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TW201722046A - 功率開關之驅動電路 - Google Patents

功率開關之驅動電路 Download PDF

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TW201722046A
TW201722046A TW105113087A TW105113087A TW201722046A TW 201722046 A TW201722046 A TW 201722046A TW 105113087 A TW105113087 A TW 105113087A TW 105113087 A TW105113087 A TW 105113087A TW 201722046 A TW201722046 A TW 201722046A
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曾劍鴻
葉浩屹
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台達電子工業股份有限公司
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Abstract

本案為一種驅動電路，用以驅動功率開關，驅動電路與功率開關係等效成等效電路，等效電路包含：第一等效電容，係至少反映功率開關之輸入電容；等效電感，包含驅動電路之電感，且與第一等效電容串聯連接；第二等效電容，反映驅動電路之至少一驅動開關之寄生參數，且與第一等效電容及等效電感串聯連接；在第一等效電容充電或放電過程中，從電感之電流為零至輸入電容之電壓值為設定電壓值時，第一等效電容上的電荷變化量大於或等於從電感之電流為零至輸入電容之電壓值達到最終穩態值時第二等效電容上的電荷變化量。

Description

功率開關之驅動電路
本案係關於一種驅動電路，尤指一種用於驅動功率開關之驅動電路。
近年來，由於輕巧型電子設備越來越流行，為了減小電子設備中之開關電源的體積及重量，開關電源的工作頻率越來越高，以此來減小開關電源中之被動元件（如電感、電容等）的體積。然而，在開關電源之工作頻率越來越高的情況下，開關電源內之開關的驅動損耗也會越來越高，如第1圖所示。此外，由於能源節約運動在世界上廣泛推行，在要求開關電源體積減小的同時，電子設備中之電源變換器的效率亦不能降低，甚至需要更高。因此，有效減少開關之驅動損耗變得尤為重要。
第2圖為傳統之開關的驅動電路。如第2圖所示，此驅動電路主要由驅動開關S11、S12以及電阻R所構成，而電容Ciss為功率開關（未圖示）的輸入電容。驅動開關S11用於使功率開關的輸入電容充電，驅動開關S12用於使功率開關的輸入電容放電，電阻R為充放電回路上的寄生電阻。
以目前常用的金氧半場效電晶體（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，以下簡稱MOSFET）為例，如第3圖所示，輸入電容Ciss的定義為：若MOSFET的閘極（G）和源極（S）間電壓變化為Vgs，而對應的汲極（D）與閘極間電壓變化為Vgd時，則輸入電容Ciss = Cgs + Cgd *(Vgd/Vgs)，即MOSFET被驅動時所有流入或流出閘極的電荷對應到閘極-源極間電壓變化Vgs時的電容量，其中Cgs為閘極（G）和源極（S）間的電容效應，Cgd為閘極（G）和汲極（D）間的電容效應。通常MOSFET的規格書中都會給出輸入電容Ciss的量值曲線。
傳統的驅動電路具體的工作時序為：當功率開關的輸入電容Ciss需要充電時，驅動開關S11導通，驅動開關S12截止，輸入源則通過驅動開關S11和電阻R而使輸入電容Ciss充電至電壓值Vcc，且驅動開關S11、S12的狀態一直保持到輸入電容Ciss的充電過程結束。於此充電過程中，電阻R消耗了0.5*Ciss*Vcc2 的能量。當功率開關的輸入電容Ciss需要放電時，驅動開關S11截止，驅動開關S12導通，輸入電容Ciss則通過驅動開關S12和電阻R放電至零，且驅動開關S11、S12的狀態一直保持至輸入電容Ciss的放電過程結束。於此放電過程中，電阻R又消耗了0.5*Ciss*Vcc2 的能量。因此，每次驅動電路之電阻R在充放電過程中的能量總損耗為Ciss*Vcc2 。
為了降低電阻R在充放電過程中的能量總損耗，目前驅動電路所使用的方法為：使用恒流源的電流為輸入電容Ciss作充放電。具體的實現電路如第4圖所示，工作時序圖如第5圖所示。此傳統驅動電路之工作時序為：當功率開關的輸入電容Ciss需要充電時，驅動開關S21、S23導通，使電感L上的電流達到一個接近恒流源之定值L1，如時間t0至t1。然後，關斷驅動開關S21、S23，使電感L提供該接近恒流源的電流為輸入電容Ciss充電至電壓值Vcc，如時間t1至t2。於輸入電容Ciss充電至電壓值Vcc時，將驅動開關S22、S24導通(如時間點t2)，完成輸入電容Ciss的充電過程。由於流經電阻R上的電流為恒流源，因此當相同的時間內流過電阻R的電量一定時，電阻R的能量損耗會較小。此外，當功率開關的輸入電容Ciss需要放電時，驅動開關S22、S24導通，使電感L上的電流達到一個接近恒流源之定值L2，如時間t2至t3。然後，關斷驅動開關S22、S24，使電感L提供該接近恒流源的電流為輸入電容Ciss放電至零，如時間t3至t4。於輸入電容Ciss放電至零時，將驅動開關S21、S23導通(如時間點t4)，完成輸入電容Ciss的放電過程。由於與充電過程相同，所以電阻R的能量損耗也同樣會較小。
然而，由於電感L需要在功率開關之輸入電容Ciss充電、放電時提供一個近似恒流源的電流，因此電感L所需的感量較大，故體積也會較大。此外，由於電感L中一直有電流存在，所以能量損耗仍然也較大。
因此，如何發展出一種可解決上述問題之功率開關之驅動電路，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。
本案之目的在於提供一種功率開關之驅動電路，使驅動電路中的電感在不需提供恒流源的電流的情況下，電阻的能量損耗也同樣較小，俾解決傳統驅動電路之電感因需提供恒流源的電流而使所需的感量較大，進而造成電感體積較大之問題。
為達上述目的，本案之一較佳實施態樣為提供一種驅動電路，用以驅動功率開關，驅動電路包含：電感；以及至少一驅動開關，與電感電連接；其中，驅動電路與功率開關係等效成等效電路，等效電路包含：第一等效電容，係至少反映功率開關之一輸入電容；等效電感，包含電感，且與第一等效電容串聯連接；以及第二等效電容，反映至少一驅動開關之寄生參數，且與第一等效電容及等效電感串聯連接而形成充放電回路，以經由充放電回路對第一等效電容進行充電或放電運作；其中，在第一等效電容充電過程中，從電感之電流為零至輸入電容之電壓值為第一設定電壓值，或在第一等效電容放電過程中，從電感之電流為零至輸入電容之電壓值為第二設定電壓值，第一等效電容上的電荷變化量大於或等於從電感之電流為零至輸入電容之電壓值達到最終穩態值時第二等效電容上的電荷變化量；其中，第一設定電壓值大於功率開關之閘極的閥值電壓範圍中的最大值，第二設定電壓值小於功率開關之閘極的閥值電壓範圍中的最小值。
S11、S12、S21、S22、S23、S24、S31、S32、S33、S35、S41、S42、S43、S51、S52、S53、S54、S61‧‧‧驅動開關
Vcc、Vmax、Vmin、Vp1、Vp2‧‧‧電壓值
R‧‧‧電阻
Ciss‧‧‧輸入電容
L、L31、L41、L51、L61‧‧‧電感
G‧‧‧閘極
S‧‧‧源極
D‧‧‧汲極
Cgs、Cgd‧‧‧電容效應
L1、L2‧‧‧恒流源之定值
t0、t1、t1’、t2、t3、t3’、t4、t5、t5’、t6、t7‧‧‧時間
Coss31、Coss32、Coss33、Coss34、Coss35、Coss41、Coss42、Coss43、Coss44、Coss51、Coss52、Coss53、Coss54、Coss61‧‧‧寄生電容
1、1A、1B、1C、1D、1E、2A、2B、2C、2D、2E、3A、4A‧‧‧驅動電路
Vo‧‧‧最終穩態值
VH‧‧‧第一設定電壓值
VL‧‧‧第二設定電壓值
Coss‧‧‧第二等效電容
L‧‧‧等效電感
R1‧‧‧等效電阻
Ci‧‧‧第一等效電容
C34、C35、C43‧‧‧鉗位電路
Vclamp‧‧‧箝位電源
　　　
第1圖係為開關之頻率-驅動損耗示意圖。
第2圖係為傳統之功率開關的驅動電路示意圖。
第3圖係為目前常用的金氧半場效電晶體的示意圖。
第4圖係為另一傳統之功率開關的驅動電路示意圖。
第5圖係為第4圖所示之驅動開關、電感及輸入電容的時序圖。
第6圖係為本案第一實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第7圖係為第一實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第8圖係為第一實施例之輸入電容於放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第9圖係為第6圖之等效電路結構示意圖。
第10圖係為本案第二實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第11圖係為第二實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第12圖係為本案第三實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第13圖係為第三實施例之輸入電容於充電及放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第14圖係為本案第四實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第15圖係為第四實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第16圖係為第四實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之另一示範例之時序圖。
第17圖係為本案第五實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第18圖係為第五實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第19圖係為本案第六實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第20圖係為第六實施例之輸入電容於放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第21圖係為本案第七實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第22圖係為第七實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第23圖係為第七實施例之輸入電容於放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第24圖係為本案第八實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第25圖係為第八實施例之輸入電容於充電及放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第26圖係為本案第九實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第27圖係為第九實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第28圖係為本案第十實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第29圖係為本案第十一實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第30圖係為本案第十二實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第31圖係為第十二實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第32圖係為第十二實施例之輸入電容於放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第33圖係為本案第十三實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。
第34圖係為第十三實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
第35圖係為第十三實施例之輸入電容於放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非用於限制本案。
本案之驅動電路係用以驅動功率開關，且包含電感、至少一驅動開關以及電阻，其中電感、至少一驅動開關及電阻係相互電連接，且至少一驅動開關係具有寄生參數。
第6圖係為本案第一實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。於本實施例中，驅動電路1係包含電感L31、第一驅動開關S31、第二驅動開關S32以及電阻R，而電容Ciss為功率開關（未圖示）的輸入電容。第一驅動開關S31之第一端係與輸入源電連接，第一驅動開關S31之第二端係與第二驅動開關S32之第一端及電感L31之第一端電連接，第二驅動開關S32之第二端係與接地端電連接，電感L31之第二端係與電阻R之第一端電連接，電阻R之第二端係與輸入電容Ciss電連接。此外，於本實施例中，第一驅動開關S31及第二驅動開關S32實際上會具有寄生參數分別為第一寄生電容Coss31及第二寄生電容Coss32。
以下將進一步描述輸入電容Ciss的充電和放電運作。於本實施例中，驅動電路1係藉由第一驅動開關S31及第二驅動開關S32的導通或截止運作來控制輸入電容Ciss的充電和放電。
請參閱第7圖並配合第6圖，第7圖係為第一實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。當輸入電容Ciss需進行充電時，第一驅動開關S31係於時間t0至t1導通，使輸入源之電能經由第一驅動開關S31對電感L31及輸入電容Ciss進行充電。第二驅動開關S32係於時間t0至t1結束而第一驅動開關S31截止時(即時間點t1時)導通，使電感L31之電流放電至輸入電容Ciss，進而使輸入電容Ciss繼續充電。第二驅動開關S32係於電感L31之電流為零時(即時間點t2時)截止，使輸入電容Ciss充電至電壓值Vp1，其中電壓值Vp1需小於輸入源之電壓值Vcc，否則輸入電容Ciss中的能量會重新充回輸入源，使得充電效率下降。在時間點t2時，由於上述驅動電路1之充電過程會使得第一寄生電容Coss31充電至電壓值Vcc，而第二寄生電容Coss32之電壓值為零，因此於時間t2至t3時，第一寄生電容Coss31和第二寄生電容Coss32會透過電感L31而與輸入電容Ciss進行諧振，使輸入電容Ciss之電壓值Vp1會達到一最終穩態值Vo，而第二寄生電容Coss32上的電壓會諧振至與輸入電容Ciss相等之最終穩態值Vo，第一寄生電容Coss31之電壓值Vcc則會諧振至電壓值Vcc–Vo。由於輸入電容Ciss與第一驅動開關S31的第一寄生電容Coss31、第二驅動開關S32的第二寄生電容Coss32為串聯關係，因此於時間t2至t3時，輸入電容Ciss從電壓值Vp1到最終穩態值Vo所放出的電荷會等於第一寄生電容Coss31從電壓值Vcc變化到Vcc – Vo與第二寄生電容Coss32從電壓值零變化到Vo的電荷之和Q1。由於功率開關需要的輸入電容Ciss上的電壓值在達到最終穩態值Vo時高於第一設定電壓值VH（VH大於規格書中功率開關之閘極的一閥值電壓範圍中的最大值Vmax），以保證功率開關在導通狀態下的導通阻抗或導通壓降較低，所以在時間t2至t3時，輸入電容Ciss從電壓值Vp1變化到第一設定電壓值VH的電荷變化量Q2需大於或等於輸入電容Ciss從電壓值Vp1變化到最終穩態值Vo時第一寄生電容Coss31和第二寄生電容Coss32的電荷變化量Q1。因此，在輸入電容Ciss充電過程中係滿足下列公式(1)至(3)：
Q1=Coss31*Vo+Coss32*Vo　　　 　　(1)
Q2=Ciss*(Vp1-VH)　　　　　　　 　　(2)
Q1≦Q2　　　　　　　　　　　　 　　(3)
於上述實施例中，由於諧振時(即時間t2至t3時)驅動電路1係形成震盪電路，若震盪電路中電阻R較大時，即震盪電路為過阻尼震盪，輸入電容Ciss之電壓值便不會震盪到最終穩態值Vo以下，如圖7中實線所示。若震盪電路中電阻R較小時，即震盪電路為欠阻尼震盪，輸入電容Ciss之電壓值會以最終穩態值Vo為中間值持續震盪數個週期後穩定在最終穩態值Vo，如圖7中虛線所示。功率開關之輸入電容Ciss在電路震盪時需要高於電壓值Vmax（即規格書中功率開關之閘極的閾值電壓範圍中的最大值），以防止功率開關在導通過程中的誤關斷，所以在電阻R較小而使震盪電路有多次震盪時，需要的最終穩態值Vo需大於0.5*（Vp1+Vmax）。較好的電阻R的選擇為震盪電路介於欠阻尼震盪和過阻尼震盪之間的臨界阻尼狀態。
請參閱第8圖並配合第6圖，第8圖係為第一實施例之輸入電容於放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。當輸入電容Ciss需進行放電時，第二驅動開關S32係於時間t4至t5導通，使輸入電容Ciss藉由電感L31放電而電感L31之電流增加。第二驅動開關S32係於電感L31之電流增加至一定值時(即時間點t5時)截止，且第一驅動開關S31接續導通，使輸入電容Ciss經由電感L31向輸入源放電而電感L31之電流逐漸減小，對應如時間t5至t6。第一驅動開關S31更於電感L31之電流為零時(即時間點t6時)截止，使輸入電容Ciss放電至電壓值Vp2。在時間點t6時，由於上述驅動電路1之放電過程會使得第一寄生電容Coss31之電壓值為零，而第二寄生電容Coss32充電至電壓值Vcc，因此於時間t6至t7時，第一寄生電容Coss31和第二寄生電容Coss32會透過電感L31而與輸入電容Ciss進行諧振，使輸入電容Ciss之電壓值Vp2會達到一最終穩態值Vo，而第二寄生電容Coss32上的電壓會諧振至與輸入電容Ciss相等之最終穩態值Vo，第一寄生電容Coss31之電壓值則會諧振至電壓值Vcc–Vo。由於輸入電容Ciss與第一驅動開關S31的第一寄生電容Coss31、第二驅動開關S32的第二寄生電容Coss32為串聯關係，因此於時間t6至t7時，輸入電容Ciss從電壓值Vp2到最終穩態值Vo所充入的電荷會等於第一寄生電容Coss31從電壓值零變化到電壓值Vcc – Vo與第二寄生電容Coss32從電壓值Vcc變化到Vo的電荷之和Q3。由於功率開關需要的輸入電容Ciss上的電壓值在達到最終穩態值Vo時低於第二設定電壓值VL（VL小於規格書中功率開關之閘極的一閥值電壓範圍中的最小值Vmin），以保證功率開關在關斷狀態下的導通阻抗較高或漏電流較小，所以在時間t6至t7時，輸入電容Ciss從電壓值Vp2變化到第二設定電壓值VL的電荷變化量Q4需大於或等於輸入電容Ciss從電壓值Vp2變化到最終穩態值Vo時第一寄生電容Coss31和第二寄生電容Coss32的電荷變化量Q3。因此，在輸入電容Ciss放電過程中係滿足下列公式(4)至(6)：
Q3=(Coss31+Coss32)*(Vcc-Vo)　　　　　 (4)
Q4=Ciss*(Vp2-VL)　　　　　　　　　　 (5)
Q3≦Q4　　　　　　　　　　　　　　　　 (6)
於上述實施例中，電壓值Vp2之最佳方案為零。若第一驅動開關S31之導通時間過長，輸入電容Ciss會反向充電，使電壓值Vp2小於零，進而使輸入電容Ciss上電壓的震盪幅度過大，且增加損耗。此外，由於諧振時(即時間t6至t7時)驅動電路1係形成震盪電路，若震盪電路中電阻R較大時，即震盪電路為過阻尼震盪，輸入電容Ciss之電壓值便不會震盪到最終穩態值Vo以上，如圖8中實線所示。若震盪電路中電阻R較小時，即震盪電路為欠阻尼震盪，輸入電容Ciss之電壓值會以最終穩態值Vo為中間值持續震盪數個週期後穩定在最終穩態值Vo，如圖8中虛線所示。功率開關之輸入電容Ciss在電路震盪時需要低於電壓值Vmin（即規格書中功率開關之閘極的閾值電壓範圍中的最小值），以防止功率開關在關斷過程中的誤導通，所以在電阻R較小而使震盪電路有多次震盪時，需要的最終穩態值Vo需小於0.5*（Vp2+Vmin）。較好的電阻R的選擇為震盪電路介於欠阻尼震盪和過阻尼震盪之間的臨界阻尼狀態。
由於本案之驅動電路1的輸入電容Ciss在充放電過程中滿足對應之公式，因此驅動電路1所使用之電感L31便不需提供恒流源的電流，如此一來，電感L31所使用之感量會比傳統驅動電路所使用之電感的感量小，因此電感體積也會相對較小，且流過同樣電荷之電阻R上的損耗也會比傳統驅動電路的損耗小。此外，於一些實施例中，電感L31可以為實體獨立電感，也可為驅動開關與輸入電容Ciss連接之連接線所形成的寄生電感。
第9圖係為第6圖之等效電路結構示意圖。如第9圖所示，等效電路2包含第一等效電容Ci、等效電感L、等效電阻R1以及第二等效電容Coss。第一等效電容Ci係反映功率開關之輸入電容Ciss，而等效電感L係包含電感L31，等效電阻R1係包含電阻R，且與第一等效電容Ci串聯連接。此外，第二等效電容Coss係反映至少一驅動開關之寄生參數，例如於本實施例中，至少一驅動開關之寄生參數係包含第一驅動開關S31之第一寄生電容Coss31及第二驅動開關S32之第二寄生電容Coss32。第二等效電容Coss實際上係反映第一驅動開關S31之第一寄生電容Coss31以及第二驅動開關S32之第二寄生電容Coss32，且與第一等效電容Ci、等效電感L及等效電阻R1串聯連接而形成一充放電回路，即等效電路2，以經由該充放電回路對第一等效電容Ci進行充電或放電之運作。
因此，根據上述等效電路2配合前述驅動電路1之充電運作可知，在第一等效電容Ci充電過程中，從輸入電容Ciss之電壓值Vp1(即電感之電流為零時)變化到輸入電容Ciss之電壓值為第一設定電壓值VH，第一等效電容Ci的電荷變化量Q2大於或等於從輸入電容Ciss之電壓值Vp1(即電感之電流為零時)變化到輸入電容Ciss之電壓值達到最終穩態值Vo時第二等效電容Coss的電荷變化量Q1。此外，根據上述等效電路2配合前述驅動電路1之放電運作可知，在第一等效電容Ci放電過程中，從輸入電容Ciss之電壓值Vp2(即電感之電流為零時)變化到輸入電容Ciss之電壓值為第二設定電壓值VL，第一等效電容Ci的電荷變化量Q4大於或等於從輸入電容Ciss之電壓值Vp2(即電感之電流為零時)變化到輸入電容Ciss之電壓值達到最終穩態值Vo時第二等效電容Coss的電荷變化量Q3。
第10圖係為本案第二實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。如第10圖所示，本實施例之驅動電路1A之架構與元件功能係與第6圖所示實施例相似，且相同的元件標號代表相同之結構、元件與功能，於此不再贅述。相較於第6圖所示之驅動電路1，本實施例之驅動電路1A與第6圖所示之驅動電路1不同之處在於，本實施例之驅動電路1A更包括第三驅動開關S33，其中第三驅動開關S33係具有第三寄生電容Coss33，且第三驅動開關S33之第一端電連接於電感L31之第二端及電阻R之第一端之間，第三驅動開關S33之第二端係與接地端電連接。
於本實施例中，驅動電路1A亦可等效為如第9圖之等效電路2，然與驅動電路1之等效的差別在於，第一等效電容Ci更包含反映功率開關之輸入電容Ciss以及反映第三驅動開關S33之第三寄生電容Coss33。
請參閱第11圖並配合第9圖及第10圖，其中第11圖係為第二實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。相較於第一實施例之充電過程，本實施例之驅動電路1A同樣是藉由第一驅動開關S31及第二驅動開關S32的導通或截止運作而控制輸入電容Ciss的充電，其差別在於，驅動電路1A是經由第三驅動開關S33的導通而控制輸入電容Ciss的放電，換言之，第三驅動開關S33係於輸入電容Ciss之電壓值維持於最終穩態值Vo一段時間後導通，即時間點t3’時導通，以使輸入電容Ciss之電壓值下降至零，加快功率開關（未圖示）的關斷速度。由於本實施例之第一等效電容Ci係由輸入電容Ciss和第三驅動開關S33之第三寄生電容Coss33所等效，因此本實施例之第一等效電容Ci在充電過程中係滿足下列公式(7)至(9)：
Q1=(Coss31+Coss32)*Vo　　　　　　　　　 　(7)
Q2=(Ciss+Coss33)*(Vp1-VH)　　　　　　　 　(8)
Q1≦Q2　　　　　　　　　　　　　　　　　 　(9)
第12圖係為本案第三實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。如第12圖所示，本實施例之驅動電路1B之架構與元件功能係與第6圖所示實施例相似，且相同的元件標號代表相同之結構、元件與功能，於此不再贅述。相較於第6圖所示之驅動電路1，本實施例之驅動電路1B與第6圖所示之驅動電路1不同之處在於，本實施例之驅動電路1B更包括第一鉗位電路C35及第二鉗位電路C34。第一鉗位電路C35係具有第三寄生電容Coss35，第二鉗位電路C34係具有第四寄生電容Coss34，其中第一鉗位電路C35之第一端係與第一驅動開關S31之第一端及輸入源電連接，第一鉗位電路C35之第二端係與電感L31之第二端、第二鉗位電路C34之第一端及電阻R之第一端電連接，第二鉗位電路C34之第二端係與接地端電連接。
於本實施例中，驅動電路1B亦可等效為如第9圖之等效電路2，然與驅動電路1之等效的差別在於，第一等效電容Ci更包含反映功率開關之輸入電容Ciss、反映第一鉗位電路C35之第三寄生電容Coss35以及反映第二鉗位電路C34之第四寄生電容Coss34。
請參閱第13圖並配合第9圖及第12圖，其中第13圖係為第三實施例之輸入電容於充電及放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。相較於第一實施例之充電及放電過程，本實施例與第一實施例之差別在於，第一鉗位電路C35係用於輸入電容Ciss充電過程中輸入電容Ciss之電壓值高於一過電壓值時(在時間t1’至t2時)鉗位輸入電容Ciss之電壓值為該過電壓值，其中該過電壓值於本實施例中為電壓值Vcc，換言之，輸入電容Ciss在充電過程中電壓值Vp1可以很接近電壓值Vcc。而第二鉗位電路S34係用於輸入電容Ciss放電過程中輸入電容Ciss之電壓值低於一欠電壓值時(在時間t5’至t6時)鉗位輸入電容Ciss之電壓值為該欠電壓值，其中該欠電壓值於本實施例中為零，換言之，輸入電容Ciss在放電過程中電壓值Vp2可以很接近零，如此一來，在輸入電容Ciss充電過程中，第二驅動開關S32在時間t1至t2導通時便不需要精確地控制，而在輸入電容Ciss放電過程中，第一驅動開關S31在時間t5至t6導通時同樣也不需要精確地控制。由於本實施例之第一等效電容Ci係由輸入電容Ciss、第一鉗位電路C35之第三寄生電容Coss35以及第二鉗位電路C34之第四寄生電容Coss34所等效，因此本實施例之第一等效電容Ci在充電過程中係滿足下列公式(10)至(12)：
Q1=(Coss31+Coss32)*Vo　　　　　　　　　　 (10)
Q2=(Ciss+Coss34+Coss35)*(Vp1-VH)　　　　 (11)
Q1≦Q2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (12)
而第一等效電容Ci在放電過程中係滿足下列公式(13)至(15)：
Q3=(Coss31+Coss32)*(Vcc-Vo)　　　　　　　 (13)
Q4=(Ciss+Coss34+Coss35)*(Vp2-VL)　　　　 (14)
Q3≦Q4　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (15)
第14圖係為本案第四實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。如第14圖所示，本實施例之驅動電路1C之架構與元件功能係與第6圖所示實施例相似，且相同的元件標號代表相同之結構、元件與功能，於此不再贅述。相較於第6圖所示之驅動電路1，本實施例之驅動電路1C與第6圖所示之驅動電路1不同之處在於，本實施例之驅動電路1C更包括第一鉗位電路C35及第三驅動開關S33。第一鉗位電路C35係具有第三寄生電容Coss35，第三驅動開關S33係具有第四寄生電容Coss33，其中第一鉗位電路C35之第一端係與第一驅動開關S31之第一端及輸入源電連接，第一鉗位電路C35之第二端係與電感L31之第二端、第三驅動開關S33之第一端、電阻R之第一端電連接，第三驅動開關S33之第二端係與接地端電連接。
於本實施例中，驅動電路1C亦可等效為如第9圖之等效電路2，然與驅動電路1之等效的差別在於，第一等效電容Ci更包含反映功率開關之輸入電容Ciss、反映第一鉗位電路C35之第三寄生電容Coss35以及反映第三驅動開關S33之第四寄生電容Coss33。
請參閱第15圖並配合第9圖及第14圖，其中第15圖係為第四實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。相較於第一實施例之充電及放電過程，本實施例與第一實施例之差別在於，第一鉗位電路C35係用於輸入電容Ciss充電過程中輸入電容Ciss之電壓值高於一過電壓值時(在時間t1’至t2時)鉗位輸入電容Ciss之電壓值為該過電壓值，其中該過電壓值於本實施例中為電壓值Vcc，換言之，輸入電容Ciss在充電過程中電壓值Vp1可以很接近電壓值Vcc。而第三驅動開關S33係於輸入電容Ciss之電壓值維持於最終穩態值Vo一段時間後導通，即時間點t3’時導通，以使輸入電容Ciss之電壓值下降至零，加快功率開關（未圖示）的關斷速度。由於本實施例之第一等效電容Ci係由輸入電容Ciss、第一鉗位電路C35之第三寄生電容Coss35以及第三驅動開關S33之第四寄生電容Coss33所等效，因此本實施例之第一等效電容Ci在充電過程中係滿足下列公式(16)至(18)：
Q1=(Coss31+Coss32)*Vo　　　　　　　　　　 (16)
Q2=(Ciss+Coss33+Coss35)*(Vp1-VH)　　　　 (17)
Q1≦Q2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (18)
請參閱第16圖並配合第14圖，其中第16圖係為第四實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之另一示範例之時序圖。相較於第15圖所示之第四實施例之充電過程，本實施例與前述實施例之差別在於，當輸入電容Ciss需進行充電時，第一驅動開關S31及第三驅動開關S33係於時間t0至t1導通，使輸入源之電能經由第一驅動開關S31、電感L31以及第三驅動開關S33所形成的迴路對電感L31進行充電，以使電感L31之電流預先充電至預設值。第二驅動開關S32係於時間t0至t1結束而第一驅動開關S31及第三驅動開關S33截止時(即時間點t1時)導通，使電感L31之電流放電至輸入電容Ciss。此時，由於電感L31之電流已預先充至預設值而可提供較大之充電電流至輸入電容Ciss，因此輸入電容Ciss於此充電過程中便可獲得更快的充電速度。而本實施例於時間t1至t3的充電過程與第一實施例的充電過程相同，故於此不再贅述。
第17圖係為本案第五實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。如第17圖所示，本實施例之驅動電路1D之架構與元件功能係與第14圖所示之驅動電路的實施例相似，且相同的元件標號代表相同之結構、元件與功能，於此不再贅述。相較於第14圖所示之驅動電路1C，本實施例之驅動電路1D與第14圖所示之驅動電路1C不同之處在於，本實施例之驅動電路1D更包括直流箝位電源Vclamp，且第一鉗位電路C35之第一端係改為與直流箝位電源Vclamp電連接。
請參閱第18圖並配合第17圖，其中第18圖係為第五實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。相較於第四實施例之充電過程，本實施例與第四實施例之差別在於，直流箝位電源Vclamp係用於輸入電容Ciss充電過程中輸入電容Ciss之電壓值高於一過電壓值時(在時間t1’至t2時)鉗位輸入電容Ciss之電壓值為該過電壓值，其中該過電壓值於本實施例中為直流箝位電源Vclamp之電壓值，換言之，輸入電容Ciss在充電過程中電壓值可以很接近直流箝位電源Vclamp之電壓值。
第19圖係為本案第六實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。本實施例之驅動電路1E之架構與元件功能係與圖17所示驅動電路之實施例相似，且相同的元件標號代表相同之結構、元件與功能，於此不再贅述。相較於圖17所示之驅動電路1D，本實施例之驅動電路1E與圖17所示之驅動電路1D不同之處在於，本實施例之驅動電路1E係將第一鉗位電路S35置換為第四驅動開關S35。
請參閱第20圖並配合第19圖，其中第20圖係為第六實施例之輸入電容於放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。當輸入電容Ciss需進行放電時，第二驅動開關S32及第四驅動開關S35係於時間t0至t1導通，使直流箝位電源Vclamp之電能經由第四驅動開關S35、電感L31以及第二驅動開關S32所形成的迴路對電感L31進行充電，以使電感L31之電流預先充電至預設值。第一驅動開關S31係於時間t0至t1結束而第二驅動開關S32及第四驅動開關S35截止時(即時間點t1時)導通，使輸入電容Ciss之電流放電至輸入源。此時，由於電感L31之電流已預先充至預設值，因此輸入電容Ciss於此放電過程中便可獲得更快的放電速度。此外，第三驅動開關S33係於輸入電容Ciss之電壓放電至零時(即時間t1’)導通，以鉗位輸入電容Ciss之電壓值為零。
第21圖係為本案第七實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。於本實施例中，驅動電路2A係包含電感L41、第一驅動開關S41、第二驅動開關S42以及電阻R，而電容Ciss為功率開關（未圖示）的輸入電容。電感L41之第一端係與輸入源電連接，電感L41之第二端係與第一驅動開關S41之第一端及第二驅動開關S42之第一端電連接，第二驅動開關S42之第二端係與電阻R之第一端電連接，電阻R之第二端係與輸入電容Ciss電連接，第一驅動開關S41之第二端係與接地端電連接。此外，於本實施例中，第一驅動開關S41及第二驅動開關S42實際上會具有寄生參數分別為第一寄生電容Coss41及第二寄生電容Coss42。
以下將進一步描述本實施例之輸入電容Ciss的充電和放電運作。驅動電路2A係藉由第一驅動開關S41及第二驅動開關S42的導通或截止運作來控制輸入電容Ciss的充電和放電。
請參閱第22並配合第21圖，第22圖係為第七實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。當輸入電容Ciss需進行充電時，第一驅動開關S41係於時間t0至t1導通，使輸入源之電能經由導通之第一驅動開關S41對電感L41進行充電。第二驅動開關S42係於時間t0至t1結束而第一驅動開關S41截止時(即時間點t1時)導通，使電感L41之電流放電至輸入電容Ciss，進而使輸入電容Ciss充電。第二驅動開關S42係於電感L41之電流為零時(即時間點t2時)截止，使輸入電容Ciss充電至電壓值Vp1，且此時電壓值Vp1會高於輸入源之電壓值Vcc。在時間點t2時，由於上述驅動電路2A之充電過程會使得第一寄生電容Coss41充電至與輸入電容Ciss相同之電壓值Vp1，而第二寄生電容Coss42之電壓值為零，因此於時間t2至t3時，第二寄生電容Coss42會透過電感L41而與輸入電容Ciss進行諧振，使輸入電容Ciss之電壓值Vp1會達到一最終穩態值Vo，其中最終穩態值Vo會大於等於電壓值Vcc，而第二寄生電容Coss42上的電壓則會諧振至等於輸入電容Ciss上之最終穩態值Vo與電壓值Vcc之電壓差，第一寄生電容Coss41之電壓為電壓值Vcc。由於輸入電容Ciss與第二驅動開關S42之寄生電容Coss42為串聯關係，因此於時間t2至t3時，輸入電容Ciss從電壓值Vp1到最終穩態值Vo所放出的電荷會等於第二寄生電容Coss42從電壓值零變化到Vcc-Vo的電荷Q1。由於功率開關需要的輸入電容Ciss上的電壓值在達到最終穩態值Vo時高於第一設定電壓值VH，所以在時間t2至t3時，輸入電容Ciss從電壓值Vp1變化到第一設定電壓值VH的電荷變化量Q2需大於或等於輸入電容Ciss從電壓值Vp1變化到最終穩態值Vo時第二寄生電容Coss42的電荷變化量Q1。因此，在輸入電容Ciss充電過程中係滿足下列公式(19)至(21)：
Q1=Coss42*(Vo-Vcc) 　　　　　　　　　　　　(19)
Q2=Ciss*(Vp1-VH)　　　　　　　　　　　　　 (20)
Q1≦Q2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (21)
請參閱第23圖並配合第21圖，第23圖係為第七實施例之輸入電容於放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。當輸入電容Ciss需進行放電時，第二驅動開關S42係於時間t4至t5導通，使輸入電容Ciss藉由電感L41向輸入源放電而電感L41之電流增加。第二驅動開關S42係於電感L41之電流增加至一定值時(即時間點t5時)截止，且第一驅動開關S41接續導通，使電感L41繼續向輸入源放電，此時輸入電容Ciss之電壓值因放電而降至電壓值Vp2，對應如時間t5至t6。第一驅動開關S41更於電感L41之電流為零時(即時間點t6時)截止。在時間點t6時，由於上述驅動電路2A之放電過程會使得第一寄生電容Coss41放電至零，而第二寄生電容Coss42之電壓值為Vp2，因此於時間t6至t7時，第二寄生電容Coss42會透過電感L41而與輸入電容Ciss進行諧振，使輸入電容Ciss之電壓值Vp2會達到一最終穩態值Vo，而第二寄生電容Coss42上的電壓會諧振至等於電壓值Vcc與輸入電容Ciss之最終穩態值Vo之電壓差，第一寄生電容Coss41上的電壓為電壓值Vcc。由於輸入電容Ciss與第二驅動開關S42的第二寄生電容Coss42為串聯關係，因此於時間t6至t7時，輸入電容Ciss從電壓值Vp2到最終穩態值Vo所充入的電荷會等於第二寄生電容Coss42從電壓值Vp2變化到Vcc – Vo的電荷Q3。由於功率開關需要的輸入電容Ciss上的電壓值在達到最終穩態值Vo時低於第二設定電壓值VL，所以在時間t6至t7時，輸入電容Ciss從電壓值Vp2變化到第二設定電壓值VL的電荷變化量Q4需大於或等於輸入電容Ciss從電壓值Vp2變化到最終穩態值Vo時第二寄生電容Coss42的電荷變化量Q3。因此，在輸入電容Ciss放電過程中係滿足下列公式(22)至(24)：
Q3=Coss42*(Vp2+Vcc-Vo)　　　　　　　　　 (22)
Q4=Ciss*(Vp2-VL)　　　　　　　　　　　　　 (23)
Q3≦Q4　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (24)
於上述實施例中，第一驅動開關S41也可使用有並聯體二極體的MOSFET，可以降低輸入電容Ciss放電時第一驅動開關S41的控制難度，其中第二驅動開關S42必須使用雙向開關，若只使用單獨的有並聯體二極體的MOSFET，輸入電容Ciss放電完成後會被重新充電至電壓值大於等於電壓值Vcc的狀態。此外，電壓值Vp2於本實施例中之最佳方案為零。若第二驅動開關S42導通時間過長，會使第一驅動開關S41之體二級體導通或輸入電容Ciss反向充電，而使電壓值Vp2小於零，造成輸入電容Ciss上電壓的震盪幅度過大，且增加損耗。
本實施例之驅動電路2A亦可等效為如第9圖之等效電路2，其中第一等效電容Ci係反映功率開關之輸入電容Ciss，等效電感L係包含驅動電路2A之電感L41，而第二等效電容Coss係反映第二驅動開關S42之第二寄生電容Coss42。
第24圖係為本案第八實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。如第24圖所示，本實施例之驅動電路2B之架構與元件功能係與第21圖所示實施例相似，且相同的元件標號代表相同之結構、元件與功能，於此不再贅述。相較於第21圖所示之驅動電路2A，本實施例之驅動電路2B與第21圖所示之驅動電路2A不同之處在於，本實施例之驅動電路2B更包括第三驅動開關S43及直流箝位電源Vclamp，其中第三驅動開關S43具有第三寄生電容Coss43，第三驅動開關S43之第一端電連接於第二驅動開關S42之第二端及電阻R之第一端之間，而直流箝位電源Vclamp連接於第三驅動開關S43之第二端及接地端之間。
於本實施例中，驅動電路2B亦可等效為如第9圖之等效電路2，然與驅動電路2A之等效的差別在於，第一等效電容Ci係反映功率開關之輸入電容Ciss以及反映第三驅動開關S43之第三寄生電容Coss43。
請參閱第25圖並配合第9圖及第24圖，其中第25圖係為第八實施例之輸入電容於充電及放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。相較於第七實施例之充電過程，本實施例之驅動電路2B在充電時經由第三驅動開關S43的導通而使直流箝位電源Vclamp釋放電能對輸入電容Ciss充電，對應如時間to至t1，如此一來，輸入電容Ciss之充電速度便可提升。而放電過程與第七實施例相同故不在此贅述。由於本實施例之第一等效電容Ci係由輸入電容Ciss和第三驅動開關S43之第三寄生電容Coss43所等效，因此本實施例之第一等效電容Ci在放電過程中係滿足下列公式(25)至(27)：
Q3=Coss42*(Vp2+Vcc-Vo)　　　　　　　　　 (25)
Q4=(Ciss+Coss43)*(Vp2-VL)　　　　　　　　 (26)
Q3≦Q4　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (27)
第26圖係為本案第九實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。如第26圖所示，本實施例之驅動電路2C之架構與元件功能係與第21圖所示實施例相似，且相同的元件標號代表相同之結構、元件與功能，於此不再贅述。相較於第21圖所示之驅動電路2A，本實施例之驅動電路2C與第21圖所示之驅動電路2A不同之處在於，本實施例之驅動電路2C更包括第一鉗位電路C43及直流箝位電源Vclamp，其中第一鉗位電路C43係具有第三寄生電容Coss43，第一鉗位電路C43之第一端電連接於第二驅動開關S42之第二端及電阻R之第一端之間，直流箝位電源Vclamp電連接於第一鉗位電路C43之第二端及接地端之間。
於本實施例中，驅動電路2C亦可等效為如第9圖之等效電路2，然與驅動電路2A之等效的差別在於，第一等效電容Ci係反映功率開關之輸入電容Ciss以及反映第一鉗位電路C43之第三寄生電容Coss43。
請參閱第27圖並配合第9圖及第26圖，其中第27圖係為第九實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。相較於第七實施例之充電過程，本實施例與第七實施例之充電過程差別在於，本實施例之驅動電路2C的第一鉗位電路C43係於輸入電容Ciss充電過程中輸入電容Ciss之電壓值高於直流箝位電源Vclamp之電壓值時(在時間t1’至t2時)鉗位輸入電容Ciss之電壓值為直流箝位電源Vclamp之電壓值，使輸入電容Ciss上的電壓不會因太高而損壞功率開關，從而也降低充電過程中第二驅動開關S42的控制難度。由於本實施例之第一等效電容Ci係由輸入電容Ciss和第一鉗位電路C43之第三寄生電容Coss43所等效，因此本實施例之第一等效電容Ci在充電過程中係滿足下列公式(28)至(30)：
Q1=Coss42*(Vo-Vcc)　　　　　　　　　　　　　 (28)
Q2=(Ciss+Coss43)*(Vclamp-VH)　　　　　　　 (29)
Q1≦Q2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (30)
第28圖係為本案第十實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。如第28圖所示，本實施例之驅動電路2D之架構與元件功能係與第21圖所示實施例相似，且相同的元件標號代表相同之結構、元件與功能，於此不再贅述。相較於第21圖所示之驅動電路2A，本實施例之驅動電路2D與第21圖所示之驅動電路2A不同之處在於，本實施例之驅動電路2D更具有第三驅動開關S43，其中第三驅動開關S43係具有第三寄生電容Coss43，第三驅動開關S43之第一端電連接於第二驅動開關S42之第二端及電阻R之第一端之間，第三驅動開關S43之第二端電連接於接地端。驅動電路2D係藉由第三驅動開關S43的導通而控制輸入電容Ciss放電，用以提升輸入電容Ciss之放電速度。
於本實施例中，驅動電路2D亦可等效為如第9圖之等效電路2，然與驅動電路2A之等效的差別在於，第一等效電容Ci係反映功率開關之輸入電容Ciss以及反映第三驅動開關S43之第三寄生電容Coss43。
第29圖係為本案第十一實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。如第29圖所示，本實施例之驅動電路2E之架構與元件功能係與第26圖所示實施例相似，且相同的元件標號代表相同之結構、元件與功能，於此不再贅述。相較於第26圖所示之驅動電路2C，本實施例之驅動電路2E與第26圖所示之驅動電路2C不同之處在於，驅動電路2E更具有第三驅動開關S43，其中第三驅動開關S43係具有第四寄生電容Coss44，第三驅動開關S43之第一端係與第一鉗位電路C43之第一端、第二驅動開關S42之第二端及電阻R之第一端電連接，第三驅動開關S43之第二端係與接地端電連接。相較於第26圖所示之驅動電路2C，本實施例之驅動電路2E不但有使輸入電容Ciss上的電壓不會因太高而損壞功率開關的優點外，驅動電路2E還可藉由第三驅動開關S43的導通而控制輸入電容Ciss放電，用以提升輸入電容Ciss之放電速度。
於本實施例中，驅動電路2E亦可等效為如第9圖之等效電路2，然與驅動電路2C之等效的差別在於，第一等效電容Ci係反映功率開關之輸入電容Ciss、反映第一鉗位電路C43之第三寄生電容Coss43以及反映第三驅動開關S43之第四寄生電容Coss44。由於本實施例之第一等效電容Ci係由輸入電容Ciss、第一鉗位電路C43之第三寄生電容Coss43及第三驅動開關S43之第四寄生電容Coss44所等效，因此本實施例之第一等效電容Ci在充電過程中係滿足下列公式(31)至(33)：
Q1=Coss42*(Vo-Vcc)　　　　　　　　　　　　　 (31)
Q2=(Ciss+Coss43+Coss44)*(Vclamp-VH)　　　　 (32)
Q1≦Q2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (33)
第30圖係為本案第十二實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。於本實施例中，驅動電路3A係包含電感L51、第一驅動開關S51、第二驅動開關S52、第三驅動開關S53、第四驅動開關S54以及電阻R，而電容Ciss為功率開關（未圖示）的輸入電容。第一驅動開關S51之第一端係與輸入源電連接，第一驅動開關S51之第二端係與第二驅動開關S52之第一端及電感L51之第一端電連接，第二驅動開關S52之第二端係與接地端電連接，第四驅動開關S54之第一端係與電阻R之第一端電連接，第四驅動開關S54之第二端係與電感L51之第二端及第三驅動開關S53之第一端電連接，第三驅動開關S53之第二端係與接地端電連接，電阻R之第二端係與輸入電容Ciss電連接。此外，於本實施例中，第一驅動開關S51、第二驅動開關S52、第三驅動開關S53、第四驅動開關S54實際上會具有寄生參數分別為第一寄生電容Coss51、第二寄生電容Coss52、第三寄生電容Coss53、第四寄生電容Coss54。
以下將進一步描述本實施例之輸入電容Ciss的充電和放電運作。驅動電路3A係藉由第一驅動開關S51、第二驅動開關S52、第三驅動開關S53及第四驅動開關S54的導通或截止運作來控制輸入電容Ciss的充電和放電。
請參閱第31圖並配合第30圖，第31圖係為第十二實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。當輸入電容Ciss需進行充電時，第一驅動開關S51及第三驅動開關S53係於時間t0至t1導通，使輸入源之電能經由導通之第一驅動開關S51及第三驅動開關S53對電感L51進行充電。第二驅動開關S52及第四驅動開關S54係於時間t0至t1結束而第一驅動開關S51及第三驅動開關S53截止時(即時間點t1時)導通，使電感L51之電流放電至輸入電容Ciss，進而使輸入電容Ciss充電。第二驅動開關S52及第四驅動開關S54係於電感L51之電流為零時(即時間點t2時)截止，使輸入電容Ciss充電至電壓值Vp1。在時間點t2時，由於上述驅動電路3A之充電過程會使得第一寄生電容Coss51、第三寄生電容Coss53上的電壓為零，第二寄生電容Coss52上電壓為電壓值Vcc，第四寄生電容Coss54上電壓值為Vp1，因此於時間t2至t3時，第一寄生電容Coss51和第二寄生電容Coss52會通過電感L51而與第三寄生電容Coss53和輸入電容Ciss串聯第四寄生電容Coss54的並聯進行諧振，使輸入電容Ciss之電壓值Vp1會達到一最終穩態值Vo，而第二寄生電容Coss52上的電壓會諧振至等於第三寄生電容Coss53上的電壓。由於輸入電容Ciss與第四驅動開關S54的第四寄生電容Cosse54串聯，然後與第三驅動開關S53的第三寄生電容Coss53並聯，然後再第一驅動開關S51、第二驅動開關S52的第一寄生電容Coss51、第二寄生電容Coss52為串聯關係，因此於時間t2至t3時，輸入電容Ciss從電壓值Vp1到最終穩態值Vo所放出的電荷、第三寄生電容Coss53上電壓變化所放出的電荷之和會等於第一寄生電容Coss51從Vcc變化到穩態、第二寄生電容Coss52從零變化到穩態的電荷之和Q1。由於功率開關需要的輸入電容Ciss上的電壓值在達到最終穩態值Vo時高於一第一設定電壓值VH，所以在時間t2至t3時，輸入電容Ciss從電壓值Vp1變化到第一設定電壓值VH和第三寄生電容Coss53上電壓變化引起的電荷變化量之和Q2需大於或等於輸入電容Ciss從電壓值Vp1變化到最終穩態值Vo時第一寄生電容Coss51和第二寄生電容Coss52的電荷變化量之和Q1。因此，在輸入電容Ciss充電過程中係滿足下列公式(34)至(36)：
Q1=(Coss51+Coss52)*[VH-(Vp1-Vo)*(Ciss/Coss54)]    (34)
Q2=(Coss53+Coss54)*(Vp1-VH)*(Ciss/Coss54)+Coss53*(Vp1-VH)　 (35)　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　
Q1≦Q2　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(36)
於上述實施例中，為了降低第二驅動開關S52、第四驅動開關S54的控制精度，若第一驅動開關S51、第二驅動開關S52、第三驅動開關S53、第四驅動開關S54使用的是帶有體二極體的MOSFET，則當輸入電容Ciss充電完成後的穩態下第二寄生電容Coss52、第三寄生電容Coss53上的電壓低於電壓值Vcc，即Vo-(Vp1-Vo)* (Ciss/Coss54)<Vcc時，則滿足下列公式(37)至(39)：
Q1=(Coss51+Coss52)*[Vo-(Vp1-Vo)*(Ciss/Coss54)]　 (37)
Q2=(Coss53+Coss54)*(Vp1-VH)*(Ciss/Coss54)+Coss53*(Vp1-VH)　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(38)
Q1≦Q2　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(39)
若當輸入電容Ciss充電完成後的穩態下第二寄生電容Coss52、第三寄生電容Coss53上的電壓被第一驅動開關S51的體二極體鉗位到電壓值Vcc時，則滿足下列公式(40)至(42)：
Q1=Coss54*(VH-Vcc)　　　　　　　　　　　　 (40)
Q2= Ciss*(Vp1-VH)　　　　　　　　　　　　　 (41)
Q1≦Q2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (42)
請參閱第32圖並配合第30圖，第32圖係為第十二實施例之輸入電容於放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。當輸入電容Ciss需進行放電時，第二驅動開關S52及第四驅動開關S54係於時間t4至t5導通，使輸入電容Ciss藉由電感L51放電而電感L51之電流增加。第一驅動開關S51及第三驅動開關S53係於輸入電容Ciss之電壓值達到Vp2時(即時間點t5時)截止，使電感L51之能量釋放至輸入源，對應如時間t5至t6，而第一驅動開關S51及第三驅動開關S53更於電感L51放電降至零時(即時間點t6時)截止。在時間點t6時，由於上述驅動電路1之放電過程會使得第一寄生電容Coss51之電壓為零，第二寄生電容Coss52之電壓為電壓值Vcc，因此於時間t6至t7時，第一寄生電容Coss51和第二寄生電容Coss52會通過電感L51而與第三寄生電容Coss53和輸入電容Ciss串聯第四寄生電容Coss54的並聯進行諧振，使輸入電容Ciss之電壓值Vp2會達到一最終穩態值Vo，而第二寄生電容Coss52上的電壓會諧振至等於第三寄生電容Coss53上的電壓。由於輸入電容Ciss與第四驅動開關S54的第四寄生電容Coss54串聯，然後與第三驅動開關S53的第三寄生電容Coss53並聯，然後再與第一驅動開關S51、第二驅動開關S52的第一寄生電容Coss51、第二寄生電容Coss52為串聯關係，因此於時間t6至t7時，輸入電容Ciss從電壓值Vp2到最終穩態值Vo所充入的電荷會等於第一寄生電容Coss51從零變化到穩態、第二寄生電容Coss52從電壓值Vcc變化到穩態的電荷之和Q3。由於功率開關需要的輸入電容Ciss上的電壓值在達到最終穩態值Vo時低於第二設定電壓值VL，所以在時間t6至t7時，輸入電容Ciss從電壓值Vp2變化到第二設定電壓值VL和第三寄生電容Coss53上電壓變化引起的電荷變化量之和Q4需大於或等於輸入電容Ciss從電壓值Vp2變化到最終穩態值Vo時第一寄生電容Coss51和第二寄生電容Coss52的電荷變化量之和Q3。因此，在輸入電容Ciss放電過程中係滿足下列公式(43)至(45)：
Q3=(Coss51+Coss52)*[Vcc-(Vo-Vp2)*(Ciss/Coss54)]　 (43)
Q4=(Coss53+Coss54)*(VL-Vp2)*(Ciss/Coss54)+Coss53* (VL-Vp2)　 (44)　 　　　　　　　　　
Q3≦Q4　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(45)
於上述實施例中，電壓值Vp2之最佳的方案是零。若第二驅動開關S52、第四驅動開關S54導通時間過長，會使輸入電容Ciss反向充電，而電壓值Vp2小於零，造成輸入電容Ciss上電壓的震盪幅度過大，且增加損耗。
此外，為了降低第一驅動開關S51、第三驅動開關S53的控制精度，若第一驅動開關S51、第二驅動開關S52、第三驅動開關S53、第四驅動開關S54使用的是帶有體二極體的MOSFET，則當輸入電容Ciss放電完成後的穩態下第二寄生電容Coss52、第三寄生電容Coss53上的電壓低於輸入電容Ciss之最終穩態值Vo，即(Vo-Vp2)*(1+Ciss/Coss54) <Vo時，則滿足下列公式(46)至(48)：
Q3=(Coss51+Coss52)*[Vcc-(Vo-Vp2)*(Ciss/Coss54)]    (46)
Q4=(Coss53+Coss54)*(VL-Vp2)*(Ciss/Coss54)+Coss53* (VL-Vp2)     (47)　　　 　　　　　　　　　　　　　　　
Q3≦Q4　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(48)
若當輸入電容Ciss放電完成後的穩態下第二寄生電容Coss52、第三寄生電容Coss53上的電壓被第四驅動開關S54的體二極體鉗位到最終穩態值Vo，則滿足下列公式(49)至(51)：
Q3=(Coss51+Coss52)* (Vcc-VL)　　　　　　　 (49)
Q4= Ciss* (VL-Vp2)　　　　　　　　　　　　 (50)
Q3≦Q4　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (51)
本實施例之驅動電路3A亦可等效為如第9圖之等效電路2，其中第一等效電容Ci係反映功率開關之輸入電容Ciss、第三驅動開關S53之第三寄生電容Coss53和第四驅動開關S54之第四寄生電容Coss54，等效電感L係包含驅動電路3A之電感L51，而第二等效電容Coss係反映第一驅動開關S51之第一寄生電容Coss51及反映第二驅動開關S52之第二寄生電容Coss52。
第33圖係為本案第十三實施例之功率開關之驅動電路的電路結構示意圖。於本實施例中，驅動電路4A係包含電感L61、第一驅動開關S61以及電阻R，而電容Ciss為功率開關（未圖示）的輸入電容。第一驅動開關S61之第一端係與電感L61之第二端電連接，第一驅動開關S61之第二端係與電阻R之第一端電連接，電感L61之第一端係與輸入源電連接，電阻R之第二端係與輸入電容Ciss電連接。此外，於本實施例中，第一驅動開關S61實際上會具有寄生參數為寄生電容Coss61。
以下將進一步描述本實施例之輸入電容Ciss的充電和放電運作。驅動電路4A係藉由第一驅動開關S61的導通或截止運作來控制輸入電容Ciss的充電和放電。
請參閱第34圖並配合第33圖，第34圖係為第十三實施例之輸入電容於充電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。當輸入電容Ciss需進行充電時，第一驅動開關S61係於時間t0至t1導通，使輸入源之電能經由導通之第一驅動開關S61對輸入電容Ciss進行充電，同時電感L61之電流會先增加後下降。第一驅動開關S61係於時間t0至t1結束而電感L61之電流降至零時截止。在時間點t1時，上述之驅動電路4A之充電過程會使得輸入電容Ciss之電壓值Vp1高於輸入源之電壓值Vcc且小於等於2*Vcc，且於時間t1至t2時，寄生電容Coss61會透過電感L61與輸入電容Ciss進行諧振，使輸入電容Ciss之電壓值Vp1會達到一最終穩態值Vo，而寄生電容Coss61會諧振至寄生電容Coss61上的電壓與電壓值Vcc之和相等於輸入電容Ciss上的電壓。由於輸入電容Ciss與第一驅動開關S61的寄生電容Coss61為串聯關係，因此於時間t1至t2時，輸入電容Ciss從電壓值Vp1到最終穩態值Vo所放出的電荷會等於寄生電容Coss61從零變化到Vo – Vcc的電荷Q1。由於功率開關需要的輸入電容Ciss上的電壓在最終穩態值Vo時大於第一設定電壓值VH，所以在時間t1至t2時，輸入電容Ciss從電壓值Vp1變化到第一設定電壓值VH的電荷變化量Q2需大於或等於輸入電容Ciss從電壓值Vp1變化到最終穩態值Vo時寄生電容Coss61的電荷變化量Q1。因此，在輸入電容Ciss充電過程中係滿足下列公式(52)至(54)：
Q1=Coss61*(Vo-Vcc)　　　　　　　　　　　 (52)
Q2=Ciss*(Vp1-VH)　　　　　　　　　　　　 (53)
Q1≦Q2　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (54)
請參閱第35圖並配合第33圖，第35圖係為第十三實施例之輸入電容於放電過程中與驅動開關對應運作之一示範例之時序圖。當輸入電容Ciss需進行放電時，第一驅動開關S61係於時間t0至t1導通，使輸入電容Ciss藉由電感L61放電，且電感L61之電流會先增加後下降。第一驅動開關S61係於輸入電容Ciss達到電壓值Vp2且電感L61之電流降至零時(即時間點t1時)截止。在時間點t1時，由於上述驅動電路4A之放電過程會使得輸入電容Ciss上電壓值為Vp2，其中電壓值Vp2於本實施例中最佳的方案為零，而寄生電容Coss61之電壓值為零，因此於時間t1至t2時，寄生電容Coss61 會通過電感L61與輸入電容Ciss進行諧振，使輸入電容Ciss之電壓值Vp2會達到一最終穩態值Vo，而寄生電容Coss61上的電壓會諧振至電壓值Vcc – Vo。由於輸入電容Ciss與第一驅動開關S61的寄生電容Coss61為串聯關係，因此於時間t1至t2時，輸入電容Ciss從電壓值Vp2變化到最終穩態值Vo所充入的電荷會等於寄生電容Coss61從零變化到Vcc – Vo的電荷之和Q3。由於功率開關需要的輸入電容Ciss上的電壓在最終穩態值Vo時小於第二設定電壓值VL，所以在時間t1至t2時，輸入電容Ciss從電壓值Vp2變化到第二設定電壓值VL的電荷變化量Q4需大於或等於輸入電容Ciss從電壓值Vp2變化到最終穩態值Vo時寄生電容Coss61的電荷變化量Q3。因此，在輸入電容Ciss放電過程中係滿足下列公式(55)至(57)：
Q3=Coss61*( Vcc -Vo)　　　　　　　　　　　 (55)
Q4=Ciss*(Vp2-VL)　　　　　　　　　　　　 (56)
Q3≦Q4　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (57)
本實施例之驅動電路4A亦可等效為如第9圖之等效電路2，其中第一等效電容Ci係反映功率開關之輸入電容Ciss，等效電感L係包含驅動電路4A之電感L61，而第二等效電容Coss係反映第一驅動開關S61之寄生電容Coss61。
綜上所述，本案為一種功率開關之驅動電路，使驅動電路中的電感在不需提供恒流源的電流的情況下，電阻的能量損耗也同樣較小，如此一來，本案之驅動電路便可使用感量較小、體積較小的電感。
本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
 
Ci‧‧‧第一等效電容
Coss‧‧‧第二等效電容
L‧‧‧等效電感
R1‧‧‧等效電阻

Claims (31)

  1. 一種驅動電路，用以驅動一功率開關，該驅動電路包含：
    一電感；以及
    至少一驅動開關，與該電感電連接；
    其中，該驅動電路與該功率開關係等效成一等效電路，該等效電路包含：
    一第一等效電容，係至少反映該功率開關之一輸入電容；
    一等效電感，包含該電感，且與該第一等效電容串聯連接；以及
    一第二等效電容，反映該至少一驅動開關之寄生參數，且與該第一等效電容及該等效電感串聯連接而形成一充放電回路，以經由該充放電回路對該第一等效電容進行充電或放電運作；
    其中，在該第一等效電容充電過程中，從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為一第一設定電壓值，或在該第一等效電容放電過程中，從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為一第二設定電壓值，該第一等效電容上的電荷變化量大於或等於從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到一最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量；
    其中，該第一設定電壓值大於該功率開關之一閘極的一閥值電壓範圍中的最大值，該第二設定電壓值小於該功率開關之一閘極的一閥值電壓範圍中的最小值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該至少一驅動開關係為一第一驅動開關及一第二驅動開關，該第一驅動開關之一第一端係與一輸入源電連接，該第一驅動開關之一第二端係與該第二驅動開關之一第一端及該電感之一第一端電連接，該第二驅動開關之一第二端係與一接地端電連接，該電感之一第二端係與一電阻之一第一端電連接，該電阻之一第二端係與該輸入電容電連接，且該至少一驅動開關之寄生參數係包含該第一驅動開關之一第一寄生電容及該第二驅動開關之一第二寄生電容。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之驅動電路，其中該驅動電路係藉由該第一驅動開關及該第二驅動開關的導通或截止控制該輸入電容的充電和放電。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之驅動電路，其中該第一等效電容為該輸入電容，且該第一等效電容於充電過程中滿足下列公式：
    Q1=Coss31*Vo+Coss32*Vo
    Q2=Ciss*(Vp1-VH)
    Q1≦Q2
    其中，Q1為該第一等效電容充電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q2為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為該第一設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss31為該第一寄生電容，Coss32為該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Vo為該最終穩態值，且為該第一寄生電容和該第二寄生電容從電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，Vp1為充電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VH為該第一設定電壓值。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之驅動電路，其中該第一等效電容為該輸入電容，且該第一等效電容於放電過程中滿足下列公式：
    Q3=(Coss31+Coss32)*(Vcc-Vo)
    Q4=Ciss*(Vp2-VL)
    Q3≦Q4
    其中，Q3為該第一等效電容放電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q4為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為一第二設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss31為該第一驅動開關之該第一寄生電容，Coss32為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容， Vo為該最終穩態值，Vcc為該輸入源之電壓值，Vcc-Vo為該第一寄生電容和該第二寄生電容從電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，Vp2為放電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VL為該第二設定電壓值。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之驅動電路，其中該驅動電路更包括一第三驅動開關，該第三驅動開關係具有一第三寄生電容，該第三驅動開關之一第一端電連接於該電感之該第二端及該電阻之該第一端，該第三驅動開關之一第二端係與該接地端電連接，且該驅動電路係藉由該第一驅動開關及該第二驅動開關的導通或截止而控制該第一等效電容的充電，該驅動電路係經由該第三驅動開關的導通而控制該輸入電容放電。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之驅動電路，其中該第一等效電容包含該輸入電容和該第三寄生電容，且該第一等效電容於充電過程中滿足下列公式：
    Q1=(Coss31+Coss32)*Vo
    Q2=(Ciss+Coss33)*(Vp1-VH)
    Q1≦Q2
    其中，Q1為該第一等效電容充電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q2為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為該第一設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss31為該第一驅動開關之該第一寄生電容，Coss32為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Coss33為該第三驅動開關之該第三寄生電容，Vo為該最終穩態值，且為該第一寄生電容和該第二寄生電容從電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，Vp1為充電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VH為該第一設定電壓值。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之驅動電路，其中該驅動電路更包括一第一鉗位電路及一第二鉗位電路，該第一鉗位電路係具有一第三寄生電容，該第二鉗位電路係具有一第四寄生電容，該第一鉗位電路之第一端係與該第一驅動開關之該第一端及該輸入源電連接，該第一鉗位電路之第二端係與該電感之該第二端、該第二鉗位電路之第一端及該電阻之該第一端電連接，該第二鉗位電路之第二端係與該接地端電連接，且該第一鉗位電路係於該輸入電容之電壓值高於一過電壓值時鉗位該輸入電容之電壓值為該過電壓值，該第二鉗位電路係於該輸入電容之電壓值低於一欠電壓值時鉗位該輸入電容之電壓值為該欠電壓值。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之驅動電路，其中該驅動電路之該第一等效電容包含該輸入電容、該第一鉗位電路之該第三寄生電容和該第二鉗位電路之該第四寄生電容，且該第一等效電容於充電過程中滿足下列公式：
    Q1=(Coss31+Coss32)*Vo
    Q2=(Ciss+Coss34+Coss35)*(Vp1-VH)
    Q1≦Q2
    其中，Q1為該第一等效電容充電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q2為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為該第一設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss31為該第一驅動開關之該第一寄生電容，Coss32為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Coss35為該第一鉗位電路之該第三寄生電容，Coss34為該第二鉗位電路之該第四寄生電容，Vo為該最終穩態值，且為該第一寄生電容和該第二寄生電容從電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，Vp1為充電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VH為該第一設定電壓值。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之驅動電路，其中該驅動電路之該第一等效電容包含該輸入電容、該第一鉗位電路之該第三寄生電容和該第二鉗位電路之該第四寄生電容，且該第一等效電容於放電過程中滿足下列公式：
    Q3=(Coss31+Coss32)*(Vcc-Vo)
    Q4=(Ciss+Coss34+Coss35)*(Vp2-VL)
    Q3≦Q4
    其中，Q3為該第一等效電容放電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q4為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為一第二設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss31為該第一驅動開關之該第一寄生電容，Coss32為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Coss35為該第一鉗位電路之該第三寄生電容，Coss34為該第二鉗位電路之該第四寄生電容，Vo為該最終穩態值，Vcc為該輸入源之電壓值，Vcc-Vo為該第一寄生電容和該第二寄生電容從電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，Vp2為放電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VL為該第二設定電壓值。
  11. 如申請專利範圍第3項所述之驅動電路，其中該驅動電路更包括一第一鉗位電路及一第三驅動開關，該第一鉗位電路係具有一第三寄生電容，該第三驅動開關係具有一第四寄生電容，該第一鉗位電路之第一端係與該第一驅動開關之該第一端及該輸入源電連接，該第一鉗位電路之第二端係與該電感之該第二端、該第三驅動開關之一第一端、該電阻之該第一端電連接，該第三驅動開關之一第二端係與該接地端電連接，該第一鉗位電路係於該輸入電容之電壓值高於一過電壓值時鉗位該輸入電容之電壓值為該過電壓值，並經由該第三驅動開關的導通而控制該輸入電容放電。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之驅動電路，其中該驅動電路之該第一等效電容包含該輸入電容、該第一鉗位電路之該第三寄生電容和該第三驅動開關之該第四寄生電容，且該第一等效電容於充電過程中滿足下列公式：
    Q1=(Coss31+Coss32)*Vo
    Q2=(Ciss+Coss33+Coss35)*(Vp1-VH)
    Q1≦Q2
    其中，Q1為該第一等效電容充電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q2為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為該第一設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss31為該第一驅動開關之該第一寄生電容，Coss32為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Coss35為該第一鉗位電路之該第三寄生電容，Coss33為該第三驅動開關之該第四寄生電容，Vo為該最終穩態值，且為該第一寄生電容和該第二寄生電容從電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，Vp1為充電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VH為該第一設定電壓值。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該至少一驅動開關為一第一驅動開關及一第二驅動開關，該電感之一第一端係與一輸入源電連接，該電感之一第二端係與該第一驅動開關之一第一端及該第二驅動開關之一第一端電連接，該第二驅動開關之一第二端係與一電阻之一第一端電連接，該電阻之一第二端係與該輸入電容電連接，該第一驅動開關之一第二端係與一接地端電連接。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之驅動電路，其中該驅動電路係藉由該第一驅動開關及該第二驅動開關的導通或截止而控制該輸入電容的充電和放電。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之驅動電路，其中該第一等效電容為該輸入電容，且該第二等效電容為該第二驅動開關之一第二寄生電容，於該第一等效電容充電過程中係滿足下列公式：
    Q1=Coss42*(Vo-Vcc)
    Q2=Ciss*(Vp1-VH)
    Q1≦Q2
    其中，Q1為該第一等效電容充電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q2為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為該第一設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss42為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Vo為該最終穩態值，Vcc為該輸入源之電壓值，Vo-Vcc為該第二寄生電容從電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，Vp1為充電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VH為該第一設定電壓值。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之驅動電路，其中該第一等效電容為該輸入電容，且該第二等效電容為該第二驅動開關之一第二寄生電容，於該第一等效電容放電過程中係滿足下列公式：
    Q3=Coss42*(Vp2+Vcc-Vo)
    Q4=Ciss*(Vp2-VL)
    Q3≦Q4
    其中，Q3為該第一等效電容放電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q4為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為一第二設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss42為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Vo為為該最終穩態值，Vcc為該輸入源之電壓值，Vp2為放電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，Vp2+Vcc-Vo為該第二寄生電容從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，VL為該第二設定電壓值。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之驅動電路，其中該驅動電路更包括一第三驅動開關及一直流箝位電源，該第三驅動開關係具有一第三寄生電容，該第三驅動開關之一第一端電連接於該第二驅動開關之該第二端及該電阻之該第一端之間，該直流箝位電源連接於該第三驅動開關之一第二端及該接地端之間，其中該直流箝位電源係於該第三驅動開關導通時對該輸入電容進行充電，而在該輸入電容進行放電時係藉由該第三驅動開關的截止且藉由該第一驅動開關及該第二驅動開關的導通或截止而控制該輸入電容放電。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之驅動電路，其中該驅動電路更包括一第一鉗位電路及一直流箝位電源，該第一鉗位電路係具有一第三寄生電容，該第一鉗位電路之一第一端電連接於該第二驅動開關之該第二端及該電阻之該第一端之間，該直流箝位電源電連接於該第一鉗位電路之一第二端及該接地端之間，且該第一鉗位電路係於該輸入電容之電壓值高於該直流箝位電源Vclamp之電壓值時鉗位該輸入電容之電壓值為該直流箝位電源之電壓值。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之驅動電路，其中該驅動電路更包括一第三驅動開關，該第三驅動開關係具有一第三寄生電容，該第三驅動開關之一第一端電連接於該第二驅動開關之該第二端及該電阻之該第一端之間，該第三驅動開關之一第二端電連接於該接地端，其中該驅動電路係藉由該第三驅動開關的導通而控制該輸入電容放電。
  20. 如申請專利範圍第17至19項中任一項所述之驅動電路，其中該第一等效電容包含該輸入電容和該第三寄生電容，該第二等效電容包含該第一驅動開關之一第二寄生電容，且該第一等效電容於充電過程中係滿足下列公式：
    Q1=Coss42*(Vo-Vcc)
    Q2=(Ciss+Coss43)*(Vclamp-VH)
    Q1≦Q2
    其中，Q1為該第一等效電容充電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q2為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為該第一設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss42為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Coss43為該第三寄生電容，Vo為該最終穩態值，Vcc為該輸入源之電壓值，Vo-Vcc為該第二寄生電容從電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，Vclamp為充電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VH為該第一設定電壓值。
  21. 如申請專利範圍第17至19項中任一項所述之驅動電路，其中該第一等效電容包含該輸入電容和該第三寄生電容，該第二等效電容包含該第一驅動開關之一第二寄生電容，且該第一等效電容於放電過程中係滿足下列公式：
    Q3=Coss42*(Vp2+Vcc-Vo)
    Q4=(Ciss+Coss43)*(Vp2-VL)
    Q3≦Q4
    其中，Q3為該第一等效電容從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q4為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為一第二設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss42為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Coss43為該第三寄生電容，Vo為為該最終穩態值，Vcc為該輸入源之電壓值，Vp2為放電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，Vp2+Vcc-Vo為該第二寄生電容從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，VL為該第二設定電壓值。
  22. 如申請專利範圍第18項所述之驅動電路，其中該驅動電路更具有一第三驅動開關，該第三驅動開關係具有一第四寄生電容，該第三驅動開關之一第一端係與該第一鉗位電路之第一端、該第二驅動開關之該第二端及該電阻之該第一端電連接，該第三驅動開關之一第二端係與該接地端電連接。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之驅動電路，其中該第一等效電容包含該輸入電容、該第三寄生電容和該第四寄生電容，該第二等效電容包含該第一驅動開關之一第二寄生電容，且該第一等效電容於充電過程中係滿足下列公式：
    Q1=Coss42*(Vo-Vcc)
    Q2=(Ciss+Coss43+Coss44)*(Vclamp-VH)
    Q1≦Q2
    其中，Q1為該第一等效電容充電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q2為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為該第一設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss42為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Coss43為該第三寄生電容，Coss44為該第四寄生電容，Vo為該最終穩態值，Vcc為該輸入源之電壓值，Vo-Vcc為該第二寄生電容從電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時的電壓變化量，Vclamp為充電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VH為該第一設定電壓值。
  24. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該至少一驅動開關包含一第一驅動開關、一第二驅動開關、一第三驅動開關及一第四驅動開關，該第一驅動開關之一第一端係與一輸入源電連接，該第一驅動開關之一第二端係與該第二驅動開關之一第一端及該電感之一第一端電連接，該第二驅動開關之一第二端係與一接地端電連接，該第四驅動開關之一第一端係與一電阻之該第一端電連接，該第四驅動開關之一第二端係與該電感之該第二端及該第三驅動開關之一第一端電連接，該第三驅動開關之一第二端係與該接地端電連接，該電阻之該第二端係與該輸入電容電連接。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之驅動電路，其中該驅動電路係藉由該第一驅動開關、該第二驅動開關、該第三驅動開關及該第四驅動開關的導通或截止而控制該輸入電容的充電和放電。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之驅動電路，其中該第一等效電容包含該輸入電容、該第三驅動開關之一第三寄生電容和該第四驅動開關之一第四寄生電容，且該第二等效電容包含該第一驅動開關之一第一寄生電容和該第二驅動開關之一第二寄生電容，於該第一等效電容充電過程中係滿足下列公式：
    Q1=(Coss51+Coss52)*[VH-(Vp1-Vo)*(Ciss/Coss54)]
    Q2=(Coss53+Coss54)*(Vp1-VH)*(Ciss/Coss54)+Coss53*(Vp1-VH)
    Q1≦Q2
    其中，Q1為該第一等效電容充電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q2為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為該第一設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss51為該第一驅動開關之該第一寄生電容，Coss52為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Coss53為該第三驅動開關之該第三寄生電容，Coss54為該第四驅動開關之該第四寄生電容，Vo為該最終穩態值，Vp1為充電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VH為該第一設定電壓值。
  27. 如申請專利範圍第25項所述之驅動電路，其中該第一等效電容包含該輸入電容、該第三驅動開關之一第三寄生電容和該第四驅動開關之一第四寄生電容，且該第二等效電容包含該第一驅動開關之一第一寄生電容和該第二驅動開關之一第二寄生電容，於該第一等效電容放電過程中係滿足下列公式：
    Q3=(Coss51+Coss52)*[Vcc-(Vo-Vp2)*(Ciss/Coss54)]
    Q4=(Coss53+Coss54)*(VL-Vp2)*(Ciss/Coss54)+Coss53* (VL-Vp2)
    Q3≦Q4
    其中，Q3為該第一等效電容放電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q4為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為一第二設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss51為該第一驅動開關之該第一寄生電容，Coss52為該第二驅動開關之該第二寄生電容，Ciss為該輸入電容，Coss53為該第三驅動開關之該第三寄生電容，Coss54為該第四驅動開關之該第四寄生電容，Vo為該最終穩態值，Vcc為該輸入源之電壓值，Vp2為放電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VL為該第二設定電壓值。
  28. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中該至少一驅動開關為一第一驅動開關，該第一驅動開關之一第一端係與該電感之該第二端電連接，該第一驅動開關之一第二端係與一電阻之該第一端電連接，該電感之該第一端係與一輸入源電連接，該電阻之一第二端係與該輸入電容電連接，且該至少一驅動開關之寄生參數係為該第一驅動開關之一寄生電容。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之驅動電路，其中該驅動電路係藉由該第一驅動開關的導通或截止而控制該輸入電容的充電和放電，且該輸入電容為該第一等效電容，該第一等效電容於充電過程中係滿足下列公式：
    Q1=Coss61*(Vo-Vcc)
    Q2=Ciss*(Vp1-VH)
    Q1≦Q2
    其中，Q1為該第一等效電容充電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q2為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為該第一設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss61為該第一驅動開關之該寄生電容，Ciss為該輸入電容，Vo為該最終穩態值，Vcc為該輸入源之電壓值，Vp1為充電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VH為該第一設定電壓值。
  30. 如申請專利範圍第28項所述之驅動電路，其中該驅動電路係藉由該第一驅動開關的導通或截止而控制該輸入電容的充電和放電，且該輸入電容為該第一等效電容，該第一等效電容於放電過程中係滿足下列公式：
    Q3=Coss61*( Vcc -Vo)
    Q4=Ciss*(Vp2-VL)
    Q3≦Q4
    其中，Q3為該第一等效電容放電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時該第二等效電容上的電荷變化量，Q4為從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值為一第二設定電壓值時該第一等效電容上的電荷變化量，Coss61為該第一驅動開關之該寄生電容，Ciss為該輸入電容，Vo為該最終穩態值，Vcc為該輸入源之電壓值，Vp2為放電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，VL為該第二設定電壓值。
  31. 如申請專利範圍第1項所述之驅動電路，其中在該輸入電容充電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時，該電阻係選用使該最終穩態值大於0.5*(Vp1+Vmax)之阻值，其中Vp1為充電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，Vmax為該輸入電容在電路震盪時保持該功率開關導通所需之電壓值；其中在該輸入電容放電過程中從該電感之電流為零至該輸入電容之電壓值達到該最終穩態值時，該電阻係選用使該最終穩態值小於0.5*(Vp2+Vmin)之阻值，其中Vp2為放電過程中該輸入電容在該電感之電流為零時之電壓值，Vmin為該輸入電容在電路震盪時保持該功率開關關斷所需之電壓值。
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