一种高压功率管及电源模块.pdf

本发明公开了一种高压功率管及电源模块，高压功率管包括增强型MOS管、耗尽型MOS管和二极管，所述增强型MOS管的DRAIN端与耗尽型MOS管的DRAIN端相连、为所述高压功率管的漏极, 增强型MOS管的SOURCE端为所述高压功率管的源极, 增强型MOS管的GATE端为所述高压功率管的栅极；耗尽型MOS管的GATE端连接其SOURCE端和二极管的正极，二极管的负极为所述高压功率管的P脚，用于对驱动芯片供电；省去了现有的芯片供电电路，简化了驱动芯片的供电方式，从而节省PCB板的空间和成本，还能减少芯片供电电路中启动电阻带来的功耗。

权利要求书1.  一种高压功率管，与驱动芯片连接，其特征在于，包括增强型MOS管、耗尽型MOS管和二极管，所述增强型MOS管的DRAIN端与耗尽型MOS管的DRAIN端相连、为所述高压功率管的漏极，增强型MOS管的SOURCE端为所述高压功率管的源极, 增强型MOS管的GATE端为所述高压功率管的栅极；耗尽型MOS管的GATE端连接其SOURCE端和二极管的正极，二极管的负极为所述高压功率管的P脚，用于对驱动芯片供电。2.  根据权利要求1所述的高压功率管，其特征在于，所述增强型MOS管为N沟道增强型MOS管，耗尽型MOS管为N沟道耗尽型MOS管，二极管为POLY型二极管。3.  一种电源模块，包括采样电阻、整流单元、第一负载单元和驱动芯片，其特征在于，还包括如权利要求1-2任一所述的高压功率管，所述整流单元连接第一负载单元，所述高压功率管的漏极连接第一负载单元，高压功率管的P脚连接驱动芯片的VCC脚，高压功率管的栅极连接驱动芯片的G脚，高压功率管的源极连接驱动芯片的CS脚和采样电阻的一端，所述驱动芯片的GND脚、采样电阻的另一端均接地。4.  根据权利要求3所述的电源模块，其特征在于，还包括第一电容，所述第一电容的一端连接驱动芯片的VCC脚和高压功率管的P脚，第一电容的另一端接地。5.  一种电源模块，包括采样电阻、整流单元、第二负载单元、驱动芯片和光耦单元，其特征在于，还包括如权利要求1-2任一所述的高压功率管，所述整流单元连接第二负载单元，所述高压功率管的漏极连接第二负载单元，高压功率管的P脚连接驱动芯片的VCC脚，高压功率管的栅极连接驱动芯片的G脚，高压功率管的源极连接驱动芯片的CS脚和采样电阻的一端，所述驱动芯片的GND脚、采样电阻的另一端均接地，所述光耦单元连接第二负载单元和驱动芯片的FB脚。6.  根据权利要求5所述的电源模块，其特征在于，还包括第一电容，所述第一电容的一端连接驱动芯片的VCC脚和高压功率管的P脚，第一电容的另一端接地。

说明书一种高压功率管及电源模块
技术领域
本发明涉及分立高压功率管技术领域，尤其涉及的是一种高压功率管及电源模块。
背景技术
现有的AC/DC系统进行电源转换时，解决方案可以根据不同种类的变压器大致分为隔离型与非隔离型。
非隔离型的电源模块的典型系统拓扑结构如图1所示，包括整流桥11、芯片供电电路12、负载电路13、驱动芯片14和高压功率管15。各电路模块内部的具体连接结构如图1所示。所述芯片供电电路12中，启动电阻Ra1与稳压电容Ca1串联的中间节点与驱动芯片14的供电引脚VCC相连，交流电AC经过整流桥11整流后通过启动电阻Ra1传输给驱动芯片14供电。驱动芯片14驱动高压功率管15，使负载电路13发光。而启动电阻Ra1需要额外的成本与系统空间，电源模块工作时，启动电阻Ra1还会增加功耗。
隔离型的电源模块的典型系统拓扑结构如图2所示，包括整流桥21、芯片供电电路22、负载电路23、驱动芯片24、光耦电路25和高压功率管26。各电路模块内部的具体连接结构如图2所示。所述芯片供电电路22由启动电阻Ra2、稳压电容Ca2、辅助供电子电路221构成，所述辅助供电子电路221由辅助绕组A和用于防电流反灌的二极管D构成。启动电阻Ra2与稳压电容Ca2、二极管D的负极相连的节点连接驱动芯片4的供电引脚VCC。同理，启动电阻Ra2、二极管D、辅助绕组A需要额外的成本与系统空间，且该电源模块工作时也会产生一定的功耗。
可见，现有驱动芯片供电技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高压功率管及电源模块，旨在解决现有驱动芯片的供电电路功耗较大、成本较高的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种高压功率管，与驱动芯片连接，其包括增强型MOS管、耗尽型MOS管和二极管，所述增强型MOS管的DRAIN端与耗尽型MOS管的DRAIN端相连、为所述高压功率管的漏极，增强型MOS管的SOURCE端为所述高压功率管的源极, 增强型MOS管的GATE端为所述高压功率管的栅极；耗尽型MOS管的GATE端连接其SOURCE端和二极管的正极，二极管的负极为所述高压功率管的P脚，用于对驱动芯片供电。
所述的高压功率管中，所述增强型MOS管为N沟道增强型MOS管，耗尽型MOS管为N沟道耗尽型MOS管，二极管为POLY型二极管。
一种电源模块，包括采样电阻、整流单元、第一负载单元和驱动芯片，其特征在于，还包括所述的高压功率管，所述整流单元连接第一负载单元，所述高压功率管的漏极连接第一负载单元，高压功率管的P脚连接驱动芯片的VCC脚，高压功率管的栅极连接驱动芯片的G脚，高压功率管的源极连接驱动芯片的CS脚和采样电阻的一端，所述驱动芯片的GND脚、采样电阻的另一端均接地。
所述的电源模块中，还包括第一电容，所述第一电容的一端连接驱动芯片的VCC脚和高压功率管的P脚，第一电容的另一端接地。
一种电源模块，包括采样电阻、整流单元、第二负载单元、驱动芯片和光耦单元，其还包括所述的高压功率管，所述整流单元连接第二负载单元，所述高压功率管的漏极连接第二负载单元，高压功率管的P脚连接驱动芯片的VCC脚，高压功率管的栅极连接驱动芯片的G脚，高压功率管的源极连接驱动芯片的CS脚和采样电阻的一端，所述驱动芯片的GND脚、采样电阻的另一端均接地，所述光耦单元连接第二负载单元和驱动芯片的FB脚。
所述的电源模块中，还包括第一电容，所述第一电容的一端连接驱动芯片的VCC脚和高压功率管的P脚，第一电容的另一端接地。
相较于现有技术，本发明提供的高压功率管及电源模块，高压功率管包括增强型MOS管、耗尽型MOS管和二极管，所述增强型MOS管的DRAIN端与耗尽型MOS管的DRAIN端相连、为所述高压功率管的漏极，增强型MOS管的SOURCE端为所述高压功率管的源极, 增强型MOS管的GATE端为所述高压功率管的栅极；耗尽型MOS管的GATE端连接其SOURCE端和二极管的正极，二极管的负极为所述高压功率管的P脚，用于对驱动芯片供电；省去了现有的芯片供电电路，简化了驱动芯片的供电方式，从而节省PCB板的空间和成本，还能减少芯片供电电路中启动电阻带来的功耗。
附图说明
图1是现有技术非隔离型的电源模块的典型系统拓扑结构的电路图。
图2是现有技术隔离型的电源模块的典型系统拓扑结构的电路图。
图3是本发明提供的高压功率管的电路图。
图4是本发明提供的非隔离型的电源模块的典型系统拓扑结构的应用实施例的电路图。
图5是本发明提供的隔离型的电源模块的典型系统拓扑结构的应用实施例的电路图。
具体实施方式
本发明提供一种高压功率管及电源模块，应用于AC/DC系统的电源模块。通过对现有高压功率管的结构进行改进，由改进后的高压功率管对驱动芯片供电，省去了现有的芯片供电电路，简化了驱动芯片的供电方式，从而节省PCB板的空间和成本，还能减少芯片供电电路中启动电阻带来的功耗。为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图3，本发明提供的高压功率管100与驱动芯片连接，高压功率管100包括增强型MOS管M1、耗尽型MOS管M2和二极管D1。所述增强型MOS管M1的DRAIN端与耗尽型MOS管M2的DRAIN端相连、为所述高压功率管100的漏极D, 增强型MOS管M1的SOURCE端为所述高压功率管的源极S, 增强型MOS管M1的GATE端为所述高压功率管100的栅极G；耗尽型MOS管M2的GATE端连接其SOURCE端和二极管D1的正极，二极管D1的负极为所述高压功率管100的P脚。
其中，所述P脚为高压功率管100对驱动芯片的供电脚，用于对驱动芯片供电。所述高压功率管100的P脚和栅极G均连接驱动芯片。
本实施中，所述增强型MOS管M1为N沟道增强型MOS管，耗尽型MOS管M2为N沟道耗尽型MOS管。由于耗尽型MOS管M2的SOURCE端连接其GATE端，UGS=0，此时耗尽型MOS管M2已形成N型导电沟道。当高压功率管100的漏极D有电压输入时，耗尽型MOS管M2内有电流流过，从高压功率管100的P脚输出即可对驱动芯片供电。驱动芯片工作后，输出相应的驱动电压输入高压功率管100的栅极G，即可使增强型MOS管M1导通。所述增强型MOS管M1作为普通功率管开关应用。
本实施例中，所述二极管D1为POLY型二极管，其可以在增强型MOS管M1的导通阶段防止驱动芯片内部电流反向流出。
基于上述的高压功率管，本发明实施例还提供一种电源模块，请参阅图4，其为非隔离型的电源模块的典型系统拓扑结构的应用实施例的电路图。所述电源模块包括上述的高压功率管100、采样电阻R1、整流单元200、负载单元300和驱动芯片400，所述整流单元200连接负载单元300，所述高压功率管100的漏极D连接负载单元300，高压功率管100的P脚连接驱动芯片400的VCC脚，高压功率管100的栅极G连接驱动芯片400的G脚，高压功率管100的源极S连接驱动芯片400的CS脚和采样电阻的R1一端，所述驱动芯片400的GND脚、采样电阻R1的另一端均接地。
交流电AC经过整流单元200内的整流桥和电容整流滤波后传输给负载单元300，负载单元300对高压功率管100的漏极D加载电压，耗尽型MOS管M2内有电流流过，高压功率管100的P脚输出供电电压给驱动芯片400的VCC脚，驱动芯片400得电工作。驱动芯片400的G脚输出相应的驱动电压给高压功率管100的栅极G，从而驱动增强型MOS管M1。高压功率管100、整流单元200、负载单元300的内部电路结构和连接关系具体如图4所示，此处不作赘述。
在具体实施时，所述电源模块还包括第一电容C1，所述第一电容C1的一端连接驱动芯片400的VCC脚和高压功率管100的P脚，第一电容C1的另一端接地 。所述第一电容C1用于滤波，使高压功率管100输出的供电电压更加稳定。
请一并参阅图5，其为隔离型的电源模块的典型系统拓扑结构的应用实施例的电路图。如图5所示，所述电源模块包括采样电阻R1、高压功率管100、整流单元200、第二负载单元300/、驱动芯片400和光耦单元500，所述整流单元连接第二负载单元，所述高压功率管的漏极连接第二负载单元300/，高压功率管的P脚连接驱动芯片的VCC脚，高压功率管的栅极连接驱动芯片的G脚，高压功率管的源极连接驱动芯片的CS脚和采样电阻R1的一端，所述驱动芯片的GND脚、采样电阻R1 的另一端均接地，所述光耦单元连接第二负载单元和驱动芯片的FB脚。
与非隔离型相比，隔离型的电源模块内增加了光耦单元500，且光耦单元500连接驱动芯片400的FB脚连接。第二负载单元300/的内部电路结构与第一负载单元不同。该电源模块中也包括第一电容（连接关系与非隔离型相同），且电源模块的工作原理也与非隔离型相似，此处不作详述。
需要理解的是，上述整流单元、第一负载单元、第二负载单元、驱动芯片和光耦单元为现有技术，此处对其内部电路结构及连接关系不作详述。
综上所述，本发明提供的高压功率管及电源模块，通过在高压功率管内集成增强型MOS管、耗尽型MOS管和POLY型二极管，为高压功率管增加了一个输出P脚，通过该P脚为驱动芯片供电；省去现有芯片供电电路中的启动电阻、防电流反灌二极管及辅助绕组，简化了驱动芯片的供电方式；从而节省PCB板的空间和成本，还能减少启动电阻带来的功耗。同时，改进后的高压功率管体积较小，可以很容易整合到电源模块中且焊接方便，提高了产品的竞争力。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。