CN114793053A - 切换式转换器电路及其中具有适应性空滞时间的驱动电路 - Google Patents
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Abstract
一种切换式转换器电路及其中具有适应性空滞时间的驱动电路。该切换式转换器电路,用以根据脉宽调制信号,切换其中的电感一端的电压,以转换输入电压为输出电压。切换式转换器电路具有驱动电路,其包括上桥驱动器、下桥驱动器、上桥感测电路以及下桥感测电路。上桥感测电路用以感测上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅‑源极电压,而产生下桥使能信号,以使能下桥驱动器根据脉宽调制信号切换下桥金属氧化物半导体场效晶体管。下桥感测电路用以感测下桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅‑源极电压,而产生上桥使能信号,以使能上桥驱动器根据脉宽调制信号切换上桥金属氧化物半导体场效晶体管。
Description
技术领域
本发明涉及一种切换式转换器电路,特别涉及一种具有适应性空滞时间且可避免短路电流的切换式转换器电路。本发明还涉及切换式转换器电路中的驱动电路。
背景技术
图1A显示一种现有技术的切换式转换器电路10的电路示意图。切换式转换器电路10包含驱动电路11与功率级电路12。如图所示,功率级电路12包括上桥开关121、下桥开关122与电感123。驱动电路11根据脉宽调制(pulse width modulation,PWM)信号P1,产生上桥信号UG与下桥信号LG。上桥开关121与下桥开关122分别根据上桥信号UG与下桥信号LG而操作,以将输入电压Vin转换为输出电压Vout,并产生电感电流IL,流经功率级电路12的电感123。
如图1A所示的切换式转换器电路10中,功率级电路12为一种降压型功率级电路。于正常操作时,上桥开关121与下桥开关122轮流导通,以将电感123与相位节点LX电连接的一端切换于输入电压Vin与接地电位GND之间,而使电感电流IL在以下两个电流通道之间轮流切换:一是由输入电压Vin流经上桥开关121至相位节点LX再流经电感L到输出端;另一是由接地电位GND流经下桥开关122至相位节点LX再流经电感L到输出端。在正常操作中,上桥开关121与下桥开关122必须避免同时导通,以避免电路击穿(shoot through),造成电路损坏。因此,需要以上桥开关121与下桥开关122都不导通的空滞时间(dead time),隔开上桥开关121与下桥开关122的导通时段。
图1B显示现有技术的驱动电路11的电路示意图。如图1B所示,驱动电路11包括闩锁电路111与112、位准偏移电路113、反相器114、延迟电路115与116以及其他多个反相器。其中,PWM信号P1作为闩锁电路111的重置信号,当PWM信号P1为低电位,闩锁电路111输出高电位,经位准偏移电路113后,再经过3个反相器,所产生的上桥信号UG为低电位,而不导通上桥开关121。当PWM信号P1转为高电位,则需要视延迟电路116的输出信号而决定是否使上桥信号UG转为高电位,而导通上桥开关121。
另一方面,PWM信号P1经过反相器114,其反相信号作为闩锁电路112的重置信号,当PWM信号P1为高电位,闩锁电路112输出高电位,经过3个反相器,所产生的下桥信号LG为低电位,而不导通下桥开关122。当PWM信号P1转为低电位,则需要视延迟电路115的输出信号而决定是否使下桥信号LG转为高电位,而导通上桥开关121。
闩锁电路111的输出信号,经过延迟电路115延迟预设固定的一段上桥延迟时间后,输入闩锁电路112,作为闩锁电路112的设定信号,以使能闩锁电路112根据PWM信号P1的反相信号,产生下桥信号LG。而另一方面,闩锁电路112的输出信号,经过延迟电路116延迟预设固定的一段下桥延迟时间后,输入闩锁电路111,作为闩锁电路111的设定信号,以使能闩锁电路111根据PWM信号P1,产生上桥信号UG。
其中,上桥延迟时间必须足够长以涵盖上桥开关121结束导通后的空滞时间;且下桥延迟时间必须足够长以涵盖下桥开关122结束导通后的空滞时间,以避免上桥开关121与下桥开关122同时导通。其中,驱动电路11根据直流电压VCC产生自举电压BOOT。位准偏移电路113将经过闩锁电路111后的PWM信号P1,位准偏移(level shift)至启动电压区间(bootvoltage domain)。
同时参阅图1A,在切换式转换器电路10的正常操作中,空滞时间为固定的一段预设期间。在下桥开关122结束导通后,经过固定的空滞时间后,上桥开关121导通,在此空滞时间后,下桥开关122中的寄生二极管LD由顺向偏压转换为逆向偏压。而在另一个空滞时间,上桥开关121结束导通后,而下桥开关122尚未导通前的空滞时间,下桥开关122中的寄生二极管LD由逆向偏压转换为顺向偏压,在此空滞时间,电感电流IL仅由接地电位GND流经下桥开关122中的寄生二极管LD至相位节点LX再流经电感L。也就是说,在一个上桥开关121与下桥开关122切换周期,于前述两个空滞时间中,下桥开关122中的寄生二极管LD的PN接口有两次的偏压反转,造成反向恢复电荷(reverse recovery charge,Qrr)的电能与时间损失。
现有技术切换式转换器电路10的正常操作中,空滞时间必须预设为足够长的固定时间,以满足因为切换式转换器电路10中的电子元件与电路在各种制造程序中产生的误差,所导致的不同的空滞时间的需求。也就是说,空滞时间必须预设为超过因为各种不同的误差所导致的不同的空滞时间的需求中最大值,以避免上桥开关121与下桥开关122同时导通。如此一来,对于大部分仅需较短空滞时间的切换式转换器电路10而言,过长的空滞时间将会产生较严重的反向恢复电荷的电能与时间损失,以及较严重的顺向导通的电能损失,因而导致相对较低的转换效率。
相较于前述的现有技术,本发明提出一种具有适应性空滞时间的切换式转换器电路及其中的驱动电路,可避免上桥开关与下桥开关同时导通而造成的短路电流,同时降低反向恢复电荷与顺向导通的电能损失,以提高转换效率。
发明内容
就其中一个观点言,本发明提供了一种切换式转换器电路,用以根据一脉宽调制(pulse width modulation,PWM)信号,切换一电感的一第一端于一第一电压与一第二电压之间,以转换一输入电压为一输出电压,该切换式转换器电路包含:一上桥金属氧化物半导体场效晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET),耦接于该第一电压与该电感的该第一端之间;一下桥MOSFET,耦接于该第二电压与该电感的该第一端之间;以及一驱动电路,包括:一上桥驱动器,用以根据该PWM信号,产生一上桥驱动信号,而驱动该上桥MOSFET;一下桥驱动器,用以根据该PWM信号,产生一下桥驱动信号,而驱动该下桥MOSFET;一上桥感测电路,用以感测该上桥MOSFET的栅-源极电压,并根据该上桥MOSFET的栅-源极电压,产生一下桥使能信号,以示意该上桥MOSFET的不导通状态,其中,该下桥使能信号使能该下桥驱动器,根据该PWM信号而切换该下桥MOSFET;以及一下桥感测电路,用以感测该下桥MOSFET的栅-源极电压,并根据该下桥MOSFET的栅-源极电压,产生一上桥使能信号,以示意该下桥MOSFET的不导通状态,其中,该上桥使能信号使能该上桥驱动器,根据该PWM信号而切换该上桥MOSFET。
就另一个观点言,本发明也提供了一种切换式转换器电路的驱动电路,包含:一上桥驱动器,用以根据一PWM信号,产生一上桥驱动信号,而驱动一上桥MOSFET;一下桥驱动器,用以根据该PWM信号,产生一下桥驱动信号,而驱动一下桥MOSFET;一上桥感测电路,用以感测该上桥MOSFET的栅-源极电压,并根据该上桥MOSFET的栅-源极电压,产生一下桥使能信号,以示意该上桥MOSFET的不导通状态,其中,该下桥使能信号使能该下桥驱动器,根据该PWM信号而切换该下桥MOSFET;以及一下桥感测电路,用以感测该下桥MOSFET的栅-源极电压,并根据该下桥MOSFET的栅-源极电压,产生一上桥使能信号,以示意该下桥MOSFET的不导通状态,其中,该上桥使能信号使能该上桥驱动器,根据该PWM信号而切换该上桥MOSFET。
在一较佳实施例中,该下桥感测电路包括一下桥感测MOSFET,其具有与该下桥MOSFET相同的导电型,且该下桥感测MOSFET的栅极与该下桥MOSFET的栅极耦接,且该下桥感测MOSFET的源极与该下桥MOSFET的源极耦接,以使该下桥感测MOSFET根据该下桥MOSFET的栅-源极电压,于该下桥感测MOSFET的漏极产生该上桥使能信号。
在一较佳实施例中,该下桥感测电路还包括一电流源,耦接于该上桥使能信号与该上桥驱动器的一自举(bootstrap)电压之间,以使该上桥使能信号的多个逻辑位准,位准偏移(level shift)至一启动电压区间(boot voltage domain),其中该上桥驱动器包括一使能逻辑电路,用以接收该上桥使能信号以使能该上桥驱动器根据该PWM信号切换该上桥MOSFET。
在一较佳实施例中,该下桥感测电路还包括一电流源,耦接于该上桥使能信号与一直流电压之间,其中该直流电压用以产生该上桥驱动器的一自举(bootstrap)电压,其中该上桥驱动器包括彼此耦接的一使能逻辑电路与一位准偏移电路,以接收该上桥使能信号,而使能该上桥驱动器根据该PWM信号切换该上桥MOSFET。
在一较佳实施例中,该下桥感测电路包括一下桥比较器,用以比较该下桥MOSFET的该栅-源极电压与一下桥参考电压,以产生该上桥使能信号,其中该上桥驱动器包括彼此耦接的一使能逻辑电路与一位准偏移电路,用以接收该上桥使能信号以使能该上桥驱动器根据该PWM信号切换该上桥MOSFET。
在一较佳实施例中,该上桥感测电路的一上桥感测MOSFET的导通阈值电压的绝对值低于或等于该上桥MOSFET的导通阈值电压的绝对值,且该下桥感测MOSFET的导通阈值电压的绝对值低于或等于该下桥MOSFET的导通阈值电压的绝对值。
在一较佳实施例中,该上桥感测电路包括一上桥感测MOSFET,其具有与该上桥MOSFET互补的导电型,且该上桥感测MOSFET的栅极与该上桥MOSFET的源极耦接,且该上桥感测MOSFET的源极与该上桥MOSFET的栅极耦接,以使该上桥感测MOSFET根据该上桥MOSFET的栅-源极电压,于该上桥感测MOSFET的漏极产生该下桥使能信号。
在一较佳实施例中,该上桥感测电路包括:一上桥感测MOSFET,其具有与该上桥MOSFET相同的导电型;以及一上桥钳位MOSFET,其具有与该上桥MOSFET互补的导电型,且该上桥钳位MOSFET与该上桥感测MOSFET串联耦接至该上桥驱动器的一自举(bootstrap)电压;其中,该上桥MOSFET的栅极与源极分别对应耦接于该上桥感测MOSFET的栅极与该上桥钳位MOSFET的栅极,以使该上桥钳位MOSFET根据该上桥MOSFET的栅-源极电压而于该上桥钳位MOSFET的漏极产生该下桥使能信号。
在一较佳实施例中,该上桥感测电路包括:一上桥感测MOSFET,其具有与该上桥MOSFET互补的导电型;以及一上桥钳位MOSFET,其具有与该上桥MOSFET互补的导电型,且该上桥钳位MOSFET与该上桥感测MOSFET串联耦接至该上桥驱动器的一自举(bootstrap)电压;其中,该上桥MOSFET的栅极与源极分别对应耦接于该上桥感测MOSFET的栅极与该上桥钳位MOSFET的栅极,以使该上桥钳位MOSFET根据该上桥MOSFET的栅-源极电压而于该上桥钳位MOSFET的漏极产生该下桥使能信号。
在一较佳实施例中,该上桥感测电路包括:一上桥感测MOSFET,其中该上桥感测MOSFET的导通阈值电压的绝对值低于或等于该上桥MOSFET的导通阈值电压的绝对值,且该下桥感测电路包括一下桥感测MOSFET,其中该下桥感测MOSFET的导通阈值电压的绝对值低于或等于该下桥MOSFET的导通阈值电压的绝对值。
在一较佳实施例中,该上桥MOSFET具有与该下桥MOSFET相同的导电型。
以下通过具体实施例详加说明,会更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1A显示一种现有技术的切换式转换器电路10的示意图。
图1B显示现有技术的驱动电路11的电路示意图。
图2显示根据本发明切换式转换器电路20的示意图。
图3显示根据本发明的驱动电路21的一种实施例。
图4显示根据本发明的驱动电路31的一种实施例。
图5显示根据本发明的驱动电路41的一种实施例。
图6显示根据本发明的驱动电路51的一种实施例。
图中符号说明
10,20:切换式转换器电路
11,21,31,41,51:驱动电路
12:功率级电路
23:负载电路
111,112:闩锁电路
113:位准偏移电路
114:反相器
115,116:延迟电路
121:上桥开关
122:下桥开关
123:电感
211,311,411,511:上桥驱动器
212,312,412,512:上桥感测电路
213,313,413,513:下桥驱动器
214,314,414,514:下桥感测电路
221:上桥MOSFET
222:下桥MOSFET
223:电感
315,415,515,516:位准偏移电路
514:下桥比较器
2121,3121,4121:上桥感测MOSFET
2122,2142,3122,3142,4122,4142:电流源
2141,3141,4141:下桥感测MOSFET
3111,3131,4111,4131,5111,5131:使能逻辑电路
3123,4123:上桥钳位MOSFET
5121:上桥比较器
BOOT:自举电压
ENH:上桥使能信号
ENL:下桥使能信号
GND:接地电位
IL:电感电流
LD:寄生二极管
LG:下桥信号
LX:相位节点
P1:PWM信号
SH:上桥PWM信号
SL:下桥PWM信号
VCC:直流电压
Vin:输入电压
Vout:输出电压
Vref1:上桥参考电压
Vref2:下桥参考电压
UG:上桥信号
具体实施方式
本发明中的附图均属示意,主要意在表示各电路间的耦接关系,以及各信号波形之间的关系,至于电路、信号波形与频率则并未依照比例绘制。
图2显示根据本发明切换式转换器电路20的示意图。切换式转换器电路20用以根据脉宽调制(pulse width modulation,PWM)信号P1,切换电感223的第一端(在本实施例中为与相位节点LX电连接的一端)于第一电压(在本实施例中为输入电压Vin)与一第二电压(在本实施例中为接地电位GND)之间,以转换输入电压Vin为输出电压Vout,而提供电源给负载电路23。切换式转换器电路20包含:上桥金属氧化物半导体场效晶体管(metal oxidesemiconductor field effect transistor,MOSFET)221、下桥MOSFET222以及驱动电路21。
在本实施例中,上桥MOSFET耦接于输入电压Vin与相位节点LX(电感的第一端)之间。下桥MOSFET耦接于接地电位GND与相位节点LX(电感的第一端)之间。需说明的是,除了降压型功率级电路,本发明也可以应用于升压型功率级电路与升降压型功率级电路,只要具有上桥MOSFET与下桥MOSFET的功率级电路,都可应用本发明改善转换效率与降低反向恢复电荷损失,只需要对应改变的电感的第一端耦接的接点,与改变上桥MOSFET与下桥MOSFET耦接的相对接点于:输入电压、接地电位、相位节点与输出电压即可。
驱动电路21用以根据相关于输出电压Vout反馈信号的PWM信号P1,产生上桥驱动信号UG与下桥驱动信号LG,而对应操作上桥MOSFET221与下桥MOSFET222,以将电感223的第一端切换于第一电压(输入电压Vin)与第二电压(接地电位GND)之间。驱动电路21包括:上桥驱动器211、下桥驱动器213、上桥感测电路212以及下桥感测电路214。
上桥驱动器211用以根据PWM信号P1,产生上桥驱动信号UG,而驱动上桥MOSFET221。下桥驱动器213用以根据PWM信号P1,产生下桥驱动信号LG,而驱动下桥MOSFET222。上桥感测电路212用以感测上桥MOSFET221的栅-源极电压,而产生下桥使能信号ENL,以示意上桥MOSFET221的不导通状态。下桥使能信号ENL使能下桥驱动器213根据PWM信号P1,切换下桥MOSFET222。下桥感测电路214用以感测下桥MOSFET222的栅-源极电压,而产生上桥使能信号ENH,以示意下桥MOSFET222的不导通状态。其中,上桥使能信号ENH使能上桥驱动器211根据PWM信号P1,切换上桥MOSFET221。
具体以图2所示的实施例而言,上桥MOSFET221例如为N型MOSFET,上桥感测电路212感测上桥MOSFET221的栅-源极电压,于上桥MOSFET221的栅-源极电压的绝对值高于第一阈值电压,亦即示意上桥MOSFET221导通或接近导通时,上桥感测电路212例如将下桥使能信号ENL改变为禁止位准,以禁止下桥MOSFET222的导通。在一种较佳的实施例中,第一阈值电压例如为正值且低于或等于上桥MOSFET221的导通阈值电压,以确保上桥MOSFET221导通时,使能信号ENL改变为禁止位准。如此一来,即可确保在上桥MOSFET221导通时,下桥MOSFET222必为不导通。其中,上桥MOSFET221的导通阈值电压例如为正值。
另一方面,于上桥MOSFET221的栅-源极电压低于第一阈值电压,亦即示意上桥MOSFET221为不导通时,上桥感测电路212例如将下桥使能信号ENL改变为使能位准,以使能下桥驱动器213,根据PWM信号P1而切换下桥MOSFET222。
同样的,当上桥MOSFET221为P型MOSFET,则上桥感测电路212例如感测上桥MOSFET221的栅-源极电压,于上桥MOSFET221的栅-源极电压的绝对值高于第一阈值电压,亦即示意上桥MOSFET221导通或接近导通时,上桥感测电路212将下桥使能信号ENL改变为高电位禁止位准,以禁止下桥MOSFET222的导通。如此一来,即可确保在上桥MOSFET221导通时,下桥MOSFET222必为不导通。其中,上桥MOSFET221例如为P型MOSFET,其导通阈值电压例如为负值,且第一阈值电压小于等于上桥MOSFET221的导通阈值电压的绝对值。
另一方面,于上桥MOSFET221的栅-源极电压的绝对值低于第一阈值电压时,亦即示意上桥MOSFET221为不导通时,上桥感测电路212例如将下桥使能信号ENL改变为使能位准,以使能下桥驱动器213,根据PWM信号P1而切换下桥MOSFET222。
请继续参阅图2,如图2所示,下桥MOSFET222例如为N型MOSFET,下桥感测电路214感测下桥MOSFET222的栅-源极电压,于下桥MOSFET222的栅-源极电压的绝对值高于第二阈值电压,亦即示意下桥MOSFET222为导通时,下桥感测电路214例如将上桥使能信号ENH改变为高电位。在一种较佳的实施例中,第二阈值电压例如为正值且低于或等于下桥MOSFET222的导通阈值电压,以确保下桥MOSFET222导通时,使能信号ENH改变为禁止位准。如此一来,即可确保在下桥MOSFET222导通时,上桥MOSFET221必为不导通。其中,下桥MOSFET222的导通阈值电压例如为正值。在一较佳实施例中,上桥MOSFET221具有与该下桥MOSFET222相同的导电型,例如图2中二者都为N型MOSFET。
另一方面,于下桥MOSFET222的栅-源极电压低于第二阈值电压,亦即示意下桥MOSFET222为不导通时,下桥感测电路214例如将上桥使能信号ENH改变为使能位准,以使能上桥驱动器211,根据PWM信号P1而切换上桥MOSFET221。同样的,当下桥MOSFET222为P型MOSFET,则下桥感测电路214例如感测下桥MOSFET222的栅-源极电压,于下桥MOSFET222的栅-源极电压的绝对值高于第二阈值电压时,下桥感测电路214将上桥使能信号ENH改变为示意禁止位准。如此一来,即可确保在下桥MOSFET222导通时,上桥MOSFET221不导通。其中,下桥MOSFET222例如为P型MOSFET,其导通阈值电压例如为负值,且第二阈值电压小于等于下桥MOSFET222的导通阈值电压的绝对值。其中上述的使能位准与禁止位准的实际位准可依具体电路的需求而配置,容后详述。
综言之,上桥感测电路212与下桥感测电路214分别感测上桥MOSFET221的栅-源极电压与下桥MOSFET222的栅-源极电压,以分别于确认上桥MOSFET221与下桥MOSFET222不导通时,可实时地对应使能下桥驱动器213根据PWM信号P1,切换下桥MOSFET222,及使能上桥驱动器211根据PWM信号P1,切换上桥MOSFET221。如此一来,可以不需要如现有技术的切换式转换器电路10,以固定过长的上桥延迟时间与下桥延迟时间,来隔开上桥开关121与下桥开关122的导通时间。相较于现有技术,本发明可以减少反向恢复电荷的电能与时间损失,也可以提高转换效率。
图3显示根据本发明的驱动电路21的一种实施例。如图3所示,驱动电路21包括:上桥驱动器211、上桥感测电路212、下桥驱动器213以及下桥感测电路214。其中,上桥感测电路212例如包括上桥感测MOSFET2121与电流源2122;下桥感测电路214例如包括下桥感测MOSFET2141与电流源2142。其中,PWM信号P1经缓冲器产生上桥PWM信号SH,其中PWM信号P1与上桥PWM信号SH同相;PWM信号P1经反相器产生下桥PWM信号SL,其中PWM信号P1与下桥PWM信号SL反相。
如图3所示,下桥感测MOSFET2141具有与下桥MOSFET222相同的导电型;下桥感测MOSFET2141与下桥MOSFET222例如都为N型MOSFET。且下桥感测MOSFET2141的栅极与下桥MOSFET222的栅极耦接,且下桥感测MOSFET2141的源极与下桥MOSFET222的源极耦接,如图3所示,下桥感测MOSFET2141的源极与下桥MOSFET222的源极都电连接于接地电位GND。如此一来,使下桥感测MOSFET2141根据下桥MOSFET222的栅-源极电压,于下桥感测MOSFET2141的漏极产生上桥使能信号ENH。
请继续参阅图3,下桥感测电路214还包括电流源2142,耦接于上桥使能信号ENH与上桥驱动器21的自举(bootstrap)电压BOOT之间,以使上桥使能信号ENH的多个逻辑位准,位准偏移(level shift)至启动电压区间(boot voltage domain),使得上桥驱动器211可以根据上桥使能信号ENH判断下桥MOSFET222是否不导通。其中上桥驱动器211包括使能逻辑电路(如图3所示的P型MOSFET与电流源所形成的位准偏移反相器、耦接于后的另一个反相器和与非门),用以接收上桥使能信号ENH以使能上桥驱动器211根据PWM信号P1切换上桥MOSFET221。
如图3所示,上桥驱动器211例如包括P型MOSFET、作为使能逻辑电路的与非门、电流源与2个反相器。下桥驱动器213例如包括作为使能逻辑电路的与非门与2个反相器。
举例而言,如图3所示,下桥感测MOSFET2141的导通阈值电压等于前述第二阈值电压,并低于或等于下桥MOSFET222的导通阈值电压。当下桥感测MOSFET2141导通,示意下桥MOSFET222导通或接近导通,也表示上桥MOSFET221不应导通。在此情况,下桥感测电路214将上桥使能信号ENH改变为禁止位准(本实施例为低电位),以禁止上桥PWM信号SH,确保上桥MOSFET221不导通。具体而言,位准偏移后的上桥使能信号ENH输入上桥驱动器211中的P型MOSFET的栅极,使P型MOSFET导通,输出高电位给反相器,因此,上桥驱动器211中的与非门的一输入端为代表0的低电位,此时无论上桥PWM信号SH的逻辑位准为何,与非门的输出端都输出代表1的高电位,此高电位再经过反相器后,输出低电位,也就是上桥驱动信号UG为低电位,上桥MOSFET221不导通。
当下桥感测MOSFET2141不导通,示意下桥MOSFET222必定不导通,也表示此时上桥MOSFET221可根据上桥PWM信号SH而操作。在此情况,下桥感测电路214将上桥使能信号ENH改变为使能位准(本实施例为高电位)以使能上桥PWM信号SH。具体而言,位准偏移后的上桥使能信号ENH输入上桥驱动器211中的P型MOSFET的栅极,使P型MOSFET不导通,而输出低电位给反相器,因此,上桥驱动器211中的与非门的一输入端为代表1的高电位。当上桥PWM信号SH为代表1的高电位,与非门的输出端为代表0的低电位,此低电位再经过反相器后,输出高电位,也就是上桥驱动信号UG为高电位,上桥MOSFET221导通;同理,当上桥PWM信号SH为代表0的低电位,上桥驱动信号UG为低电位,上桥MOSFET221不导通。也就是说,当下桥感测MOSFET2141不导通,上桥使能信号ENH为高电位(使能),上桥驱动器211根据PWM信号P1而切换上桥MOSFET221。
请继续参阅图3,上桥感测MOSFET2121具有与上桥MOSFET221互补的导电型;上桥感测MOSFET2121例如为P型MOSFET;而上桥MOSFET221例如为N型MOSFET。且上桥感测MOSFET2121的栅极与上桥MOSFET221的源极耦接,且上桥感测MOSFET2121的源极与上桥MOSFET221的栅极耦接。如此一来,使上桥感测MOSFET2121根据上桥MOSFET221的栅-源极电压,于上桥感测MOSFET2121的漏极产生下桥使能信号ENL。
请继续参阅图3,上桥感测电路212还包括电流源2122,耦接于下桥使能信号ENL与接地电位GND之间,以使下桥驱动器213可以根据下桥使能信号ENL判断上桥MOSFET221是否不导通。其中下桥驱动器213包括使能逻辑电路(如图3所示的与非门),用以根据下桥使能信号ENL以使能下桥驱动器213根据PWM信号P1切换下桥MOSFET222。
另一方面,举例而言,如图3所示,上桥感测MOSFET2121的导通阈值电压等于前述第一阈值电压,其绝对值低于或等于上桥MOSFET221的导通阈值电压。当上桥感测MOSFET2121导通,示意上桥MOSFET221导通或接近导通,也表示下桥MOSFET222不应导通。在此情况,上桥感测电路212将下桥使能信号ENL改变为禁止位准(本实施例为高电位),以禁止下桥PWM信号SL,确保下桥MOSFET222不导通。具体而言,高电位的下桥使能信号ENL输入下桥驱动器213中的反相器,因此,下桥驱动器213中的与非门的一输入端为代表0的低电位,此时无论下桥PWM信号SL的逻辑位准为何,与非门的输出端都输出代表1的高电位,此高电位再经过反相器后,输出低电位,也就是下桥驱动信号LG为低电位,下桥MOSFET222不导通。
当上桥感测MOSFET2121不导通,示意上桥MOSFET221必定不导通,也表示此时下桥MOSFET222可根据下桥PWM信号SL而操作。在此情况,上桥感测电路212将下桥使能信号ENL改变为使能位准(本实施例为低电位)以使能下桥PWM信号SL。具体而言,低电位的下桥使能信号ENL输入下桥驱动器213中的反相器,因此,下桥驱动器213中的与非门的一输入端为代表1的高电位。当下桥PWM信号SL为代表1的高电位,与非门的输出端为代表0的低电位,此低电位再经过反相器后,输出高电位,也就是下桥驱动信号LG为高电位,下桥MOSFET222导通;同理,当下桥PWM信号SL为代表0的低电位,下桥驱动信号LG为低电位,下桥MOSFET222不导通。也就是说,当上桥感测MOSFET2121不导通,下桥使能信号ENL为低电位(使能),下桥驱动器213根据下桥PWM信号SL,也就是PWM信号P1的反相信号,而切换下桥MOSFET222。
图4显示根据本发明的驱动电路31的一种实施例。如图4所示,驱动电路31包括:上桥驱动器311、上桥感测电路312、下桥驱动器313以及下桥感测电路314。其中,上桥感测电路312例如包括上桥感测MOSFET3121、电流源3122与上桥钳位MOSFET3123;下桥感测电路314例如包括下桥感测MOSFET3141与电流源3142。其中,PWM信号P1即为上桥PWM信号SH,示意PWM信号P1与上桥PWM信号SH同相;PWM信号P1经反相器产生下桥PWM信号SL,其中PWM信号P1与下桥PWM信号SL反相。
如图4所示,下桥感测MOSFET3141具有与下桥MOSFET222相同的导电型;下桥感测MOSFET3141与下桥MOSFET222例如都为N型MOSFET。且下桥感测MOSFET3141的栅极与下桥MOSFET222的栅极耦接,且下桥感测MOSFET3141的源极与下桥MOSFET222的源极耦接,如图4所示,下桥感测MOSFET3141的源极与下桥MOSFET222的源极都电连接于接地电位GND。如此一来,使下桥感测MOSFET3141根据下桥MOSFET222的栅-源极电压,于下桥感测MOSFET3141的漏极产生上桥使能信号ENH。
请继续参阅图4,下桥感测电路314还包括电流源3142,耦接于上桥使能信号ENH与直流电压VCC之间,其中直流电压VCC用以产生上桥驱动器311的自举电压BOOT。其中上桥驱动器311包括彼此耦接的使能逻辑电路3111与位准偏移电路315。位准偏移电路315用以使使能逻辑电路3111的输出信号,往上位准偏移(level shift)至启动电压区间(bootvoltage domain),使得上桥驱动器311可以根据上桥使能信号ENH判断下桥MOSFET222是否不导通。其中使能逻辑电路3111,用以接收上桥使能信号ENH以使能上桥驱动器311根据PWM信号P1切换上桥MOSFET221。
举例而言,如图4所示,下桥感测MOSFET3141的导通阈值电压低于或等于下桥MOSFET222的导通阈值电压。当下桥感测MOSFET3141导通,示意下桥MOSFET222导通或接近导通,也表示上桥MOSFET221不应导通。在此情况,下桥感测电路314将上桥使能信号ENH改变为禁止位准(本实施例为低电位),以禁止上桥PWM信号SH,确保上桥MOSFET221不导通。
具体而言,低电位的上桥使能信号ENH输入上桥驱动器311中的反相器,而输出高电位给使能逻辑电路3111。使能逻辑电路3111例如为如图4所示的与非门闩锁电路。因此,使能逻辑电路3111的一输入端,例如为与非门闩锁电路的重置引脚,接收上桥PWM信号SH;另一端例如为与非门闩锁电路的设定引脚,接收反相的上桥使能信号ENH。
当上桥PWM信号SH为代表0的低电位,使能逻辑电路3111输出代表1的高电位,此高电位再经过位准偏移电路315后,再经过3个反相器,产生的上桥驱动信号UG为低电位,上桥MOSFET221不导通。
当上桥PWM信号SH由代表0的低电位转为代表1的高电位,此时上桥使能信号ENH逻辑位准为代表0的低电位,其反相信号为代表1的高电位,使能逻辑电路3111输出代表1的高电位,上桥驱动信号UG为低电位,上桥MOSFET221也不导通。也就是说,当上桥使能信号ENH为低电位(本实施例对应为禁止),无论上桥PWM信号SH的逻辑位准为何,上桥驱动信号UG为低电位,上桥MOSFET221不导通。
另一方面,当下桥感测MOSFET2141不导通,示意下桥MOSFET222必定不导通,也表示此时上桥MOSFET221可根据上桥PWM信号SH而操作。在此情况,下桥感测电路314将上桥使能信号ENH改变为使能位准(本实施例为高电位)以使能上桥PWM信号SH。具体而言,上桥使能信号ENH的反相信号为代表0的低电位,输入与非门闩锁电路的设定引脚。则与非门闩锁电路的输出信号为与上桥PWM信号SH反相的信号,此信号经过位准偏移电路315后,再经过3个反相器(形成级进缓冲电路,tapered buffer),即可使上桥驱动信号UG与上桥PWM信号SH同相。也就是说,当下桥感测MOSFET3141不导通,示意下桥MOSFET222确定不导通,上桥使能信号ENH为高电位(使能),上桥驱动器311根据与PWM信号P1相同的上桥PWM信号SH,而切换上桥MOSFET221。
请继续参阅图4,上桥感测电路312包括上桥感测MOSFET3121、电流源3122与上桥钳位MOSFET3123。上桥感测MOSFET3121具有与上桥MOSFET221相同的导电型;上桥钳位MOSFET3123其具有与该上桥MOSFET互补的导电型,且上桥钳位MOSFET3123与上桥感测MOSFET3121串联耦接至上桥驱动器311的自举(bootstrap)电压BOOT。上桥感测MOSFET3121与上桥MOSFET221例如为N型MOSFET。上桥钳位MOSFET3123例如为P型MOSFET。上桥MOSFET221的栅极与源极分别对应耦接于上桥感测MOSFET3121的栅极与上桥钳位MOSFET3123的栅极,以使上桥感测MOSFET3121与上桥钳位MOSFET3123根据上桥MOSFET221的栅-源极电压而于上桥钳位MOSFET3123的漏极产生下桥使能信号ENL。
请继续参阅图4,上桥感测电路312的电流源3122,耦接于下桥使能信号ENL与接地电位GND之间,以使下桥驱动器313可以根据下桥使能信号ENL判断上桥MOSFET221是否不导通。其中下桥驱动器313包括使能逻辑电路3131,用以接收下桥使能信号ENL以使能下桥驱动器313根据与PWM信号P1反相的下桥PWM信号SL,而切换下桥MOSFET222。
举例而言,如图4所示,当上桥感测MOSFET3121导通,示意上桥MOSFET221导通或接近导通,也表示下桥MOSFET222不应导通。在此情况,上桥感测电路312将下桥使能信号ENL改变为禁止位准(本实施例为高电位),以禁止下桥PWM信号SL,确保下桥MOSFET222不导通。
具体而言,高电位的下桥使能信号ENL输入使能逻辑电路3131。使能逻辑电路3131例如为如图4所示的与非门闩锁电路。因此,使能逻辑电路3131的一输入端,例如为与非门闩锁电路的重置引脚,接收下桥PWM信号SL;另一端例如为与非门闩锁电路的设定引脚,接收下桥使能信号ENL。
当下桥PWM信号SL为代表0的低电位,使能逻辑电路3131输出代表1的高电位,此高电位再经过3个反相器,产生的下桥驱动信号LG为低电位,下桥MOSFET222不导通。
当下桥PWM信号SL由代表0的低电位转为代表1的高电位,此时下桥使能信号ENL逻辑位准为代表1的高电位,使能逻辑电路3131输出代表1的高电位,下桥驱动信号LG为低电位,下桥MOSFET222也不导通。也就是说,当下桥使能信号ENL为高电位(禁止),无论下桥PWM信号SL的逻辑位准为何,下桥驱动信号LG为低电位,下桥MOSFET222不导通。
另一方面,当上桥感测MOSFET3121不导通,示意上桥MOSFET221必定不导通,也表示此时下桥MOSFET222可根据下桥PWM信号SL而操作。在此情况,上桥感测电路312将下桥使能信号ENL改变为使能位准(本实施例为低电位)以使能下桥PWM信号SL。具体而言,低电位的下桥使能信号ENL输入与非门闩锁电路的设定引脚,与非门闩锁电路的输出信号为与下桥PWM信号SL反相的信号,此信号经过3个反相器,即可使下桥驱动信号LG与下桥PWM信号SL同相。也就是说,当上桥感测MOSFET3121不导通,示意上桥MOSFET221不导通,下桥使能信号ENL为低电位(使能),下桥驱动器313根据与PWM信号P1反相的下桥PWM信号SL,而切换下桥MOSFET222。
图5显示根据本发明的驱动电路41的一种实施例。如图5所示,驱动电路41包括:上桥驱动器411、上桥感测电路412、下桥驱动器413以及下桥感测电路414。其中,上桥感测电路412例如包括上桥感测MOSFET4121、电流源4122与上桥钳位MOSFET4123;下桥感测电路414例如包括下桥感测MOSFET4141与电流源4142。上桥驱动器411例如包括彼此耦接的使能逻辑电路4111与位准偏移电路415以及4个反相器。下桥驱动器413例如包括使能逻辑电路4131与4个反相器。其中,PWM信号P1即为上桥PWM信号SH,示意PWM信号P1与上桥PWM信号SH同相;PWM信号P1经反相器产生下桥PWM信号SL,示意PWM信号P1与下桥PWM信号SL反相。
本实施例与图4所示的实施例不同之处在于,在本实施例中,上桥感测MOSFET4121具有与上桥MOSFET221互补的导电型,上桥感测MOSFET4121例如为P型MOSFET。上桥MOSFET221例如为N型MOSFET。因此,本实施例的下桥使能信号ENL与图4所示的实施例的下桥使能信号ENL彼此反相。在本实施例中,下桥使能信号ENL经过反相器后产生与图4所示的实施例的下桥使能信号ENL相同的信号。除此之外,本实施例的其余部分都与图4所示的实施例相同,请参阅图4的说明。
图6显示根据本发明的驱动电路51的一种实施例。如图6所示,驱动电路51包括:上桥驱动器511、上桥感测电路512、下桥驱动器513以及下桥感测电路514。其中,上桥感测电路512例如包括上桥比较器5121与位准偏移电路516;下桥感测电路例如包括下桥比较器514。上桥驱动器511例如包括彼此耦接的使能逻辑电路5111与位准偏移电路515以及3个反相器。下桥驱动器513例如包括使能逻辑电路5131与3个反相器。其中,PWM信号P1即为上桥PWM信号SH,示意PWM信号P1与上桥PWM信号SH同相;PWM信号P1经反相器产生下桥PWM信号SL,其中PWM信号P1与下桥PWM信号SL反相。
如图6所示,下桥比较器514用以比较下桥MOSFET222的栅-源极电压与下桥参考电压Vref2,以产生上桥使能信号ENH。在一种较佳的实施例中,下桥参考电压Vref2低于或等于下桥MOSFET222的导通阈值电压。如此一来,使下桥比较器514根据下桥MOSFET222的栅-源极电压,于下桥比较器514的输出端产生上桥使能信号ENH。
请继续参阅图6,上桥驱动器511的使能逻辑电路5111,用以接收上桥使能信号ENH以使能上桥驱动器511根据PWM信号P1切换上桥MOSFET221。
举例而言,如图6所示,当下桥MOSFET222导通或接近导通时,表示上桥MOSFET221不应导通。在此情况,下桥比较器514根据下桥驱动信号LG高于下桥参考电压Vref2,将上桥使能信号ENH改变为禁止位准(本实施例为高电位),以禁止上桥PWM信号SH,确保上桥MOSFET221不导通
具体而言,高电位的上桥使能信号ENH输入使能逻辑电路5111,使能逻辑电路5111例如为如图6所示的与非门闩锁电路。因此,使能逻辑电路5111的一输入端,例如为与非门闩锁电路的重置引脚,接收上桥PWM信号SH;另一端例如为与非门闩锁电路的设定引脚,接收上桥使能信号ENH。
当上桥PWM信号SH为代表0的低电位,使能逻辑电路5111输出代表1的高电位,此高电位再经过位准偏移电路515后,再经过3个反相器,产生的上桥驱动信号UG为低电位,上桥MOSFET221不导通。
当上桥PWM信号SH由代表0的低电位转为代表1的高电位,此时上桥使能信号ENH逻辑位准为代表1的高电位,使能逻辑电路5111输出代表1的高电位,上桥驱动信号UG为低电位,上桥MOSFET221也不导通。也就是说,当上桥使能信号ENH为高电位(禁止),无论上桥PWM信号SH的逻辑位准为何,上桥驱动信号UG为低电位,上桥MOSFET221不导通。
另一方面,当下桥MOSFET222不导通,且下桥MOSFET222的栅-源极电压低于下桥参考电压Vref2,表示此时上桥MOSFET221可根据上桥PWM信号SH而操作。在此情况,下桥比较器514将上桥使能信号ENH改变为使能位准(本实施例为低电位)以使能上桥PWM信号SH。具体而言,低电位的上桥使能信号ENH输入使能逻辑电路5111中与非门闩锁电路的设定引脚。则与非门闩锁电路的输出信号为与上桥PWM信号SH反相的信号,此信号经过位准偏移电路515后,再经过3个反相器,即可使上桥驱动信号UG与上桥PWM信号SH同相。也就是说,当下桥比较器514将上桥使能信号ENH改变为代表0的低电位,示意下桥MOSFET222确定不导通,上桥使能信号ENH为低电位(使能),上桥驱动器511根据与PWM信号P1相同的上桥PWM信号SH,而切换上桥MOSFET221。
请继续参阅图6,上桥感测电路512的上桥比较器5121与位准偏移电路516,根据上桥MOSFET221的栅-源极电压与上桥参考电压Vref1,以使下桥驱动器513可以根据下桥使能信号ENL判断上桥MOSFET221是否不导通。在一种较佳的实施例中,上桥参考电压Vref1低于或等于上桥MOSFET221的导通阈值电压。其中下桥驱动器513包括使能逻辑电路5131,用以根据下桥使能信号ENL以使能下桥驱动器513根据与PWM信号P1反相的下桥PWM信号SL,而切换下桥MOSFET222。
举例而言,如图6所示,当上桥MOSFET221导通或接近导通,也表示下桥MOSFET222不应导通。在此情况,上桥比较器5121根据上桥驱动信号UG高于上桥参考电压Vref1,将下桥使能信号ENL改变为禁止位准(本实施例为高电位),以禁止下桥PWM信号SL,确保下桥MOSFET222不导通。具体而言,高电位的下桥使能信号ENL输入使能逻辑电路3131。位准偏移电路516将上桥比较器5121的输出信号的位准向下偏移后,输入使能逻辑电路5131,以使使能逻辑电路5131可根据下桥使能信号ENL而决定是否使能下桥驱动器513根据PWM信号P1而操作下桥MOSFET222。
使能逻辑电路5131例如为如图6所示的与非门闩锁电路。因此,使能逻辑电路5131的一输入端,例如为与非门闩锁电路的重置引脚,接收下桥PWM信号SL;另一端例如为与非门闩锁电路的设定引脚,接收位准下移后的下桥使能信号ENL。
当下桥PWM信号SL为代表0的低电位,使能逻辑电路5131输出代表1的高电位,此高电位再经过3个反相器,产生的下桥驱动信号LG为低电位,下桥MOSFET222不导通。
当下桥PWM信号SL由代表0的低电位转为代表1的高电位,此时下桥使能信号ENL逻辑位准为代表1的高电位,使能逻辑电路5131输出代表1的高电位,下桥驱动信号LG为低电位,下桥MOSFET222也不导通。也就是说,当下桥使能信号ENL为高电位(禁止),无论下桥PWM信号SL的逻辑位准为何,下桥驱动信号LG为低电位,下桥MOSFET222不导通。
另一方面,当上桥MOSFET221不导通,且上桥MOSFET221的栅-源极电压低于上桥参考电压Vref1,也表示此时下桥MOSFET222可根据下桥PWM信号SL而操作。在此情况,上桥比较器5121根据上桥驱动信号UG低于上桥参考电压Vref1,将下桥使能信号ENL改变为使能位准(本实施例为低电位)以使能下桥PWM信号SL。具体而言,经过位准偏移电路516将上桥比较器5121的输出信号的位准往下位移后,输入使能逻辑电路5131的与非门闩锁电路的设定引脚。则与非门闩锁电路的输出信号为与下桥PWM信号SL反相的信号,此信号经过3个反相器,即可使下桥驱动信号LG与下桥PWM信号SL同相。也就是说,当上桥比较器5121将下桥使能信号ENL改变为代表0低电位(使能),示意上桥MOSFET221确定不导通,下桥驱动器513根据与PWM信号P1反相的下桥PWM信号SL,而切换下桥MOSFET222。
以上已针对较佳实施例来说明本发明,但以上所述,仅为使本领域技术人员易于了解本发明的内容,并非用来限定本发明的权利范围。所说明的各个实施例,并不限于单独应用,也可以组合应用,举例而言,两个或以上的实施例可以组合运用,而一实施例中的部分组成也可用以取代另一实施例中对应的组成部件。此外,在本发明的相同精神下,本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合,举例而言,本发明所称“根据某信号进行处理或运算或产生某输出结果”,不限于根据该信号的本身,也包含于必要时,将该信号进行电压电流转换、电流电压转换、及/或比例转换等,之后根据转换后的信号进行处理或运算产生某输出结果。由此可知,在本发明的相同精神下,本领域技术人员可以想到各种等效变化以及各种组合,其组合方式甚多,在此不一一列举说明。因此,本发明的范围应涵盖上述及其他所有等效变化。
Claims (22)
1.一种切换式转换器电路,用以根据一脉宽调制信号,切换一电感的一第一端于一第一电压与一第二电压之间,以转换一输入电压为一输出电压,该切换式转换器电路包含:
一上桥金属氧化物半导体场效晶体管,耦接于该第一电压与该电感的该第一端之间;
一下桥金属氧化物半导体场效晶体管,耦接于该第二电压与该电感的该第一端之间;以及
一驱动电路,包括:
一上桥驱动器,用以根据该脉宽调制信号,产生一上桥驱动信号,而驱动该上桥金属氧化物半导体场效晶体管;
一下桥驱动器,用以根据该脉宽调制信号,产生一下桥驱动信号,而驱动该下桥金属氧化物半导体场效晶体管;
一上桥感测电路,用以感测该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,并根据该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,产生一下桥使能信号,以示意该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的不导通状态,其中,该下桥使能信号使能该下桥驱动器,根据该脉宽调制信号而切换该下桥金属氧化物半导体场效晶体管;以及
一下桥感测电路,用以感测该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,并根据该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,产生一上桥使能信号,以示意该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的不导通状态,其中,该上桥使能信号使能该上桥驱动器,根据该脉宽调制信号而切换该上桥金属氧化物半导体场效晶体管。
2.如权利要求1所述的切换式转换器电路,其中,该下桥感测电路包括一下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该下桥金属氧化物半导体场效晶体管相同的导电型,且该下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅极耦接,且该下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的源极与该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的源极耦接,以使该下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管根据该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,于该下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的漏极产生该上桥使能信号。
3.如权利要求2所述的切换式转换器电路,其中,该下桥感测电路还包括一电流源,耦接于该上桥使能信号与该上桥驱动器的一自举电压之间,以使该上桥使能信号的多个逻辑位准,位准偏移至一启动电压区间,其中该上桥驱动器包括一使能逻辑电路,用以接收该上桥使能信号以使能该上桥驱动器根据该脉宽调制信号切换该上桥金属氧化物半导体场效晶体管。
4.如权利要求2所述的切换式转换器电路,其中,该下桥感测电路还包括一电流源,耦接于该上桥使能信号与一直流电压之间,其中该直流电压用以产生该上桥驱动器的一自举电压,其中该上桥驱动器包括彼此耦接的一使能逻辑电路与一位准偏移电路,以接收该上桥使能信号,而使能该上桥驱动器根据该脉宽调制信号切换该上桥金属氧化物半导体场效晶体管。
5.如权利要求1所述的切换式转换器电路,其中,该下桥感测电路包括一下桥比较器,用以比较该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的该栅-源极电压与一下桥参考电压,以产生该上桥使能信号,其中该上桥驱动器包括彼此耦接的一使能逻辑电路与一位准偏移电路,用以接收该上桥使能信号以使能该上桥驱动器根据该脉宽调制信号切换该上桥金属氧化物半导体场效晶体管。
6.如权利要求2所述的切换式转换器电路,其中,该上桥感测电路的一上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的导通阈值电压的绝对值低于或等于该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的导通阈值电压的绝对值,且该下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的导通阈值电压的绝对值低于或等于该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的导通阈值电压的绝对值。
7.如权利要求1所述的切换式转换器电路,其中,该上桥感测电路包括一上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管互补的导电型,且该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的源极耦接,且该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的源极与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅极耦接,以使该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管根据该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,于该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的漏极产生该下桥使能信号。
8.如权利要求1所述的切换式转换器电路,其中,该上桥感测电路包括:
一上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管相同的导电型;以及
一上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管互补的导电型,且该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管与该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管串联耦接至该上桥驱动器的一自举电压;
其中,该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与源极分别对应耦接于该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管的栅极,以使该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管根据该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压而于该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管的漏极产生该下桥使能信号。
9.如权利要求1所述的切换式转换器电路,其中,该上桥感测电路包括:
一上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管互补的导电型;以及
一上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管互补的导电型,且该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管与该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管串联耦接至该上桥驱动器的一自举电压;
其中,该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与源极分别对应耦接于该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管的栅极,以使该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管根据该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压而于该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管的漏极产生该下桥使能信号。
10.如权利要求1所述的切换式转换器电路,其中,该上桥感测电路包括:
一上桥比较器,用以比较该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压与一上桥参考电压,并根据该电感的该第一端的电压,而产生该下桥使能信号;以及
一位准偏移电路,用以将该下桥使能信号的位准向下偏移;
其中该下桥驱动器包括一使能逻辑电路,用以接收位准向下偏移后的该下桥使能信号,以使能该下桥驱动器根据该脉宽调制信号切换该下桥金属氧化物半导体场效晶体管。
11.如权利要求1所述的切换式转换器电路,其中,该上桥金属氧化物半导体场效晶体管具有与该下桥金属氧化物半导体场效晶体管相同的导电型。
12.一种切换式转换器电路的驱动电路,包含:
一上桥驱动器,用以根据一脉宽调制信号,产生一上桥驱动信号,而驱动一上桥金属氧化物半导体场效晶体管;
一下桥驱动器,用以根据该脉宽调制信号,产生一下桥驱动信号,而驱动一下桥金属氧化物半导体场效晶体管;
一上桥感测电路,用以感测该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,并根据该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,产生一下桥使能信号,以示意该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的不导通状态,其中,该下桥使能信号使能该下桥驱动器,根据该脉宽调制信号而切换该下桥金属氧化物半导体场效晶体管;以及
一下桥感测电路,用以感测该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,并根据该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,产生一上桥使能信号,以示意该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的不导通状态,其中,该上桥使能信号使能该上桥驱动器,根据该脉宽调制信号而切换该上桥金属氧化物半导体场效晶体管。
13.如权利要求12所述的驱动电路,其中,该下桥感测电路包括一下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该下桥金属氧化物半导体场效晶体管相同的导电型,且该下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅极耦接,且该下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的源极与该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的源极耦接,以使该下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管根据该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,于该下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的漏极产生该上桥使能信号。
14.如权利要求13所述的驱动电路,其中,该下桥感测电路还包括一电流源,耦接于该上桥使能信号与该上桥驱动器的一自举电压之间,以使该上桥使能信号的多个逻辑位准,位准偏移至一启动电压区间,其中该上桥驱动器包括一使能逻辑电路,用以接收该上桥使能信号以使能该上桥驱动器根据该脉宽调制信号切换该上桥金属氧化物半导体场效晶体管。
15.如权利要求13所述的驱动电路,其中,该下桥感测电路还包括一电流源,耦接于该上桥使能信号与一直流电压之间,其中该直流电压用以产生该上桥驱动器的一自举电压,其中该上桥驱动器包括彼此耦接的一使能逻辑电路与一位准偏移电路,以接收该上桥使能信号,而使能该上桥驱动器根据该脉宽调制信号切换该上桥金属氧化物半导体场效晶体管。
16.如权利要求12所述的驱动电路,其中,该下桥感测电路包括一下桥比较器,用以比较该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的该栅-源极电压与一下桥参考电压,以产生该上桥使能信号,其中该上桥驱动器包括彼此耦接的一使能逻辑电路与一位准偏移电路,用以接收该上桥使能信号以使能该上桥驱动器根据该脉宽调制信号切换该上桥金属氧化物半导体场效晶体管。
17.如权利要求13所述的驱动电路,其中,该上桥感测电路的一上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的导通阈值电压的绝对值低于或等于该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的导通阈值电压的绝对值,且该下桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的导通阈值电压的绝对值低于或等于该下桥金属氧化物半导体场效晶体管的导通阈值电压的绝对值。
18.如权利要求12所述的驱动电路,其中,该上桥感测电路包括一上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管互补的导电型,且该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的源极耦接,且该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的源极与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅极耦接,以使该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管根据该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压,于该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的漏极产生该下桥使能信号。
19.如权利要求12所述的驱动电路,其中,该上桥感测电路包括:
一上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管相同的导电型;以及
一上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管互补的导电型,且该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管与该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管串联耦接至该上桥驱动器的一自举电压;
其中,该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与源极分别对应耦接于该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管的栅极,以使该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管根据该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压而于该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管的漏极产生该下桥使能信号。
20.如权利要求12所述的驱动电路,其中,该上桥感测电路包括:
一上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管互补的导电型;以及
一上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管,其具有与该上桥金属氧化物半导体场效晶体管互补的导电型,且该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管与该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管串联耦接至该上桥驱动器的一自举电压;
其中,该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与源极分别对应耦接于该上桥感测金属氧化物半导体场效晶体管的栅极与该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管的栅极,以使该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管根据该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压而于该上桥钳位金属氧化物半导体场效晶体管的漏极产生该下桥使能信号。
21.如权利要求12所述的驱动电路,其中,该上桥感测电路包括:
一上桥比较器,用以比较该上桥金属氧化物半导体场效晶体管的栅-源极电压与一上桥参考电压,并根据该电感的该第一端的电压,而产生该下桥使能信号;以及
一位准偏移电路,用以将该下桥使能信号的位准向下偏移;
其中该下桥驱动器包括一使能逻辑电路,用以接收位准向下偏移后的该下桥使能信号,以使能该下桥驱动器根据该脉宽调制信号切换该下桥金属氧化物半导体场效晶体管。
22.如权利要求12所述的驱动电路,其中,该驱动电路所驱动的该上桥金属氧化物半导体场效晶体管具有与所驱动的该下桥金属氧化物半导体场效晶体管相同的导电型。
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