
[0009]本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是:電阻R3 >>電阻R2 >>電阻R1。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動時序方法，通過該電路可以通過配置不同的可變電容Ci，使得MOSFET完全導通時間隨著可變電容Ci改變而改變，這樣，多電源的啟動時序就變得非常簡單，成本也非常低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實施例提供的電路圖。
[0012]圖2是本發(fā)明實施例提供的MOSFET內(nèi)部寄生電容等效電路圖。
[0013]圖3是本發(fā)明實施例提供的寄生電容對MOSFET開通特性的影響曲線圖。
[0014]圖4是電容可變電容Ci變化引起的V-T曲線圖。

【具體實施方式】
[0015]寄生電容Cgd:寄生電容一般是指電感，電阻，芯片引腳等在高頻情況下表現(xiàn)出來的電容特性。實際上，一個電阻等效于一個電容，一個電感，和一個電阻的串聯(lián)，在低頻情況下表現(xiàn)不是很明顯，而在高頻情況下，等效值會增大，不能忽略。在計算中我們要考慮進去。ESL就是等效電感，ESR就是等效電阻。不管是電阻，電容，電感，還是二極管，三極管，MOS管，還有1C，在高頻的情況下我們都要考慮到它們的等效電容值，電感值。一百度知道。在本文中所述寄生電容Cgd就是所述MOSFET的內(nèi)部等效電容。
[0016]Cgs、Cgd和Cds如圖2所示，為所述MOSFET的內(nèi)部寄生電容。
[0017]如圖1至3，一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路，所述電路包括電源輸入端V1、電源輸出端Vo、電阻R3、N溝道MOSFET管和可變電容Ci，所述N溝道MOSFET管的漏極和所述可變電容Ci的一端連接電源輸入端Vi，所述N溝道MOSFET管的柵極和所述可變電容Ci的另一端連接電源輸入端Vi，所述電阻R3 —端連接所述N溝道MOSFET管的柵極，所述電阻R3的另一端接地，所述N溝道MOSFET管的源極接所述電源輸出端Vo。利用米勒電容內(nèi)部的等效電容對MOSFET的開通特性的影響，通過調(diào)節(jié)外部電容可變電容Ci即可調(diào)節(jié)開關(guān)的時間。
[0018]所述電源啟動電路還包括電阻Rl，所述N溝道MOSFET管的柵極連接所述電源輸入端Vi的接點為A，所述可變電容Ci的另一端連接所述電源輸入端Vi的接點為B，所述電阻Rl連接所述接點A和所述接點B。降低所述電容可變電容Ci和所述MOSFET的端電壓，避免電壓過高損壞元件。
[0019]所述可變電容Ci的一端、所述電阻R3和所述N溝道MOSFET管的柵極相連接的接點為C，所述電源啟動電路還包括連接所述接點A和所述接點C的電阻R2。降低所述電容可變電容Ci和所述MOSFET的端電壓，避免電壓過高損壞元件。
[0020]所述MOSFET管的內(nèi)部還包括寄生電容Cgd，所述可變電容Ci遠遠大于寄生電容Cgd0
[0021]所述電阻R2和所述電阻R3需滿足電流Vi/(電阻R2+電阻R3)為微安級。
[0022]電阻R3 >>電阻R2 >>電阻R1。電阻R3 >>電阻R2 >>電阻Rl:即所述電阻R3遠遠大于所述電阻R2，所述電阻R2遠遠大于所述電阻Rl。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動時序方法，通過該電路可以通過配置不同的可變電容Ci，使得MOSFET完全導通時間隨著可變電容Ci改變而改變，這樣，多電源的啟動時序就變得非常簡單，成本也非常低。
[0024]本發(fā)明的實施例還可以介紹為:本發(fā)明的目的是利用N溝道MOSFET內(nèi)部米勒電容對Vgs的影響，在柵漏極之間并聯(lián)電容可變電容Ci，使得N溝道MOSFET由放大區(qū)向飽和區(qū)的過度時間可以進行設(shè)定，將N溝道MOSFET串接在電源主干線上，利用電容可變電容Ci的改變對Vgs的影響，從而可以控制電源的導通時間，使得對電源時序有啟動要求的電路變得簡單，成本也非常低； 電源輸入端Vi接電阻Rl，電阻Rl另外一端連接至N溝道MOSFET的漏極和電容可變電容Ci 一端，電容可變電容Ci另外一端接N溝道MOSFET柵極。同時電源輸入端Vi接電阻R2，電阻R2另外一端接N溝道MOSFET柵極和電阻R3，電阻R3另外一端接公共地。N溝道MOSFET源極接電源輸出Vo。
[0025]對各個關(guān)鍵器件的選取，電阻需滿足電阻R3 >>電阻R2 >>電阻R1。
[0026]對各個關(guān)鍵器件的選取，電容需滿足可變電容Ci >>寄生電容Cgd。
[0027]對于電阻R3、電阻R2選取，需滿足:Vi/(電阻R2+電阻R3)為微安級，同時Vi*電阻 R3/(電阻 R2+電阻 R3) > Vgs (th)。
[0028]N溝道MOSFET的柵漏極之間加上電容可變電容Ci后，輸入電容為可變電容Ciss=Ci+Cgs+Cgd，N溝道MOSFET的開啟可以被劃分為如下4個過程。在第一個過程中，輸入電容可變電容Ciss被充電，從OV到Vth。在這個過程中，大多數(shù)的門級電流向Cgs充電。一小部分電流流向寄生電容Cgd和電容可變電容Ci。當電壓上升到門檻電壓后，寄生電容Cgd和電容可變電容Ci上的電壓會稍微的降低。這個階段被叫做開啟延遲。因為器件的漏極電流和漏極電壓都保持不變。一旦柵級電壓被充到門檻電平Vgs (th)上，N溝道MOSFET就開始在DS間傳導電流了。在第二個過程中，門級電壓從Vth上升到米勒平臺上。這個階段是器件的線性工作區(qū)域，電流正比于柵級電壓。在柵級區(qū)域，電流就像第一個階段一樣，流向可變電容Ciss，此時Vgs的電壓不斷增力卩。在器件的輸出部分，漏極電流隨著門級電壓的增大而增大。然而，這個時候的DS電壓保持在以前的電平上。
[0029]進入開啟過程的第三個階段時，門級已經(jīng)被充電到足夠的電壓平臺上來維持整個負載電流通過，整流二極管被關(guān)斷。也是從這個時刻開始。漏極電壓開始下降而柵級電壓保持不變。Vgs的這個區(qū)域就是米勒平臺，整流二極管被關(guān)斷。驅(qū)動芯片的所有柵級電流通過利用DS端的電壓變化來執(zhí)行對寄生電容Cgd電容的放電。DS端的電流保持不變，因為這個時候該電流由外部電流控制。
[0030]開啟過程的最后一步是為了通過在柵極加入了一個更高的電壓來增強N溝道MOSFET的傳導通道。Vgs的最終電壓幅值決定了器件開態(tài)狀態(tài)下的通態(tài)電阻值，這是通過對電容可變電容Ciss充電來完成的。因此，柵級電流現(xiàn)在被三個電容分割。當這三個電容被充電的時候，漏極電流依然是常數(shù)。
[0031]由于寄生電容Cgd和Cgs是N溝道MOSFET內(nèi)部固有的參數(shù)，我們不能更改，所以改變可變電容Ci，即可以改變N溝道MOSFET的工作狀態(tài)和開通時間。
[0032]如圖4。使用此電路，只需要利用一顆電容，即可以改變N溝道MOSFET的導通時間。在多電源供電的系統(tǒng)中，每個電源啟動時序有嚴格規(guī)定是，通過在主干線上串接N溝道MOSFET來控制是否供電，N溝道MOSFET導通時間可以由可變電容Ci來進行設(shè)定，因此電路非常簡單，成本也較低。
[0033]傳統(tǒng)的做法一般是由一路電源先供電給時序控制MCU，通過此MCU來對時序進行控制，這樣，在系統(tǒng)中需要加MCU和電源轉(zhuǎn)換芯片，同時需要對MCU進行編程處理，工作量大，成本也較高。
[0034]本發(fā)明通過對MOSFET內(nèi)部米勒電容對于N溝道MOSFET導通影響的研究，發(fā)明了一種簡單廉價的電路，通過在N溝道MOSFET柵漏極之間加電容的方法米勒電容的大小來設(shè)定N溝道MOSFET導通時間，對于多電源且需要時序控制的系統(tǒng)非常有效，而且此發(fā)明電路簡單，成本較低。
[0035]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路，其特征在于:所述電路包括電源輸入端V1、電源輸出端Vo、電阻R3、N溝道MOSFET管和可變電容Ci，所述N溝道MOSFET管的漏極和所述可變電容Ci的一端連接電源輸入端Vi，所述N溝道MOSFET管的柵極和所述可變電容Ci的另一端連接電源輸入端Vi，所述電阻R3 —端連接所述N溝道MOSFET管的柵極，所述電阻R3的另一端接地，所述N溝道MOSFET管的源極接所述電源輸出端Vo。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路，其特征在于:所述電源啟動電路還包括電阻Rl，所述N溝道MOSFET管的柵極連接所述電源輸入端Vi的接點為A，所述可變電容Ci的另一端連接所述電源輸入端Vi的接點為B，所述電阻Rl連接所述接點A和所述接點B。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路，其特征在于:所述可變電容Ci的一端、所述電阻R3和所述N溝道MOSFET管的柵極相連接的接點為C,所述電源啟動電路還包括連接所述接點A和所述接點C的電阻R2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路，其特征在于:所述MOSFET管的內(nèi)部還包括寄生電容Cgd，所述可變電容Ci遠遠大于寄生電容Cgd。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路，其特征在于:所述電阻R2和所述電阻R3需滿足電流Vi/(電阻R2+電阻R3)為微安級。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于利用米勒電容特性的車載電源啟動電路，其特征在于:電阻R3 > >電阻R2 > >電阻Rl。
【文檔編號】H03K17/687GK104393862SQ201410742876
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月8日
【發(fā)明者】郭應(yīng)鋒, 楊金玲, 朱月 申請人:深圳市航盛電子股份有限公司