一种预驱动电路、电子电路及电子设备的制作方法

1.本发明涉及驱动电路领域，尤其涉及一种预驱动电路、电子电路及电子设备。


背景技术：

2.如图1(a)所示，在电源和参考地之间依次串联有负载和低边nmos；如图1(b)所示，在电源和参考地之间依次串联有高边nmos和负载；该高低边nmos的控制端与驱动电路相连；该高低边nmos用于驱动阻性、感性负载。在实际应用中，当驱动大电流时，该高低边nmos为外置器件。
3.如图2所示，其示出了该高低边nmos的传统驱动电路。其中，vsupply为电源输入，该驱动电路分为充电模块和放电模块。当需要开启外置nmos管时，ion电流启动充电模块，晶体管mp0、mp1、mp2提供了驱动电路所需的偏置电流。晶体管mp1的电流流经多个串联的齐纳管d0以产生source+vref的偏置电压。晶体管mn0、mn1组成的电流镜用于提供晶体管mn2、mn3输入级的偏置电流，晶体管mp3与mp4组成的电流镜为晶体管mn2、mn3输入级的负载。工作原理如下：当需要开启外置nmos时，提供ion电流给晶体管mp0用于驱动。外置nmos栅极的充电电流由mp0/mp2、mn0/mn1、mp3/mp4三对电流镜比例以及ion电流大小决定。当外置nmos的栅极电压被充到vs+vref时，停止充电；所述vref为外置nmos管被导通时，外置nmos管的标准栅源电压。当需要关闭外置nmos管时，ioff电流启动放电模块，外置nmos栅极的放电电流由mp5/mp6、mn3/mn4两对电流镜比例以及ioff电流大小决定。
4.图2所示电路的问题在于当需要更快的对外置nmos管进行导通和关断时，只能通过增大电流镜的比例或者偏置电流实现，前者的问题在于过大比例的电流镜在启动时需要对电流镜栅极电压充电，导致输出电流启动变慢，后者的问题是电路需要vsupply提供更多电流导致功耗增加。特别对于如图1(b)所示的高边驱动，vsupply必须比电源电压高，一般通过电荷泵电路实现，更大的电流负载要求导致电荷泵需要更大的电容从而增加成本。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种预驱动电路、电子电路及电子设备，以在不增加输入电流的情况下，实现对外置nmos管的快速导通和关断。
6.根据本发明的第一方面，提供了一种预驱动电路，包括充电模块和放电模块；
7.所述充电模块用于产生一充电总电流作用于所述外置nmos管的栅极，以驱动所述外置nmos管开启；
8.所述放电模块用于对所述外置nmos管的栅极进行放电，以使所述外置nmos管关断；
9.所述充电模块包括第一充电电流模块及第二充电电流模块，其中：
10.所述第一充电电流模块用于输出第一充电电流；
11.所述第二充电电流模块耦接至所述第一充电电流模块，用于输出第二充电电流；所述第一充电电流小于所述第二充电电流，且所述充电总电流为所述第一充电电流与所述
第二充电电流之和。
12.可选的，所述第一充电电流模块包括：充电电流偏置单元、充电电流补偿单元、充电电流输出单元及电压钳位单元；所述充电电流偏置单元的第一端与所述电压钳位单元的第一端及所述充电电流输出单元的第一端耦接，所述电压钳位单元的第二端与所述外置nmos管的源极耦接；所述充电电流偏置单元的第二端与所述充电电流补偿单元的第一端耦接；所述充电电流补偿单元的第二端与所述充电电流输出单元的第二端耦接；其中：
13.所述充电电流偏置单元用于在一充电电流源的作用下，产生第一偏置电流以及第二偏置电流；
14.所述充电电流补偿单元用于在所述第二偏置电流的作用下，产生第一补偿电流；
15.所述电压钳位单元用于在所述第一偏置电流的作用下，产生第一偏置电压给所述充电电流输出单元，以控制所述充电电流输出单元的导通与关断；
16.所述充电电流输出单元在导通的情况下，用于在所述第一补偿电流的作用下产生所述第一充电电流，并通过其输出端输出所述第一充电电流；且产生第一驱动电流作用于所述第二充电电流模块。
17.可选的，所述充电电流偏置单元包括所述充电电流源、第一偏置mos管、第二偏置mos管及第三偏置mos管；
18.所述第一偏置mos管的第二端接所述充电电流源，所述第一偏置mos管的栅极接其自身的第二端、所述第二偏置mos管的栅极及所述第三偏置mos管的栅极；
19.所述第二偏置mos管的第二端作为所述充电电流偏置单元的第一端，用于输出所述第一偏置电流；
20.所述第三偏置mos管的第二端作为所述充电电流偏置单元的第二端，用于输出所述第二偏置电流。
21.可选的，所述充电电流补偿单元包括第一补偿mos管及第二补偿mos管；
22.所述第一补偿mos管的第二端作为所述充电电流补偿单元的第一端，所述第一补偿mos管的栅极接其自身的第二端以及所述第二补偿mos管的栅极；
23.所述第二补偿mos管的第二端作为所述充电电流补偿单元的第二端，用于输出所述第一补偿电流；
24.所述第一补偿mos管的第一端及所述第二补偿mos管的第一端均接所述外置nmos管的源极。
25.可选的，所述电压钳位单元包括多个串联的稳压二极管d0。
26.可选的，所述充电电流输出单元包括第一输出mos管、第二输出mos管、第三输出mos管及第四输出mos管；
27.所述第一输出mos管的栅极作为所述充电电流输出单元的第一端；所述第一输出mos管的第一端接所述第四输出mos管的第一端；所述第一输出mos管的第一端为所述充电电流输出单元的第二端；所述第一输出mos管的第二端接所述第二输出mos管的第二端；
28.所述第二输出mos管的栅极接其自身的第二端以及所述第三输出mos管的栅极；
29.所述第三输出mos管的第二端接所述第四输出mos管的第二端以及所述第四输出mos管的栅极；且所述第三输出mos管的第二端作为所述充电电流输出单元的输出端，用于输出所述第一充电电流；
30.所述第四输出mos管的第一端接所述第一输出mos管的第一端。
31.可选的，所述第一偏置mos管、所述第二偏置mos管、所述第三偏置mos管、所述第二输出mos管及所述第三输出mos管均为pmos管；所述第一补偿mos管、所述第二补偿mos管、所述第一输出mos管及所述第四输出mos管均为nmos管。
32.可选的，所述第二充电电流模块包括第一充电mos管、第二充电mos管及第三充电mos管；其中，所述第二充电mos管与所述第三充电mos管构成电流镜结构：
33.所述第一充电mos管的栅极接所述第二输出mos管的栅极，所述第一充电mos管的第二端接所述第二充电mos管的第二端；所述第一充电mos管的第二端用于输出所述第一驱动电流；
34.所述第二充电mos管的第二端接其自身的栅极，所述第二充电mos管的栅极接所述第三充电mos管的栅极；
35.所述第二充电mos管与所述第三充电mos管构成电流镜结构，用于在所述第一驱动电流的作用下，通过所述第三充电mos管的第一端输出所述第二充电电流，作用于所述外置nmos管的栅极。
36.可选的，所述第一充电mos管为pmos管，所述第二充电mos管和所述第三充电mos管均为nmos管。
37.可选的，所述放电模块包括放电电流偏置单元和放电电流单元；
38.所述放电电流偏置单元的第一端耦接至所述放电电流单元的第一端；所述放电电流单元的第二端耦接至所述外置nmos管的源极；其中：
39.所述放电电流偏置单元用于在放电电流源的作用下，产生第三偏置电流；所述第三偏置电流通过所述放电电流偏置单元的第一端作用于所述放电电流单元的第一端；
40.所述放电电流单元用于在所述第三偏置电流的作用下，将所述外置nmos管的栅极电压放到源极，以实现快速关断所述外置nmos管。
41.可选的，所述放电电流单元包括第一放电mos管、第二放电mos管、第三放电mos管及第四放电mos管；
42.所述第一放电mos管的栅极作为所述放电电流单元的第一端，所述第一放电mos管的第一端接所述第二放电mos管、所述第三放电mos管及所述第四放电mos管的栅极；用于在所述第三偏置电流的作用下，输出一第二驱动电流，以快速导通所述第二放电mos管、所述第三放电mos管及所述第四放电mos管；
43.所述第二放电mos管第二端接所述第一放电mos管的栅极；
44.所述第三放电mos管的栅极接其自身的第二端，所述第三放电mos管的栅极接所述第四放电mos管的栅极；
45.所述第四放电mos管的第二端接所述外置nmos管的栅极；所述第四放电mos管、所述第二放电mos管及所述第三放电mos管的第一端均接所述外置nmos管的源极；所述第四放电mos管的第一端及第二端用于在所述第四放电mos管被导通后，将所述外置nmos管的栅极电压放到源极，以实现快速关断所述外置nmos管。
46.可选的，所述第一放电mos管、第二放电mos管、第三放电mos管及第四放电mos管均为nmos管。
47.根据本发明的第二方面，提供了一种电子电路，包含了本发明第一方面及可选方
案所提供的预驱动电路。
48.根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包含了本发明第一方面及可选方案所提供的电子电路。
49.本发明提供的一种预驱动电路、电子电路及电子设备，所述预驱动电路的充电模块相较于现有技术而言增加了所述第二充电电流模块，所述第二充电电流模块内含有电流镜结构，通过加大所述电流镜结构的比例，提高在输入相同电流时的电流输出能力；同时所述预驱动电路的放电模块相较于现有技术而言增加了威尔逊电流镜结构，具有高输入阻抗，低输出阻抗的特点；可以实现在相同的驱动电流的条件下，对mos管的快速导通；通过上述的第二充电电流模块及威尔逊电流镜结构，使所述预驱动电路在不增加输入电流的前提下，实现对所述外置nmos管的快速导通与关断。
附图说明
50.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
51.图1(a)是外置nmos管的低边驱动图；
52.图1(b)是外置nmos管的高边驱动图；
53.图2是现有的预驱动电路的电路结构示意图；
54.图3是本发明实施例提供的预驱动电路的电路结构框图；
55.图4是本发明实施例提供的预驱动电路的电路结构示意图；附图标记说明：
56.vsupply-输入电源；
57.gate-外置nmos管的栅极；
58.source-外置nmos管的源级；
59.100-充电模块；
60.200-放电模块；
61.101-第一充电电流模块；
62.102-第二充电电流模块；
63.1011-充电电流偏置单元；
64.1012-电压钳位单元；
65.1013-充电电流补偿单元；
66.1014-充电电流输出单元；
67.ion-充电电流源；
68.mp0-第一偏置mos管；
69.mp1-第二偏置mos管；
70.mp2-第三偏置mos管；
71.d0-稳压二极管d0；
72.mn0-第一补偿mos管；
73.mn1-第二补偿mos管；
74.mn2-第一输出mos管；
75.mp3-第二输出mos管；
76.mp4-第三输出mos管；
77.mn3-第四输出mos管；
78.mp5-第一充电mos管；
79.mn4-第二充电mos管；
80.mn5-第三充电mos管；
81.201-放电电流偏置单元；
82.202-放电电流单元；
83.mn6-第二放电mos管；
84.mn7-第三放电mos管；
85.mn8-第四放电mos管；
86.mn9-第一放电mos管。
具体实施方式
87.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
88.有鉴于图2中的现有的预驱动电路无法实现在不增加功耗和成本的前提下，通过大电流充放电快速导通和关断外置nmos管，本发明创造性的提出了一种新的预驱动电路，能实现在不增加成本和功耗的前提下，通过大电流充放电快速导通和关断外置nmos管。
89.请参考图3，本发明一实施例提供了一种预驱动电路，包括：充电模块100和放电模块200；
90.所述充电模块100用于产生一充电总电流作用于所述外置nmos管的栅极gate，以驱动所述外置nmos管开启；
91.所述放电模块200用于对所述外置nmos管的栅极gate进行放电，使所述栅极的电压下放到到所述外置nmos管的源级source，以使所述外置nmos管关断；
92.所述充电模块100包括第一充电电流模块101及第一充电电流模块102，其中：
93.所述第一充电电流模块101用于输出第一充电电流；
94.所述第一充电电流模块102耦接至所述第一充电电流模块101，用于输出第二充电电流；所述第一充电电流小于所述第二充电电流，且所述充电总电流为所述第一充电电流与所述第二充电电流之和。
95.请参考图4，作为一种具体实施方式，所述第一充电电流模块101包括：充电电流偏置单元1011、充电电流补偿单元1013、充电电流输出单元1014及电压钳位单元1012；所述充电电流偏置单元1011的第一端与所述电压钳位单元1012的第一端及所述充电电流输出单
元1014的第一端耦接，所述电压钳位单元1012的第二端与所述外置nmos管的源极source耦接；所述充电电流偏置单元1011的第二端与所述充电电流补偿单元1013的第一端耦接；所述充电电流补偿单元1013的第二端与所述充电电流输出单元1014的第二端耦接；其中：
96.所述充电电流偏置单元1011用于在一充电电流源ion的作用下，产生第一偏置电流以及第二偏置电流；
97.所述充电电流补偿单元1013用于在所述第二偏置电流的作用下，产生第一补偿电流；
98.所述电压钳位单元1012用于在所述第一偏置电流的作用下，产生第一偏置电压给所述充电电流输出单元1014，以控制所述充电电流输出单元1014的导通与关断；
99.所述充电电流输出单元1014在导通的情况下，用于在所述第一补偿电流的作用下产生所述第一充电电流，并通过其输出端输出所述第一充电电流；且产生第一驱动电流作用于所述第一充电电流模块102。
100.作为一种具体实施方式，所述充电电流偏置单元1011包括所述充电电流源ion、第一偏置mos管mp0、第二偏置mos管mp1及第三偏置mos管mp2；
101.所述第一偏置mos管mp0的第二端接所述充电电流源ion，所述第一偏置mos管mp0的栅极接其自身的第二端、所述第二偏置mos管mp1的栅极及所述第三偏置mos管mp2的栅极；
102.所述第二偏置mos管mp1的第二端作为所述充电电流偏置单元1011的第一端，用于输出所述第一偏置电流；
103.所述第三偏置mos管mp2的第二端作为所述充电电流偏置单元1011的第二端，用于输出所述第二偏置电流。
104.作为一种具体实施方式，所述充电电流补偿单元1013包括第一补偿mos管mn0及第二补偿mos管mn1；
105.所述第一补偿mos管mn0的第二端作为所述充电电流补偿单元1013的第一端，所述第一补偿mos管mn0的栅极接其自身的第二端以及所述第二补偿mos管mn1的栅极；
106.所述第二补偿mos管mn1的第二端作为所述充电电流补偿单元1013的第二端，用于输出所述第一补偿电流；
107.所述第一补偿mos管mn0的第一端及所述第二补偿mos管mn1的第一端均接所述外置nmos管的源极。
108.作为一种优选实施方式，所述电压钳位单元1012包括多个串联的稳压二极管；通过稳压二极管使所述外置nmos管的栅源电压在所述外置nmos管被导通时，被钳制在20v以内，以满足外置nmos管的耐压要求。
109.作为一种具体实施方式，所述充电电流输出单元1014包括第一输出mos管mn2、第二输出mos管mp3、第三输出mos管mp4及第四输出mos管mn3；
110.所述第一输出mos管mn2的栅极作为所述充电电流输出单元1014的第一端；所述第一输出mos管mn2的第一端接所述第四输出mos管mn3的第一端；所述第一输出mos管mn2的第一端为所述充电电流输出单元1014的第二端；所述第一输出mos管mn2的第二端接所述第二输出mos管mp3的第二端；
111.所述第二输出mos管mp3的栅极接其自身的第二端以及所述第三输出mos管mp4的
栅极；
112.所述第三输出mos管mp4的第二端接所述第四输出mos管mn3的第二端以及所述第四输出mos管mn3的栅极；且所述第三输出mos管mp4的第二端作为所述充电电流输出单元1014的输出端，用于输出所述第一充电电流；
113.所述第四输出mos管mn3的第一端接所述第一输出mos管mn2的第一端。
114.作为一种具体实施方式，所述第一偏置mos管mp0、所述第二偏置mos管mp1、所述第三偏置mos管mp2、所述第二输出mos管mp3及所述第三输出mos管mp4均为pmos管；所述第一补偿mos管mn0、所述第二补偿mos管mn1、所述第一输出mos管mn2及所述第四输出mos管mn3均为nmos管。
115.作为一种优选实施例，所述第一充电电流模块102包括第一充电mos管mp5、第二充电mos管mn4及第三充电mos管mn5；其中，所述第二充电mos管mn4与所述第三充电mos管mn5构成电流镜结构：
116.所述第一充电mos管mp5的栅极接所述第二输出mos管mp3的栅极，所述第一充电mos管mp5的第二端接所述第二充电mos管mn4的第二端；所述第一充电mos管mp5的第二端用于输出所述第一驱动电流；
117.所述第二充电mos管mn4的第二端接其自身的栅极，所述第二充电mos管mn4的栅极接所述第三充电mos管mn5的栅极；
118.所述第二充电mos管mn4与所述第三充电mos管mn5构成电流镜结构，用于在所述第一驱动电流的作用下，通过所述第三充电mos管mn5的第一端输出所述第二充电电流，作用于所述外置nmos管的栅极gate；通过增大所述第二充电mos管mn4和所述第三充电mos管mn5的电流镜结构比例，使输入的该结构的所述第一驱动电流被放大为所述第二充电电流，并通过所述第三充电mos管mn5的源级输出，和所述第一充电电流一起作用于所述外置nmos管的栅极gate，实现对所述外置nmos管的快速导通，同时还不用增大所述第一充电电流模块101内各电流镜的比例，延缓导通时间；也不用增大输入电源vsupply的输入电流导致增加功耗和成本。
119.作为一种具体实施方式，所述第一充电mos管mp5为pmos管，所述第二充电mos管mn4和所述第三充电mos管mn5均为nmos管。
120.所述充电模块100的具体工作原理如下，在所述充电电流源ion的作用下，所述第二偏置mos管mp1及所述第三偏置mos管mp2分别输出第一偏置电流及所述第二偏置电流；m所述第一偏置电流作用于多个串联连接的所述稳压二极管，以产生所述第一偏置电压，所述第一偏置电压的大小为vs+vref；所述vref不超过20v，所述第二偏置电流作用于所述充电电流补偿单元1013，该单元为电流镜结构用于为所述充电电流输出单元1014提供所述第一补偿电流；所述充电电流输出单元1014为一个单级的运放电路，所述第一输出mos管mn2在所述第一偏置电压的作用下被导通，并通过所述第一输出mos管mn2输入所述第一补偿电流作用于所述第二输出mos管mp3；所述第二输出mos管mp3与所述第三输出mos管mp4及所述第一充电mos管mp5分别构成电流镜结构，所述第二输出mos管mp3在所述第一补偿电流的作用下，分别通过所述第三输出mos管mp4及所述第一充电mos管mp5输出所述第一充电电流及所述第一驱动电流；通过调整所述第二充电mos管mn4与所述第三充电mos管mn5的宽长比，将所述第一驱动电流放大为所述第二充电电流；所述第二充电电流用于对所述外置nmos管
的栅极gate进行大电流充电，以实现快速导通所述外置nmos管；同时不用增大所述第二偏置mos管mp1、第三偏置mos管mp2、第一补偿mos管mn0、第二补偿mos管mn1、第二输出mos管mp3及所述第三输出mos管mp4的静态电流来实现快速导通所述外置nmos管的要求；当外置nmos管的栅源电压接近vref时，导通所述第四输出mos管mn3，降低输入至所述第二输出mos管mp3的所述第一补偿电流，进而降低所述第一充电电流和所述第二充电电流；当所述外置nmos管的栅源电压等于vref，即所述外置nmos管被导通时，停止对所述外置nmos管的栅极gate充电，使所述栅源电压维持在vref，此时所述第二输出mos管mp3、所述第三输出mos管mp4、所述第一充电mos管mp5、所述第二充电mos管mn4及所述第三充电mos管mn5的静态总电流等于所述第二补偿mos管mn1的静态电流。
121.作为一种具体实施方式，所述放电模块200包括放电电流偏置单元201和放电电流单元202；
122.所述放电电流偏置单元201的第一端耦接至所述放电电流单元202的第一端；所述放电电流单元202的第二端耦接至所述外置nmos管的源极；其中：
123.所述放电电流偏置单元201用于在放电电流源的作用下，产生第三偏置电流；所述第三偏置电流通过所述放电电流偏置单元201的第一端作用于所述放电电流单元202的第一端；
124.所述放电电流单元202用于在所述第三偏置电流的作用下，将所述外置nmos管的栅极gate电压放到源极，以实现快速关断所述外置nmos管。
125.作为一种优选实施方式，所述放电电流单元202包括第一放电mos管mn9、第二放电mos管mn6、第三放电mos管mn7及第四放电mos管mn8；
126.所述第一放电mos管mn9的栅极作为所述放电电流单元202的第一端，所述第一放电mos管mn9的第一端接所述第二放电mos管mn6、所述第三放电mos管mn7及所述第四放电mos管mn8的栅极；用于在所述第三偏置电流的作用下，输出一第二驱动电流，以快速导通所述第二放电mos管mn6、所述第三放电mos管mn7及所述第四放电mos管mn8；
127.所述第二放电mos管mn6第二端接所述第一放电mos管mn9的栅极；
128.所述第三放电mos管mn7的栅极接其自身的第二端，所述第三放电mos管mn7的栅极接所述第四放电mos管mn8的栅极；
129.所述第四放电mos管mn8的第二端接所述外置nmos管的栅极gate；所述第四放电mos管mn8、所述第二放电mos管mn6及所述第三放电mos管mn7的第一端均接所述外置nmos管的源极；所述第四放电mos管mn8的第一端及第二端用于在所述第四放电mos管mn8被导通后，将所述外置nmos管的栅极gate电压放到源极，以实现快速关断所述外置nmos管。
130.所述放电模块200的具体工作原理如下，所述第一放电mos管mn9、所述第二放电mos管mn6及所述第三放电mos管mn7构成了威尔逊电流镜结构，所述第二放电mos管mn6、所述第三放电mos管mn7及所述第四放电mos管mn8的栅极由所述第一放电mos管mn9进行充电，同时由于所述第一放电mos管mn9及所述第三放电mos管mn7构成的源级跟随器结构，具有低输出电阻的特性，充电速度快；所述放电电流偏置单元201只需对所述第一放电mos管mn9提供较小的所述第三偏置电流即可快速导通所述第四放电mos管mn8对所述外置nmos管的栅极gate进行放电，同时导通所述第二放电mos管mn6。
131.在所述外置nmos管被关断后，由于所述第二放电mos管mn6与所述第三放电mos管
mn7构成电流镜结构，通过调整所述第二放电mos管mn6与所述第三放电mos管mn7的宽长比，来降低所述第三放电mos管mn7的静态电流，以实现低功耗设计。
132.作为一种具体实施方式，所述第一放电mos管mn9、第二放电mos管mn6、第三放电mos管mn7及第四放电mos管mn8均为nmos管。
133.本发明实施例还提供了一种电子电路，所述电子电路包括所述预驱动电路及电子电路其他部分。
134.本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括所述电子电路。
135.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种预驱动电路，用于对外置nmos管进行驱动，其特征在于，该预驱动电路包括充电模块和放电模块；所述充电模块用于产生一充电总电流作用于所述外置nmos管的栅极，以驱动所述外置nmos管开启；所述放电模块用于对所述外置nmos管的栅极进行放电，使所述栅极的电压下放到所述外置nmos管的源级，以使所述外置nmos管关断；所述充电模块包括第一充电电流模块及第二充电电流模块，其中：所述第一充电电流模块用于输出第一充电电流；所述第二充电电流模块耦接至所述第一充电电流模块，用于输出第二充电电流；所述第一充电电流小于所述第二充电电流，且所述充电总电流为所述第一充电电流与所述第二充电电流之和。2.根据权利要求1所述的预驱动电路，其特征在于，所述第一充电电流模块包括：充电电流偏置单元、充电电流补偿单元、充电电流输出单元及电压钳位单元；所述充电电流偏置单元的第一端与所述电压钳位单元的第一端及所述充电电流输出单元的第一端耦接，所述电压钳位单元的第二端与所述外置nmos管的源极耦接；所述充电电流偏置单元的第二端与所述充电电流补偿单元的第一端耦接；所述充电电流补偿单元的第二端与所述充电电流输出单元的第二端耦接；其中：所述充电电流偏置单元用于在一充电电流源的作用下，产生第一偏置电流以及第二偏置电流；所述充电电流补偿单元用于在所述第二偏置电流的作用下，产生第一补偿电流；所述电压钳位单元用于在所述第一偏置电流的作用下，产生第一偏置电压给所述充电电流输出单元，以控制所述充电电流输出单元的导通与关断；所述充电电流输出单元在导通的情况下，用于在所述第一补偿电流的作用下产生所述第一充电电流，并通过其输出端输出所述第一充电电流；且产生第一驱动电流作用于所述第二充电电流模块。3.根据权利要求2所述的预驱动电路，其特征在于，所述充电电流偏置单元包括所述充电电流源、第一偏置mos管、第二偏置mos管及第三偏置mos管；所述第一偏置mos管的第二端接所述充电电流源，所述第一偏置mos管的栅极接其自身的第二端、所述第二偏置mos管的栅极及所述第三偏置mos管的栅极；所述第二偏置mos管的第二端作为所述充电电流偏置单元的第一端，用于输出所述第一偏置电流；所述第三偏置mos管的第二端作为所述充电电流偏置单元的第二端，用于输出所述第二偏置电流。4.根据权利要求3所述的预驱动电路，其特征在于，所述充电电流补偿单元包括第一补偿mos管及第二补偿mos管；所述第一补偿mos管的第二端作为所述充电电流补偿单元的第一端，所述第一补偿mos管的栅极接其自身的第二端以及所述第二补偿mos管的栅极；所述第二补偿mos管的第二端作为所述充电电流补偿单元的第二端，用于输出所述第一补偿电流；
所述第一补偿mos管的第一端及所述第二补偿mos管的第一端均接所述外置nmos管的源极。5.根据权利要求4所述的预驱动电路，其特征在于，所述电压钳位单元包括多个串联的稳压二极管d0。6.根据权利要求5所述的预驱动电路，其特征在于，所述充电电流输出单元包括第一输出mos管、第二输出mos管、第三输出mos管及第四输出mos管；所述第一输出mos管的栅极作为所述充电电流输出单元的第一端；所述第一输出mos管的第一端接所述第四输出mos管的第一端；所述第一输出mos管的第一端为所述充电电流输出单元的第二端；所述第一输出mos管的第二端接所述第二输出mos管的第二端；所述第二输出mos管的栅极接其自身的第二端以及所述第三输出mos管的栅极；所述第三输出mos管的第二端接所述第四输出mos管的第二端以及所述第四输出mos管的栅极；且所述第三输出mos管的第二端作为所述充电电流输出单元的输出端，用于输出所述第一充电电流；所述第四输出mos管的第一端接所述第一输出mos管的第一端。7.根据权利要求6所述的预驱动电路，其特征在于，所述第一偏置mos管、所述第二偏置mos管、所述第三偏置mos管、所述第二输出mos管及所述第三输出mos管均为pmos管；所述第一补偿mos管、所述第二补偿mos管、所述第一输出mos管及所述第四输出mos管均为nmos管。8.根据权利要求1至7任一项所述的预驱动电路，其特征在于，所述第二充电电流模块包括第一充电mos管、第二充电mos管及第三充电mos管；其中，所述第二充电mos管与所述第三充电mos管构成电流镜结构：所述第一充电mos管的栅极接所述第二输出mos管的栅极，所述第一充电mos管的第二端接所述第二充电mos管的第二端；所述第一充电mos管的第二端用于输出所述第一驱动电流；所述第二充电mos管的第二端接其自身的栅极，所述第二充电mos管的栅极接所述第三充电mos管的栅极；所述第二充电mos管与所述第三充电mos管构成电流镜结构，用于在所述第一驱动电流的作用下，通过所述第三充电mos管的第一端输出所述第二充电电流，作用于所述外置nmos管的栅极。9.根据权利要求8所述的预驱动电路，其特征在于，所述第一充电mos管为pmos管，所述第二充电mos管和所述第三充电mos管均为nmos管。10.根据权利要求1所述的预驱动电路，其特征在于，所述放电模块包括放电电流偏置单元和放电电流单元；所述放电电流偏置单元的第一端耦接至所述放电电流单元的第一端；所述放电电流单元的第二端耦接至所述外置nmos管的源极；其中：所述放电电流偏置单元用于在放电电流源的作用下，产生第三偏置电流；所述第三偏置电流通过所述放电电流偏置单元的第一端作用于所述放电电流单元的第一端；所述放电电流单元用于在所述第三偏置电流的作用下，将所述外置nmos管的栅极电压放到源极，以实现快速关断所述外置nmos管。11.根据权利要求10所述的预驱动电路，其特征在于，所述放电电流单元包括第一放电
mos管、第二放电mos管、第三放电mos管及第四放电mos管；所述第一放电mos管的栅极作为所述放电电流单元的第一端，所述第一放电mos管的第一端接所述第二放电mos管、所述第三放电mos管及所述第四放电mos管的栅极；用于在所述第三偏置电流的作用下，输出一第二驱动电流，以快速导通所述第二放电mos管、所述第三放电mos管及所述第四放电mos管；所述第二放电mos管第二端接所述第一放电mos管的栅极；所述第三放电mos管的栅极接其自身的第二端，所述第三放电mos管的栅极接所述第四放电mos管的栅极；所述第四放电mos管的第二端接所述外置nmos管的栅极；所述第四放电mos管、所述第二放电mos管及所述第三放电mos管的第一端均接所述外置nmos管的源极；所述第四放电mos管的第一端及第二端用于在所述第四放电mos管被导通后，将所述外置nmos管的栅极电压放到源极，以实现快速关断所述外置nmos管。12.根据权利要求11所述的预驱动电路，其特征在于，所述第一放电mos管、第二放电mos管、第三放电mos管及第四放电mos管均为nmos管。13.一种电子电路，其特征在于，包含权利要求1至12中任一项所述的预驱动电路。14.一种电子设备，其特征在于，包含权利要求13所述的电子电路。

技术总结
本发明提供了一种预驱动电路、电子电路及电子设备，该预驱动电路包括充电模块和放电模块；所述充电模块用于产生一充电总电流作用于所述外置NMOS管的栅极，以驱动所述外置NMOS管开启；所述放电模块用于对所述外置NMOS管的栅极进行放电，使所述栅极的电压下放到所述外置NMOS管的源级，以使所述外置NMOS管关断；所述充电模块包括第一充电电流模块及第二充电电流模块，其中：所述第一充电电流模块用于输出第一充电电流；所述第二充电电流模块耦接至所述第一充电电流模块，用于输出第二充电电流；所述第一充电电流小于所述第二充电电流，且所述充电总电流为所述第一充电电流与所述第二充电电流之和；可实现不增加功耗和成本，对外置NMOS管进行大电流充放电。置NMOS管进行大电流充放电。置NMOS管进行大电流充放电。


技术研发人员：王飞 郑鲲鲲
受保护的技术使用者：广东鸿翼芯汽车电子科技有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/9/14