CN112947657B - 高低端驱动*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种高低端驱动***,包括高端控制模块、以及低端控制模块。该高端控制模块包括设置于高端电压输入侧的稳压单元、以及连接至该稳压单元输出端的电流触发器。该低端控制模块包括连接至该电流触发器第二输入端的降压模块、串连至该降压模块与接地端之间的恒流触发器、以及输入端连接至该稳压单元且输出端连接至接地端的低端定电流源。该电流触发器的参考电压源及该低端定电流源的共同连接至浮动接地以令参考电压配合该浮动接地变更。该恒流触发器接受到第一控制信号时生成牵引电流通过该电流触发器以变更比较电压并输出第二控制信号。

Description

高低端驱动***
技术领域
本发明有关于一种高低端驱动***,特别是指一种不需加压抬升电路的高低端驱动***。
背景技术
驱动电路的基本任务,就是将资讯电子电路传来的信号按照其控制目标的要求,转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间,可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号,对全控型器件则既要提供开通控制信号,又要提供关断控制信号,以保证器件按要求可靠导通或关断。
一般于电路中,低端电路(low side)是指MOSFET接地,驱动信号是基于地信号的装置,在驱动电路中不需要加电压抬升电路,如果是高端电路(high side)即常说的高端驱动,其驱动信号由于是浮动的,需要电压抬升电路将低端电压的电压送至高端电路,以便控制高端电路装置的动作。
发明内容
本发明的主要目的,在于提供一种高低端驱动***,包括高端控制模块、以及低端控制模块。所述高端控制模块包括设置于高端电压输入侧的稳压单元、以及连接至所述稳压单元输出端的电流触发器。所述低端控制模块包括连接至所述电流触发器第二输入端的降压模块、串连至所述降压模块与接地端之间的恒流触发器、以及输入端连接至所述稳压单元且输出端连接至接地端的低端定电流源。所述电流触发器的参考电压源及所述低端定电流源的输入端共同连接至浮动接地以令所述参考电压配合所述浮动接地变更,所述恒流触发器于接受到第一控制信号时生成牵引电流通过所述电流触发器以变更比较电压,所述电流触发器检测到所述比较电压相对所述参考电压变更时输出第二控制信号。
进一步地,所述稳压单元包括连接至所述高端电压输入侧的稳压器、以及连接至所述稳压器输出端的电容。
进一步地,所述稳压器为线性稳压器或开关式稳压器。
进一步地,所述电流触发器包括比较器、输入端连接至所述稳压单元且输出端连接至所述比较器的第一电流源、以及串联于所述第一电流源及所述降压模块之间的负载单元。所述比较器的第一输入端连接至所述第一电流源的输出端以及所述负载单元的输入端之间,所述比较器的第二输入端连接至所述参考电压源,所述参考电压源的一端连接至所述浮动接地以配合所述浮动接地变更所述参考电压。所述恒流触发器包括依据第一控制信号开启或关闭的开关控制器、以及串联连接至所述开关控制器的第二电流源,所述第二电流源的通过电流大于所述第一电流源的通过电流,于所述开关控制器开启时经由串联的所述第一电流源及所述第二电流源变更所述比较器第一输入端的节点电压,经由变更所述节点电压切换所述比较器的输出端以输出所述第二控制信号。
进一步地,所述降压模块包括一个或多个设置于所述电流触发器及所述恒流触发器之间的电晶体开关。
因此,本发明的低端装置可以于指示高端装置执行工作时,在不需要加压抬升电路的情况下输出控制信号至所述高端装置。另一方面,本发明相较于过去使用加压抬升电路的装置的成本更低,具有市场竞争力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中高低端驱动***的方块示意图;
图2为本发明中高低端驱动***的电路示意图;
图3为本发明中高低端驱动***的工作示意图(一);
图4为本发明中高低端驱动***的工作示意图(二)。
图中:
100、高低端驱动***;
10、高端控制模块;11、稳压单元;
111、稳压器;112、电容;
12、电流触发器;121、比较器;
121A、第一输入端;121B、第二输入端;
122、第一电流源;123、负载单元;
20、低端控制模块;21、降压模块;
22、恒流触发器;221、开关控制器;
222、第二电流源;23、低端定电流源;
Vref、参考电压源;PS、供电装置;
HI、高端电压输入侧;FG、浮动接地;
Gnd、接地端;CPU1、第一控制器;
CS1、第一控制信号;CPU2、第二控制器;
CS2、第二控制信号;C1、牵引电流;
Vin1、参考电压;Vin2、节点电压;
Vin3、参考电压;Vin4、节点电压;
Vfg1、浮动电压准位;Vfg2、浮动电压准位;
Vca、电容电压;Vcu1、电流源电压;
Vcu2、电流源电压;124、参考电压源。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。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。
有关本发明之详细说明及技术内容,现就配合附图说明如下。再者,本发明中的附图,为说明方便,其比例未必按实际比例绘制,而有夸大的情况,该等附图及其比例非用以限制本发明之范围。
本发明中所述的低端装置(Low Side),具体是指电路中一端直接连接至接地的装置,本发明中所述的高端装置(High Side),具体是指电路中任意一端均没有连接至接地的装置,在此先予以叙明。
以下针对本发明其中一实施例进行说明,请一并参阅图1及图2,为本发明中高低端驱动***的方块示意图,如图所示。
本实施例提供一种高低端驱动***100,该高低端驱动***100包括高端控制模块10、以及低端控制模块20。其中该高端控制模块10设置于于高端电压输入侧HI及浮动接地FG之间;该低端控制模块20设置于浮动接地FG及接地端Gnd(低端电压输出侧)之间。本实施例中,该高端控制模块10虽然直接连接至供电装置PS的高压输出端上,但是该等配置仅为本发明的其中一可行实施例,本发明的高端控制模块10可以设置于电路上任意非连接至接地端的位置,在此先行叙明。
所述的高端控制模块10包括设置于高端电压输入侧HI的稳压单元11、以及连接至该稳压单元11输出端的电流触发器12。该电流触发器12的输出端连接或耦接至第一控制器CPU1,用以输出第一控制信号至该第一控制器CPU1。
于一实施例中,该稳压单元11包括连接至该高端电压输入侧HI的稳压器111、以及连接至该稳压器111输出端的电容112。于一实施例中,该稳压器111可以是线性稳压器或开关式稳压器,于本发明中不予以限制。
于一实施例中,该电流触发器12包括比较器121、输入端连接至该稳压单元11的该电容112且输出端连接至该比较器121的第一电流源122、以及串联于该第一电流源122及该降压模块21之间的负载单元123。该比较器121的第一输入端121A连接至该第一电流源122的输出端以及该负载单元123的输入端之间,该比较器121的第二输入端121B连接至该参考电压源124,该参考电压源124的一端连接至该浮动接地FG以配合该浮动接地FG变更该参考电压。
所述的低端控制模块20包括连接至该电流触发器12第二输入端的降压模块21、串连至该降压模块21与接地端Gnd之间的恒流触发器22、以及输入端连接至该稳压单元11且输出端连接至接地端Gnd的低端定电流源23。该恒流触发器22的输入端连接或耦接至第二控制器CPU2,依据该第二控制器CPU2输出的信号切换该恒流触发器22的启闭。
于一实施例中,该降压模块21包括一个或多个设置于电流触发器12及该恒流触发器22之间的电晶体开关。于另一实施例中,该降压模块21可以是降压变换器(BuckConverter)、低压差稳压器(Low-DropOut regulator,LDO)或其他类似的装置,于本发明中不予以限制。
于一实施例中,该恒流触发器22包括依据第一控制信号CS1开启或关闭的开关控制器221、以及串联连接至该开关控制器221的第二电流源222。为了控制该第一输入端121A的节点电压,第二电流源222的通过电流大于该第一电流源122的通过电流。于该开关控制器221开启时经由串联的该第一电流源122及该第二电流源222变更该比较器121第一输入端121A的节点电压,并经由变更该节点电压切换该比较器121的输出端以输出该第二控制信号CS2至该第一控制器CPU1。
请一并参阅图3及图4,为本发明中高低端驱动***的工作示意图(一)及工作示意图(二),如图所示。
请先参阅图3,在第一种状态时(例如常时状态),该恒流触发器22为关闭的状态,此时低端定电流源23对该电容112进行充电,浮动接地FG配合该低端定电流源23调整至电压准位Vfg1;此时,由于该电流触发器12的参考电压源124及该低端定电流源23的输入端共同连接至浮动接地FG,因此参考电压Vin1配合该浮动接地FG变更(Vin1=Vref+Vfg1),配合电容112及电流源122的设置,节点电压Vin2是电容112(电容电压Vca)及电流源122(电流源电压Vcu1)以及该浮动接地FG电压的总合(Vin2=Vca+Vcu1+Vfg1),该第一输入端121A的节点电压Vin2可以例如是小于该参考电压Vin1,此时该电流触发器12(比较器121)输出第一信号(例如0或1)。由于该电流触发器12的参考电压源124及该低端定电流源23的输入端共同连接至该浮动接地FG,不管浮动接地FG的电压变更至多少,参考电压Vin1及节点电压Vin2均会同步上升或下降,在参考电压源124的电压Vref以及电容电压Vca、电流源电压Vcu1均为可控的情况下,可以将该电容电压Vca、电流源电压Vcu1的总和配置为小于该参考电压源124的电压Vref,以确保于第一种状态时,该节点电压Vin2会小于该参考电压Vin1。
然后,请参阅图4,在第二种状态时,该恒流触发器22接受到第一控制信号CS1,此时该恒流触发器22开启开关,该第二电流源222串联至该第一电流源122的回路上;由于该第二电流源222大于该第一电流源122,该恒流触发器22将生成牵引电流C1通过该电流触发器12,变更该第一电流源122的通过电流,使第一电流源122的电流源电压由Vcu1变更为Vcu2,以变更比较电压,该电流触发器12检测到该比较电压相对参考电压变更时输出第二信号(第二控制信号CS2)(与第一信号相反;例如第一信号为0,则第二信号为1;第一信号为1,则第二信号为2)。同样地,由于该电流触发器12的参考电压源124及该低端定电流源23的输入端共同连接至浮动接地FG,此时参考电压Vin3会是参考电压源124的电压Vref与浮动电压准位Vfg2的总和(Vin3=Vref+Vfg2),节点电压Vin4(比较电压)会是电容电压Vca与电流源电压Vcu2以及浮动电压准位Vfg2的总和(Vin4=Vca+Vcu2+Vfg2);在浮动电压准位Vfg2可以省略的情况下,当电容电压Vca与电流源电压Vcu2的总和大于电压Vref时将可驱动比较器121输出第二控制信号CS2。
综上所述,本发明的低端装置可以于指示高端装置执行工作时,在不需要加压抬升电路的情况下输出控制信号至该高端装置。另一方面,本发明相较于过去使用加压抬升电路的装置的成本更低,具有市场竞争力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.高低端驱动***,其特征在于,包括:
高端控制模块,包括设置于高端电压输入侧的稳压单元、以及连接至所述稳压单元输出端的电流触发器;以及
低端控制模块,包括连接至所述电流触发器第二输入端的降压模块、串连至所述降压模块与接地端之间的恒流触发器、以及输入端连接至所述稳压单元且输出端连接至接地端的低端定电流源;
其中,所述电流触发器的参考电压源及所述低端定电流源的输入端共同连接至浮动接地以令参考电压配合所述浮动接地变更,所述恒流触发器于接受到第一控制信号时生成牵引电流通过所述电流触发器以变更比较电压,所述电流触发器检测到所述比较电压相对所述参考电压变更时输出第二控制信号。
2.如权利要求1所述的高低端驱动***,其特征在于,所述稳压单元包括连接至所述高端电压输入侧的稳压器、以及连接至所述稳压器输出端的电容。
3.如权利要求2所述的高低端驱动***,其特征在于,所述稳压器为线性稳压器或开关式稳压器。
4.如权利要求1所述的高低端驱动***,其特征在于,所述电流触发器包括比较器、输入端连接至所述稳压单元且输出端连接至所述比较器的第一电流源、以及串联于所述第一电流源及所述降压模块之间的负载单元,所述比较器的第一输入端连接至所述第一电流源的输出端以及所述负载单元的输入端之间,所述比较器的第二输入端连接至所述参考电压源,所述参考电压源的一端连接至所述浮动接地以配合所述浮动接地变更所述参考电压;
所述恒流触发器包括依据第一控制信号开启或关闭的开关控制器、以及串联连接至所述开关控制器的第二电流源,所述第二电流源的通过电流大于所述第一电流源的通过电流,于所述开关控制器开启时经由串联的所述第一电流源及所述第二电流源变更所述比较器第一输入端的节点电压,经由变更所述节点电压切换所述比较器的输出端以输出所述第二控制信号。
5.如权利要求1所述的高低端驱动***,其特征在于,所述降压模块包括一个或多个设置于所述电流触发器及所述恒流触发器之间的电晶体开关。
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