TWI448188B - 在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路與方法 - Google Patents

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Description

在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路與方法
本發明係有關一種在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路與方法。
積體電路在操作時需要高電位(經常表示為VDD)與地電位(經常表示為VSS或GND)。一般而言，積體電路中的地電位是固定的0V，例如第1圖先前技術即是如此，其地電位接腳GND連接於地(0V)。但在某些情況下，為了降低高電位與地電位之間的壓差，使積體電路內部的元件可使用較低規格的元件來製作，先前技術中提出浮動地電位的做法。請參閱第2圖，此為一種發光二極體(LED)驅動電路，其中功率電晶體Q、二極體DF、電感L構成降壓型功率轉換電路，積體電路100控制功率電晶體Q的切換操作，將跨於輸入電容Cin上的輸入電壓Vin轉換為跨於輸出電容Cout上的輸出電壓Vout，提供給LED使用。感測電阻Rcs產生電流感測訊號，傳送至積體電路內部，以回授控制LED的電流。此先前技術中，積體電路的地電位接腳VSS連接於節點PH，當功率電晶體Q導通時，節點PH的電壓等於輸入電壓Vin減去功率電晶體Q的導通電阻和感測電阻Rcs所造成的壓降，當功率電晶體Q不導通時，節點PH的電壓等於0V減去二極體DF的壓降，所以節點PH的電位並不是固定的，亦即該積體電路的地電位VSS是浮動的。以下在本文中，為使名詞一目了然便於區分其意涵，將以GND表示絕對地電位，以VSS表示浮動地電位(雖然業界也常以VSS表示絕對地電位，但本文中將 以VSS專指浮動地電位)。
第2圖先前技術固然能降低積體電路高電位與地電位間的壓差而有其優點，但其問題是，應用此積體電路的系統用以控制此積體電路或需要傳送給此積體電路的訊號都是相對於絕對地電位的訊號(以下以「絕對訊號」一詞來統稱相對於絕對地電位的訊號，其例如可能是類比或數位的一個或一串控制訊號、或是一個或多個電壓位準，等等)，而此種先前技術因為浮動地電位之故，便無法、或是必須用複雜的電路與方式，才能接受這些控制訊號或電壓位準以達成控制功能。
有鑑於以上所述，本發明即針對先前技術之不足，提出一種在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路與方法，使積體電路不需要複雜的電路與方式，便可以得知絕對訊號所要傳遞的資訊如控制訊號或電壓位準等(以下統稱「絕對資訊」)，而得以達成相關的控制功能。
本發明之目的是要提供一種在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路與方法。
為達上述之目的，就其中一個觀點言，本發明提供了一種在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的方法，該積體電路工作於一高電位和一浮動地電位之間，方法包含：接收一帶有絕對位準的絕對資訊感測訊號；將該絕對資訊感測訊號轉換為一電流訊號；以及根據該電流訊號，產生一內部參考訊號，且該內部參考訊號本身或該內部參考訊號相對於浮動地電位之關係具有與該絕對位準相關的資訊。
就另一個觀點言，本發明提供了一種在浮動地電位積體 電路中提供絕對資訊的電路，該積體電路工作於一高電位和一浮動地電位之間，該提供絕對資訊的電路包含：一電晶體，其具有電流流入端、電流流出端、及一控制端，其中該電流流入端或電流流出端接收一帶有絕對位準的絕對資訊感測訊號，該控制端接收一控制電壓，以在其電流流入端產生一電流訊號；以及一內部參考訊號產生電路，其提供該控制電壓控制電晶體，並根據該電流訊號轉換產生一內部參考訊號，且該內部參考訊號本身或該內部參考訊號相對於浮動地電位之關係具有與該絕對位準相關的資訊。
該內部參考訊號至少可用以提供以下功能之一：調光控制、重現一輸入電壓相對於絕對地電位的波形、TRIAC調光、判斷TRIAC調光的啟動時間、調整TRIAC調光的調光比例、低電壓鎖定、分辨高線輸入或低線輸入、功因校正、邊界導通控制、或以交流電力線開關控制調光。
在其中一種實施型態中，是該內部參考訊號為電流訊號，並相等於該電流訊號或為該電流訊號的比例值。
在其中一種實施型態中，該內部參考訊號產生電路將該電流訊號轉換為一成比例的電壓，並將該電壓疊加至該浮動地電位上，以產生該內部參考訊號。
在其中一種實施型態中，該電晶體的控制電壓為該高電位或該浮動地電位。
在其中一種實施型態中，該電晶體形成於一基板，包括：一隔離第一導電型本體，該第一導電型本體位於該基板表面下；一閘極，於該基板表面上，用以接收一閘極電壓；第二導電型源極與汲極，位於該第一導電型本體中該閘極之兩側；以及一第一導電型本體極，位於該第一導電型本體中， 且與該源極耦接，用以共同接收該絕對資訊感測訊號。
在另一種實施型態中，該電晶體形成於一基板，包括：一隔離第一導電型集極區，該第一導電型集極區位於該基板表面下；一第一導電型集極電極，位於該第一導電型集極區中；一第二導電型基極區，位於該第一導電型集極區中；一第二導電型基極電極，位於該第二導電型基極區中；以及一第一導電型射極電極，位於該第二導電型基極區中。
在又另一種實施型態中，該電晶體形成於一基板，包括：一隔離第一導電型基極區，位於該基板表面下；一第一導電型基極電極，位於該第一導電型基極區中；一第二導電型集極電極，位於該第一導電型基極區中；以及一第二導電型射極電極，位於該第一導電型基極區中。其中，該電晶體在該隔離第一導電型基極區下方，宜更包含一第一導電型高濃度摻雜區。
在其中一種實施型態中，該絕對資訊感測訊號為脈寬調變訊號或類比訊號的形式，由一調光電路根據一調光訊號而產生。
在其中一種實施型態中，該在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路更包含一低通濾波電路或一峰值偵測電路，與該內部參考訊號產生電路耦接，以根據該內部參考訊號產生一直流訊號。
底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。
為便於與先前技術對照，以下以LED驅動電路為例來說 明本發明，但應了解的是，本發明可應用於任何浮動地電位的積體電路中，而不限於LED驅動電路。
請參閱第3圖，積體電路200例如為LED驅動電路，其中包括開關控制電路11、驅動閘15、以及誤差放大器17。誤差放大器17根據感測電阻Rcs上的跨壓，產生誤差放大訊號，輸入開關控制電路11。開關控制電路11根據該誤差放大訊號，產生功率電晶體控制訊號，經驅動閘15輸出，控制功率電晶體Q。經由功率電晶體Q的切換，將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout，並提供電流供應給LED元件。
本發明的目的是要在浮動地電位的積體電路中提供絕對資訊；一般而言，輸入電壓Vin相對於絕對地電位是一很有用之絕對訊號。在圖示實施例中，積體電路200的地電位接腳VSS連接於節點PH，因此積體電路200的地電位為浮動地電位，當功率電晶體Q導通時，浮動地電位VSS大約等於輸入電壓Vin(功率電晶體Q的導通電阻和感測電阻Rcs所造成的壓降可忽略不計)，當功率電晶體Q不導通時，浮動地電位VSS大約等於0V(左下方二極體的壓降可忽略不計)。因浮動地電位VSS大約是在輸入電壓Vin和絕對地電位之間來回跳動，故可利用浮動地電位VSS和絕對地電位0V之間的電壓差或浮動地電位VSS和Vin之間的電壓差來取得輸入電壓Vin(相對於絕對地電位的絕對訊號)所帶有的絕對資訊。此外，因積體電路在操作時其高電位VDD與其浮動地電位VSS之間維持著固定電壓差(不同應用狀況可有不同值)，故亦可利用高電位VDD和輸入電壓Vin之間的電壓差，或高電位VDD和絕對地電位之間的電壓差來取得輸入電壓Vin(相對於絕對地電位的絕對訊號)所帶有的絕對資訊。但本發明 中之絕對訊號並不限於輸入電壓Vin，亦可為其他形式的位準或控制訊號(例如脈寬調變訊號，後文中將舉例說明)。
為取得絕對資訊，本發明的特點是，除以上電路之外，另包含絕對訊號感測電路13，在第3圖實施例中，其藉由絕對訊號感測接腳Pns從積體電路200的外部接收帶有絕對資訊之感測訊號NS(以下稱為絕對資訊感測訊號NS)，轉換為積體電路200的內部參考訊號NSO。絕對資訊感測訊號NS是一個帶有絕對資訊的訊號(如前所述，「絕對資訊」意指相對於一個絕對位準的資訊，在此實施例中，該絕對位準就是絕對地電位0V，而該絕對資訊感測訊號NS是正比於絕對地電位與浮動地電位之間電位差的電流，如前所述絕對地電位與浮動地電位之間電位差帶有輸入電壓Vin相對於絕對地電位之絕對資訊。細節容後參閱絕對訊號感測電路13的實施例時當可明白)，內部參考訊號NSO則是相對於浮動地電位VSS(節點PH的電位)的一個參考訊號，絕對資訊感測訊號NS和內部參考訊號NSO兩者具有對應關係(可以相等、成比例、或為其他函數關係)。亦即，內部參考訊號NSO本身或內部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關係，帶有絕對資訊感測訊號NS的資訊，因此也就是將絕對資訊感測訊號NS所帶有的絕對資訊，轉變成內部參考訊號NSO本身或內部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關係。內部參考訊號NSO可以為電壓訊號或電流訊號，積體電路200根據此內部參考訊號NSO，即可進行各種控制應用，例如進行LED調光、將電壓轉換操作控制於邊界導通模式、等等(後文中將舉例說明應用)。圖中繪示絕對訊號感測接腳Pns與一外接電阻連接，此非表示絕對訊號感測接腳Pns必須連接於外接電阻，僅是表示 絕對訊號感測接腳Pns從積體電路200的外部接收絕對資訊感測訊號NS；絕對資訊感測訊號NS可以由任何方式提供，視電路的應用需求而定，絕對資訊感測訊號NS大多數時候是電流形式，但也可以是電壓形式。
絕對訊號感測電路13的實施方式，舉例說明如下。請參閱第4A圖，絕對訊號感測電路13包含電晶體131(本實施例以MOS場效電晶體(MOSFET)為例，可為其他型式的FET如金半場效電晶體(MESFET)或接面場效電晶體(JFET)、或雙載子電晶體(BJT))與內部參考訊號產生電路132，其中電晶體131之控制端(場效電晶體之閘極，如為雙載子電晶體則為基極)接收控制電壓VC，以在其電流流入或流出端(場效電晶體之汲極或源極，雙載子電晶體之集極或射極)產生電流Is；電流Is即對應於絕對資訊感測訊號NS，是一個正比於絕對地電位與浮動地電位之間電位差的電流(在電晶體的電流流入或流出端產生電流，在本案中屬於相同的概念，因場效電晶體之電流流入端與流出端電流相等，而雙載子電晶體之電流流入端與流出端電流雖有相當於基極電流的差值，但一般情況下可忽略不計而大致視為相等)。內部參考訊號產生電路132提供控制電壓VC控制電晶體131，並將電流Is轉換為內部參考訊號NSO；內部參考訊號NSO可以在數值上等於電流Is、或為由電流Is所轉換產生的電壓訊號或電流訊號。電流Is經過內部參考訊號產生電路132轉換為內部參考訊號NSO後，積體電路200即可安全地使用此內部參考訊號NSO，而不致有任何顧慮，例如不必擔心電流訊號造成大電壓影響或損害其他電路元件等等。
電晶體131的其中一個較佳實施例顯示於第4B圖(但電 晶體131不僅限於此種實施方式)。如圖所示，電晶體131為NMOS電晶體，包含由P型井區構成的P型本體13P，其水平方向的四周包圍在N型井區13N之中，其下方則被N型埋層或N型深井區13L所包圍；在P型本體13P中設有N型濃摻雜的汲極13D和源極13S，以及P型濃摻雜的本體極13B；在基板上方則設有閘極13G。其中，N型埋層或N型深井區13L可連接於高壓VNBL，而電晶體131的閘極電壓VC宜小於此高壓加上電晶體131的臨界電壓Vt加P型本體13P對N型埋層或N型深井區13L的PN接面順向偏壓Vf，即，VC<VNBL+Vt+Vf。
內部參考訊號產生電路132有多種方式可將電流Is轉換為內部參考訊號NSO，而使內部參考訊號NSO本身或內部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關係，帶有絕對資訊感測訊號NS的資訊。舉數例如第5A-5F圖。
第5A圖中，左方電流源的電流流經左側汲極閘極相連之電晶體而建立相對於浮動地電位VSS之控制電壓VC，而右方之電晶體131因控制電壓VC而產生電流Is。若適當設計電晶體131的特性，例如可藉由控制其閘源極電壓(Vgs)對電流的敏感度，把閘源極電壓(Vgs)對電流的敏感度設計得很低，則可使電晶體131的源極近似於浮動地電位VSS之電位跟隨器(Voltage Follower)，亦即建立了絕對訊號感測接腳Pns的電位和浮動地電位VSS的對應關係。而在絕對訊號感測接腳和一絕對訊號(例如絕對地電位GND)之間可設計一電壓差元件或電路將其電壓差轉換為電流，例如以一電阻為之，則該電流(即電流Is)便代表絕對訊號感測接腳Pns的電位和該絕對訊號的關係，也就是浮動地電位VSS和該絕對訊號的關係。 因浮動地電位VSS大約是在輸入電壓Vin和絕對地電位之間來回跳動，因此浮動地電位VSS和該絕對訊號的關係也就表示含有輸入電壓Vin和該絕對訊號之間關係以及該絕對訊號和絕對地電位之間的關係的資訊(可由後級電路萃取出來)。簡言之，由絕對訊號感測接腳Pns和一絕對訊號(例如絕對地電位GND)之間的電壓差，便可轉換得出帶有絕對資訊之電流Is，此即是本實施例中的絕對資訊感測訊號NS，絕對資訊感測訊號NS經電晶體131進入內部參考訊號產生電路132成為可安全讀取的訊號，即是內部參考訊號NSO。
第5B圖中，內部參考訊號NSO為電壓訊號，等於高電位VDD的電壓減去電阻的跨壓，而電阻跨壓等於電流Is乘以電阻的阻值，因高電位VDD和浮動地電位VSS之間的關係是固定的，換言之內部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關係，帶有絕對資訊感測訊號NS的資訊，也就是可將絕對資訊感測訊號NS所帶有的絕對資訊，轉變成內部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關係。
第5C圖和第5A圖相似，內部參考訊號NSO為電流訊號，等於右方PMOS電晶體流出的電流，但圖中右方電流鏡的電流複製比例可以經過設計，亦即內部參考訊號NSO可以為電流Is的某比例值(倍數或分數)而不必在數值上等於電流Is。
第5D-5F圖中，電晶體131的控制端(場效電晶體的閘極，如改換為雙載子電晶體則為其基極)接收浮動地電位VSS。第5D圖中，內部參考訊號產生電路132僅需將浮動地電位VSS提供至電晶體131的閘極即可。本實施例中，電流Is相關於電晶體131的閘源極壓差，或亦可串接一電阻性元件於Pns和 絕對訊號之間使電流Is相關於電阻性元件之跨壓，亦即電流Is相關於浮動地電位VSS和絕對訊號間的壓差；換言之，內部參考訊號NSO(本實施例中其值等於電流Is)本身帶有絕對資訊感測訊號NS的資訊，或說已將絕對資訊感測訊號NS所帶有的絕對資訊，轉變成內部參考訊號NSO的內涵。
第5E及5F圖分別與第5B及5C圖相似，只是電晶體131控制端的電壓從Vgs+VSS改變為VSS，其中內部參考訊號NSO本身或內部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關係，都帶有絕對資訊感測訊號NS的資訊，或說已將絕對資訊感測訊號NS所帶有的絕對資訊，轉變成內部參考訊號NSO或內部參考訊號NSO和浮動地電位VSS間的關係。
電晶體131不限於為MOS電晶體，亦可改換為其他型式的電晶體，例如接面場效電晶體。電晶體131亦可使用雙載子電晶體來實施，請參閱第4C圖，其控制端(基極)接收控制電壓VC，以在其電流流入端(集極)產生電流Is，其中電流Is與絕對資訊感測訊號NS具有比例關係。雙載子電晶體的半導體實現方式舉例而言請參閱第4D圖，如圖所示，電晶體131位於P型基板或以其他方式形成的P型區之中，其包含一被P型區隔離之N型集極區，位於該基板表面下，在該N型集極區中設有一N型集極電極；一P型基極區，位於該N型集極區中，在該P型基極區設有一P型基極電極，以及一N型射極電極。
第5G-5L圖舉例示出內部參考訊號產生電路132如何用雙載子電晶體將絕對資訊感測訊號NS轉換為內部參考訊號NSO，其作用方式與第5A-5F圖相似，不重複說明。又，第5I與5L圖顯示，圖中的電流鏡電路可以由場效電晶體或雙 載子電晶體來構成，兩者可以等效互換。(同理第5C、5F圖中也是如此。)
第3圖中，積體電路200的電源(高電位)VDD來自電容CVDD上的跨壓，但在電路啟動時，電容CVDD上尚無電壓，因此可在輸入電壓Vin與高電位VDD之間設置啟動電阻Rst，以在電路啟動時提供啟動電壓。不過，此僅為提供啟動電壓的其中一種方式，第6圖顯示，啟動電壓可由其他方式提供，而不限於經啟動電阻Rst自輸入電壓Vin取得。
第2圖先前技術中，由於其地電位為浮動地電位的關係，無法達成需要得知絕對資訊才能進行的控制功能。本發明中，因為可得知絕對訊號所要傳遞的訊息如控制訊號或電壓位準等，因此便可達成這些控制功能。以下說明本發明的幾種應用。
應用：調光控制
其中一種需要得知絕對資訊的控制功能是LED元件的調光控制。LED驅動電路所接受的調光訊號不論是脈寬調變(PWM)訊號或類比訊號的形式，都是相對於絕對地電位的絕對訊號，因此在浮動地電位的LED驅動電路中，必須得知這些絕對訊號中所帶有的絕對資訊，才能進行調光控制。第7圖顯示本發明應用於調光控制的一個實施例，其中調光電路19接收調光訊號Dim，並將調光訊號Dim轉換為絕對資訊感測訊號NS，輸入積體電路200的內部。積體電路200根據絕對資訊感測訊號NS，便可調整功率電晶體Q的導通時間或工時比率(Duty Ratio)，以調整LED元件的亮度。
詳言之，調光訊號Dim的形式可為PWM訊號或類比訊號(但都是相對於絕對地電位的絕對訊號)，第8A-8C圖示出 當調光訊號Dim為PWM訊號時，調光電路19的數個實施例，第8A圖中，調光電路19將PWM訊號形式的調光訊號Dim轉換為同樣是PWM訊號形式的絕對資訊感測訊號NS。第8B圖中，絕對訊號感測電路13將PWM訊號形式的絕對資訊感測訊號NS轉換為同樣是PWM訊號形式的內部參考訊號NSO，而低通濾波電路LPF將內部參考訊號NSO轉換為類比訊號。第8C圖顯示，亦可將低通濾波電路LPF整合在調光電路19之內，則調光電路19所產生的絕對資訊感測訊號NS將為類比訊號。
第8D-8G圖示出當調光訊號Dim為類比訊號時，調光電路19的數個實施例，第8D圖中，調光電路19為可受電壓控制之電阻，其例如可為電晶體，如此可將類比訊號形式的調光訊號Dim轉換為同樣是類比訊號形式的絕對資訊感測訊號NS。第8E圖中，調光電路19為可受電壓控制之電流源，其例如可為第8H圖所示電路，如此亦可將類比訊號形式的調光訊號Dim轉換為類比訊號形式的絕對資訊感測訊號NS。第8F圖中，調光電路19包含電阻與可受電壓控制之電壓源，後者例如可為第8G圖中虛線所示電路，如此亦可將類比訊號形式的調光訊號Dim轉換為類比訊號形式的絕對資訊感測訊號NS。
以上第8A-8F圖中所產生的絕對資訊感測訊號NS，經過絕對訊號感測電路13之後，都可轉換產生相對於浮動地電位的內部參考訊號NSO，而使浮動地電位的積體電路內部得以運用來進行調光控制。
應用：重現輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的波形
當輸入電壓Vin為交流訊號經過橋式整流後所得的訊號 時，其相對於絕對地電位GND將成為半弦波的形式，如第9C圖的左上方訊號波形所示。在許多應用中，需要取得輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的波形資訊，以進行種種控制功能，例如進行TRIAC(Tri-electro AC)調光、功因校正(Power Factor Correction,PFC)、邊界導通控制等等。針對此需求，本發明也提出了電路與方法，以在浮動地電位的積體電路中，重現輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的波形。
根據本發明，絕對訊號感測電路13例如可採用第5D-5F圖所示的電路，並在內部參考訊號NSO和浮動地電位VSS之間設置一個與電流Is成比例的電壓元件(如電阻)，即可使內部參考訊號NSO相對於浮動地電位VSS的關係，重現輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的關係。
詳言之，請參閱第9A-9B圖並對照第9C圖，絕對訊號感測電路13例如採用第5F圖所示的電路，當功率電晶體Q導通時，浮動地電位VSS大約等於輸入電壓Vin(參閱第3,6或7圖，功率電晶體Q的導通電阻和感測電阻Rcs所造成的壓降可忽略不計)，當功率電晶體Q不導通時，浮動地電位VSS大約等於0V(二極體的壓降可忽略不計)，因此浮動地電位VSS相對於絕對地電位GND的波形如第9C圖的第二個訊號波形所示。當功率電晶體Q導通時電晶體131導通，絕對訊號感測接腳Pns的電壓為浮動地電位VSS減去電晶體閘源極壓差，當當功率電晶體Q不導通時電晶體131不導通，絕對訊號感測接腳Pns的電壓約等於絕對地電位GND，因此絕對訊號感測接腳Pns的電壓相對於絕對地電位GND的波形如第9C圖的第三個訊號波形所示。當電晶體131導通時，產生電流Is，當電晶體131不導通時，電流Is為零，因此電流Is 的訊號波形如第9C圖的第四個訊號波形所示。內部參考訊號NSO為浮動地電位VSS加上電阻133的跨壓，而電阻133的跨壓等於電流Is乘以電阻133的阻值，因此內部參考訊號NSO相對於浮動地電位VSS的波形如第9C圖的第五個訊號波形所示，其重現了輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的關係。
應用：重現TRIAC調光下輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的波形
TRIAC調光是改變AC訊號的導通角(Turn-ON angle)，請參閱第9C圖的右上方訊號波形，在TRIAC調光方式中，切除了一部分的導通時間，而第9C圖右方第五個訊號波形顯示，內部參考訊號NSO可以重現經過TRIAC調光的Vin波形。
第9A-9B圖中顯示，可使內部參考訊號NSO通過一個低通濾波電路LPF(第9A圖)或峰值偵測電路137(第9B圖)，以將呈震盪形式的內部參考訊號NSO轉換為類比形式的直流訊號NSDC，其中，視應用需求以及低通濾波電路LPF或峰值偵測電路137的頻寬設計而定，其所產生的訊號NSDC可以大致重現輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的波形(如第9C圖的第六個訊號波形NSDC_a)，或直接取得一個對應的直流位準值(如第9C圖的第七個訊號波形NSDC_b，當使用低通濾波電路LPF時可得到平均值，當使用峰值偵測電路137時可得到峰值)。
應用：判斷TRIAC調光的啟動時間
在TRIAC調光方式中，通常必須要有一個最低負載才能啟動TRIAC調光，其達到最低負載的方式例如可以是(1)提 高功率轉換電路的電流上限、(2)改變功率轉換電路至固定峰值(或谷值)的電流模式或較高電流位準的磁滯模式、(3)強迫功率轉換電路的功率電晶體在較高的工作比下操作、(4)改變功率轉換電路操作於較長導通時間的固定導通時間模式、或(5)其他方式等。以上所述達到最低負載的方式(稱之為Fire或啟動)，必須在輸入電壓Vin的弦波波形前段早期進行，但另一方面也不能過早，以避免電壓過低的問題。根據以上，如何確認時機，其電路實現方法舉例說明如第10A-10C圖。
如第10A圖所示，因波形NSDC_a重現輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的波形，故可將波形NSDC_a輸入磁滯比較器138和比較器139。磁滯比較器138將波形NSDC_a與參考位準VTH比較，其中磁滯比較器138的磁滯區間為△V；比較器139將波形NSDC_a與低電壓鎖定(Under Voltage Lock-Out,UVLO)參考位準VUVLO比較。請對照參閱第10A-10C圖，當波形NSDC_a的位準低於低電壓鎖定參考位準VUVLO時，比較器139產生的低電壓鎖定訊號UVLO為高位準，表示電壓過低，因此不啟動TRIAC調光(OFF)。當波形NSDC_a的位準高於低電壓鎖定參考位準VUVLO時，比較器139產生的UVLO訊號為低位準，此時若波形NSDC_a低於參考位準VTH，則表示位於弦波波形前段早期，因此可以啟動(Fire)TRIAC。但當波形NSDC_a高於參考位準VTH時，表示已接近弦波波形中期，此時進入正常操作(NOM)。當波形NSDC_a下降低於參考位準VTH時，因未超過磁滯比較器138的磁滯區間△V，磁滯比較器138的輸出不轉態，故仍維持於正常操作。當波形NSDC_a再次低於低電壓鎖定參考位準VUVLO時，又進入OFF階段。
應用：調整TRIAC調光的調光比例
TRIAC調光是改變訊號的導通角，以改變LED元件在每一週期內的發亮時間，進而調整LED元件的亮度，但由前述可知，導通角的改變有其範圍限制，因此，導通角的改變與LED元件的亮度，其間的關係如果可以調整，則可增加電路應用上的許多彈性。請參閱第11A-11D圖，說明本發明亦可應用於調整TRIAC調光的調光比例，調整的目的舉例而言如第11A圖所示，係使得TRIAC訊號在較低工時比率(=a /b )時，LED元件的亮度不致過暗，亦即需使得當TRIAC訊號處於較低工時比率時，雖然LED元件在每一週期內的發亮時間縮短了，但LED電流則增加了，如第11B圖最下方波形所示。
根據本發明，達成以上目的的電路例如可見第11C-11D圖，LED元件的電流可由如第11D圖所示的電流源電路所控制，使得LED電流正比於參考電壓VR1，而第11C圖電路可根據波形NSDC_b來對應改變參考電壓VR1，使得當波形NSDC_b的位準下降時，參考電壓VR1的值上升，而達成改變TRIAC調光比例的目的。第11C圖電路中，各電阻的阻值可做各種彈性設計，亦可使其阻值均相等。
應用：低電壓鎖定(Under Voltage Lock-Out,UVLO)
當電路中需要提供低電壓鎖定訊號以進行某些功能時，如第12A圖所示，無論是波形NSDC_a或NSDC_b，都是相對於浮動地電位VSS但帶有絕對位準資訊(包含Vin-GND的資訊)的類比訊號，故可使用比較器140將波形NSDC_a或NSDC_b與低電壓鎖定參考位準VUVLO比較，而產生低電壓鎖定訊號UVLO，其中比較器140可為一般比較器或磁滯比較器。
應用：分辨高線輸入(high-line)或低線輸入(low-line)
視應用場合電路的不同，輸入電壓可能為高線輸入或低線輸入，例如輸入電壓可能是由220V或110V交流電轉換產生的，而電路中可能需要對此進行分辨；當輸入電壓為直流電時，也可能有此需求。根據本發明，如第12B圖所示，可採用與第12A圖相似的方式，以比較器141將波形NSDC_b與參考位準VH相比較，當波形NSDC_b高於參考位準VH時，表示為高線輸入，反之為低線輸入。其中波形NSDC_b無論是由峰值偵測電路137或低通濾波電路LPF產生，只要適當設定參考位準VH，均可達成分辨。但是系統若有可能實施TRIAC調光，因調光比例會影響平均值，則較宜使用峰值偵測電路。類似方法亦可用兩段比較來判斷，例如將NSDC_b分別與兩參考位準VH1和VH2比較(假設VH1>VH2)，NSDC_b>VH1認定為高線輸入，NSDC_b<VH2認定為低線輸入，VH1>NSDC_b>VH2認定為異常狀況等。以上概念十分易於明白，故不另繪圖表示。
應用：功因校正
功因校正的方式通常是將成半弦波波形的輸入電壓Vin輸入一個功率轉換電路，並以回授控制的方式，使該功率轉換電路的輸出電流波形匹配輸入電壓Vin的波形。請參閱第13A-13D圖，功因校正電路30通常包括開關控制電路31與功率級32，其中功率級32例如可為第13C圖所示的返馳式電路，或為第13D圖所示的降壓轉換電路，其中感測電感(或變壓器)電流而產生感測訊號CS(在第13C圖電路中是感測一次側電流Ip，其相關於輸出電流)，回授至開關控制電路31，以控制功率電晶體P。根據本發明，既然波形NSDC_a重現輸 入電壓Vin相對於絕對地電位GND的波形，故參閱第13A-13B圖，可將波形NSDC_a與參考訊號REF加以運算，產生參考訊號REF’，作為開關控制電路31中的參考訊號，換言之，參考訊號REF’為一個根據波形NSDC_a而變化的參考位準，故如將感測訊號CS與參考訊號REF’比較，藉以控制功率電晶體P，便可使輸出電流波形匹配輸入電壓Vin的波形。當然功因校正電路30還必須包含一個更慢的回授迴路來穩定參考訊號REF’的平均值，這是功因校正的基本知識在此不加贅述。
應用：邊界導通控制
本案申請人在美國專利公告第2011/0057637號中，揭露一種控制切換式功率轉換電路使其操作於邊界導通模式的方法，但為在浮動地電位的電路中達成此種控制，必須得知有關的絕對資訊。
一般而言，切換式功率轉換電路(第14A-14H圖顯示降壓、升壓、反壓、或升降壓式功率轉換電路的功率級，第13C圖顯示返馳式功率轉換電路)中，其電感電流成鋸齒形，第15A-15C圖分別示出功率轉換電路工作於連續導通模式(Continuous Conduction Mode,CCM)、邊界導通模式(Boundary Conduction Mode,BCM)、不連續導通模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)的電感電流波形，其中在CCM中，電感電流的谷底高於零，於在BCM中，電感電流的谷底恰達於零後立即上升，在DCM中，電感電流的谷底停留於零，並會有震盪(ringing)。通常在高電壓應用中，如能控制功率轉換電路工作於BCM，其效率常是最佳。控制功率轉換電路工作於BCM的一種方式是偵測電感電流是否 發生如第15C圖所示的震盪，當偵測到震盪時，表示電路工作於DCM，此時將功率電晶體的工作頻率調高(週期調短，工作比保持不變)，或是調整減少導通或關閉時間，則操作模式將由DCM轉向BCM方向移動。然而，前述震盪是一種相對於絕對地電位的現象，換言之，在浮動地電位的積體電路中，必須相對於浮動地電位來重現此種震盪，才能達成偵測。
請先參閱第16A-16B圖，根據本發明，以第16A圖的電路，即可使內部參考訊號NSO重現上述震盪。詳言之，請對照第16B圖，以第14B圖的功率級電路為例，當第14B圖的功率電晶體導通時(閘極電壓V(Gate)在高位準)，浮動地電位VSS因連接於節點PH，故其相對於絕對地電位GND而言也為高位準，此時電感電流上升；當功率電晶體不導通時(閘極電壓V(Gate)在低位準)，浮動地電位VSS相對於絕對地電位GND而言也為低位準，此時電感電流下降。但當功率電晶體不導通時間過長時，電感電流將產生震盪，而由於浮動地電位VSS連接於節點PH之故，也會產生此震盪。此震盪將反應於電流Is，而因內部參考訊號NSO為浮動地電位VSS加上電阻133的跨壓，且電阻133的跨壓等於電流Is乘以電阻133的阻值，因此內部參考訊號NSO相對於浮動地電位VSS的波形將重現上述震盪。如第16B圖所示，經由設定一個適當的參考位準VB，即可偵測出此震盪。
偵測震盪與達成BCM控制的方式，舉例而言請參閱第16C-16F圖，一般而言，切換式功率轉換電路具有開關控制電路41，以控制功率級42中功率電晶體的操作，而開關控制電路41中則根據震盪器47所產生的時脈訊號來操作。因 此，可設置模式偵測電路44以偵測是否處於DCM，如是，則產生訊號DCM_NOW；控制訊號產生電路46根據訊號DCM_NOW，產生電流訊號IDCM或電壓訊號VDCM，以控制改變震盪器47的頻率(震盪器47為可受電流或電壓控制而改變頻率的震盪器)，如此即可達成BCM控制。模式偵測電路44的實施例舉一例示於第16D圖，請對照第16F圖，比較器142比較內部參考訊號NSO和參考位準VB，產生訊號Det_Out，經過邏輯閘143後，產生訊號DCM_NOW，其中，邏輯閘143的目的是在功率電晶體導通時，過濾比較器142的輸出訊號。控制訊號產生電路46的實施例舉一例示於第16E圖，其中上方電流源的電流量宜大於下方電流源的電流量，當訊號DCM_NOW使開關SW導通時，電容C充電，因此提高電流訊號IDCM與電壓訊號VDCM。當訊號DCM_NOW使開關SW不導通時，電容C緩慢放電，因此電流訊號IDCM與電壓訊號VDCM緩慢下降。而震盪器47的頻率受電流訊號IDCM或電壓訊號VDCM的控制。
有關達成BCM控制的其他作法，可參閱本案申請人所申請的美國專利公告第2011/0057637號，在此不予贅述。
應用：交流電力線開關控制LED調光
本案申請人在美國專利公告第2010/0308749號中，揭露一種以交流電力線開關來控制LED調光的方法，使用者操作一個交流開關，根據交流開關的開關次數，而產生對應的位準調整訊號，以對應調整LED的亮度。
請參閱第17A圖，說明如何根據交流開關的開關次數來調整LED的亮度。電力開關偵測器51偵測交流開關的開與關而產生訊號POT，其中訊號POT於每偵測到開關導通 時即產生一個脈波。LED亮度調整電路50中包含計數器501，計算電力開關偵測器51所產生訊號POT的脈波次數。此計數值Qn例如可藉由數位類比轉換裝置(DAC)502將其轉換為類比數值，提供作為參考訊號Vref。誤差放大器(EA)504將與LED電流有關的訊號和此參考訊號Vref相比較，藉由迴路的回授控制機制，可使與LED電流有關的訊號平衡在參考訊號Vref的位準，亦即將LED電流(亦即LED亮度)控制在所欲的位準。其中，DAC 502應視為一種廣義的數位類比轉換裝置，其將數位計數值Qn轉換為類比參考訊號Vref時，不限於必須保持其間的比例關係。
交流開關的開與關是一種相對於絕對地電位的訊息，若欲達成上述功能，則必須根據相對於浮動地電位的訊號，來偵測交流開關的開與關。根據本發明，電力開關偵測器51例如可由第17B圖的電路來達成，其中電力開關偵測器51為比較器，將波形NSDC_b與參考位準VTH2比較，請參閱第17C圖，當波形NSDC_b高於參考位準VTH2時，表示有輸入電壓Vin的供應，亦即交流開關為導通，反之則表示交流開關為關閉，如此即可偵測出交流開關的開與關。
有關根據交流開關的開關次數來調整LED亮度的其他細節，可參閱本案申請人所申請的美國專利公告第2011/0057637號，在此不予贅述。
在以上所有實施例中，絕對資訊感測訊號NS是相對於絕對地電位的一個訊號，所帶有的絕對資訊是絕對地電位。但達成同樣的目的與功能，並不限於以相對於絕對地電位的訊號來獲得有關絕對位準的訊息，而亦可從相對於輸入電壓Vin的訊號來獲得絕對資訊。第18-19圖顯示與第3、6圖對應的實施 例，但絕對資訊感測訊號PS是相對於輸入電壓Vin的訊號，透過絕對訊號感測接腳Pps取得。
在第18-19圖實施例中，絕對訊號感測電路13的實施方式，例如可見第20A圖，其中，絕對訊號感測電路13包含電晶體151與內部參考訊號產生電路152，其中內部參考訊號產生電路152提供控制電壓VC控制電晶體151，以產生電流Is。內部參考訊號產生電路152將此電流Is轉換為內部參考訊號PSO；內部參考訊號PSO可以等值於電流Is、或由電流Is所轉換產生的電壓訊號或電流訊號。
電晶體151的其中一個較佳實施例顯示於第20B圖。如圖所示，電晶體151為PMOS電晶體，包含由N型井區構成的N型本體15N，包圍在P型基板或井區15P之中；在N型本體15N中設有P型濃摻雜的汲極15D和源極15S，以及N型濃摻雜的本體極15B；在基板上方則設有閘極15G。
內部參考訊號產生電路152有多種方式可將電流Is轉換為內部參考訊號PSO，而使內部參考訊號PSO帶有絕對資訊感測訊號PS的資訊，舉數例如第20C-20F圖，其中第20C與20E圖中的內部參考訊號PSO為電流訊號，其他圖示中的內部參考訊號PSO為電壓訊號。(在各實施例中，絕對資訊感測訊號PS所帶有的資訊是輸入電壓Vin的資訊，而該絕對資訊感測訊號PS是正比於輸入電壓Vin與高電位VDD之間電位差的電流。)第20C-20D圖中，左方的電流由高電位VDD往下方流動，右方的電流Is自電晶體151源極的位準(在第18、19圖中經電阻耦接於輸入電壓Vin)往下方流動，換言之電流Is將與輸入電壓Vin和高電位VDD間的關係有關，亦即內部參考訊號PSO帶有絕對資訊感測訊號PS的資訊(有關輸 入電壓Vin的資訊)。第20E-20F圖中，電晶體151的控制端(場效電晶體的閘極，如改換為雙載子電晶體則為其基極)接收高電位VDD，根據高電位VDD和輸入電壓Vin的關係，而產生電流Is。
請參閱第21A-21C圖，使用第20A圖實施例所產生的內部參考訊號PSO，同樣可以重現輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的波形。而內部參考訊號PSO經過低通濾波電路LPF或峰值偵測電路137後，可得到大致波形PSDC_a或直流位準值PSDC_b，同樣可作前述各種應用。
第22A-22C圖顯示電晶體151亦可改換為雙載子電晶體，其半導體實現方式舉例顯示於第22B-22C圖。第一實施例如第22B圖所示，電晶體151位於P型基板或以其他方式形成的P型區之中，其包含一被P型區隔離之N型基極區，位於該基板表面下，在該N型基極區中設有N型基極電極(宜為濃摻雜區)、P型集極電極，以及P型(宜為濃摻雜區)射極電極，且在N型基極區和P型區之中宜設置高摻雜濃度的N+區，此區可為深井區或埋層。第二實施例如第22C圖所示，電晶體151位於N型基板或以其他方式形成的N型區之中，其包含一被N型區隔離之P型集極區，位於該基板表面下，在該P型集極區中設有一P型集極電極；一N型基極區，位於該P型集極區中，在該N型基極區設有一N型基極電極，以及一P型射極電極。
第22D-22G圖顯示與第20C-20F圖對應的實施例，第22D與22F圖中內部參考訊號PSO為電流訊號，與電流Is具有比例關係，第22E與22G圖中內部參考訊號PSO為電壓訊號，亦與電流Is具有比例關係。
以上已針對較佳實施例來說明本發明，唯以上所述者，僅係為使熟悉本技術者易於了解本發明的內容而已，並非用來限定本發明之權利範圍。在本發明之相同精神下，熟悉本技術者可以思及各種等效變化。例如，各比較器、誤差放大器、運算放大器的輸入端正負可以互換，僅需對應修正電路的訊號處理方式即可。又如，在所示直接連接的兩電路單元間，可以***不影響主要功能的電路，舉例而言在絕對訊號感測電路13和絕對訊號感測接腳Pns或Pps之間、或在絕對訊號感測電路13和開關控制電路11之間，可插置其他電路元件。再如，實施例中之比較器，亦可改換為史密斯觸發器(Smith trigger)，如適當設計其高低位準的轉態位準，即相當於在比較器中給予一個參考位準。換言之，史密斯觸發器也具有比較的功能，應視為比較器的一種實施型態。以上種種，及其他各種等效變化，均應包含在本發明的範圍之內。
11‧‧‧開關控制電路
13‧‧‧絕對訊號感測電路
15‧‧‧驅動閘
17‧‧‧誤差放大器
19‧‧‧調光電路
30‧‧‧功因校正電路
31‧‧‧開關控制電路
32‧‧‧功率級
41‧‧‧開關控制電路
42‧‧‧功率級
44‧‧‧模式偵測電路
46‧‧‧控制訊號產生電路
47‧‧‧震盪器
50‧‧‧LED亮度調整電路
51‧‧‧電力開關偵測器
100、200‧‧‧積體電路
131‧‧‧電晶體
13B‧‧‧本體極
13D‧‧‧汲極
13G‧‧‧閘極
13N‧‧‧N型井區
13P‧‧‧P型本體
13L‧‧‧N型埋層或N型深井區
13S‧‧‧源極
132‧‧‧內部參考訊號產生電路
133‧‧‧電阻
137‧‧‧峰值偵測電路
138‧‧‧磁滯比較器
139、140、141、142‧‧‧比較器
143‧‧‧邏輯閘
151‧‧‧電晶體
152‧‧‧內部參考訊號產生電路
15B‧‧‧本體極
15D‧‧‧汲極
15G‧‧‧閘極
15N‧‧‧N型井區
15P‧‧‧P型基板或井區
15S‧‧‧源極
501‧‧‧計數器501
502‧‧‧數位類比轉換裝置(DAC)
504‧‧‧誤差放大器(EA)
CVDD‧‧‧電容
GND‧‧‧絕對地電位
C‧‧‧電容
CLK‧‧‧時脈訊號
CS‧‧‧電流感測訊號
DF‧‧‧二極體
Dim‧‧‧調光訊號
Fire‧‧‧啟動
L‧‧‧電感
LPF‧‧‧低通濾波電路
NBL‧‧‧N型埋層
NOM‧‧‧正常操作
NS、PS‧‧‧絕對資訊感測訊號
NSDC、PSDC‧‧‧訊號
NSDC_a、PSDC_a‧‧‧波形
NSDC_b、PSDC_b‧‧‧波形(直流位準值)
NSO、PSO‧‧‧內部參考訊號
NW‧‧‧N型井區
IDCM‧‧‧電流訊號
Iout‧‧‧輸出電流
Ip‧‧‧一次側電流
Is‧‧‧電流
P、Q‧‧‧功率電晶體
PH‧‧‧節點
POT‧‧‧訊號
Pns、Pps‧‧‧絕對訊號感測接腳
PW‧‧‧P型井區
Qn‧‧‧數位計數值
Rcs‧‧‧感測電阻
Rst‧‧‧啟動電阻
REF、REF’‧‧‧參考訊號
SW‧‧‧開關
UVLO‧‧‧低電壓鎖定訊號
VC‧‧‧控制電壓
VDCM‧‧‧電壓訊號
VDD‧‧‧高電位
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
Vref‧‧‧參考訊號
VR0、VR1‧‧‧參考電壓
VSS‧‧‧浮動地電位
VH、VTH、VTH2‧‧‧參考位準
VUVLO‧‧‧參考位準
第1圖示出一種先前技術的積體電路，其地電位接腳GND連接於絕對地電位。
第2圖示出一種先前技術的積體電路，其地電位接腳VSS連接於浮動地電位。
第3圖示出本發明的一個實施例。
第4A圖示出本發明之絕對訊號感測電路13的一個實施例。
第4B圖示出第4A圖中電晶體131的一個實施例。
第4C圖示出本發明之絕對訊號感測電路13的另一個實施例。
第4D圖示出第4C圖中電晶體131的一個實施例。
第5A-5L圖示出絕對訊號感測電路13的數個實施例。
第6圖示出本發明的另一個實施例。
第7圖示出本發明應用於調光控制的一個實施例。
第8A-8C圖示出當調光訊號Dim為PWM訊號時，調光電路19的數個實施例。
第8D-8G圖示出當調光訊號Dim為類比訊號時，調光電路19的數個實施例。
第8H圖示出可受電壓控制之電流源的實施例。
第9A-9C圖說明根據本發明，可以重現輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的波形，並可得到大致波形NSDC_a或直流位準值NSDC_b，以作各種應用。
第10A-10C圖舉例示出如何根據本發明來控制TRIAC調光的啟動時機。
第11A-11D圖舉例示出如何根據本發明來調整TRIAC調光的調光比例。
第12A圖舉例示出如何根據本發明來提供低電壓鎖定功能。
第12B圖舉例示出如何根據本發明來分辨高線輸入與低線輸入。
第13A-13D圖舉例示出如何根據本發明來達成功因校正。
第14A-14H圖示出各種切換式功率轉換電路的功率級。
第15A-15C圖分別示出功率轉換電路工作於連續導通模式(CCM)、邊界導通模式(BCM)、不連續導通模式(DCM)的電感電流波形。
第16A-16F圖舉例說明如何根據本發明來偵測DCM並使 電路朝向BCM移動。
第17A-17C圖舉例說明如何根據本發明而能夠以交流電力線開關來控制LED調光。
第18-19圖示出本發明的另兩個實施例。
第20A圖示出本發明之絕對訊號感測電路13的另一個實施例。
第20B圖示出第20A圖中電晶體151的一個實施例。
第20C-20F圖示出絕對訊號感測電路13的數個實施例。
第21A-21C圖顯示內部參考訊號PSO同樣可以重現輸入電壓Vin相對於絕對地電位GND的波形，且經過濾波或峰值偵測之後，可得到大致波形PSDC_a或直流位準值PSDC_b，以作各種應用。
第22A圖示出本發明之絕對訊號感測電路13的另一個實施例。
第22B-22C圖示出第22A圖中電晶體151的兩個實施例。
第22D-22G圖示出絕對訊號感測電路13的數個實施例。
11‧‧‧開關控制電路
13‧‧‧絕對訊號感測電路
15‧‧‧驅動閘
17‧‧‧誤差放大器
200‧‧‧積體電路
CVDD‧‧‧電容
L‧‧‧電感
NS‧‧‧絕對資訊感測訊號
NSO‧‧‧內部參考訊號
PH‧‧‧節點
Pns‧‧‧絕對訊號感測接腳
Q‧‧‧功率電晶體
Rcs‧‧‧感測電阻
Rst‧‧‧啟動電阻
VDD‧‧‧高電位
Vin‧‧‧輸入電壓
Vout‧‧‧輸出電壓
VSS‧‧‧浮動地電位

Claims (29)

  1. 一種在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，該積體電路工作於一高電位和一浮動地電位之間，方法包含：接收一帶有絕對資訊的絕對資訊感測訊號；將該絕對資訊感測訊號轉換為一電流訊號；以及根據該電流訊號，產生一內部參考訊號，且該內部參考訊號本身或該內部參考訊號相對於浮動地電位之關係與該絕對資訊相關。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，其中該內部參考訊號為電流形式，並相等於該電流訊號或為該電流訊號的比例值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，其中該根據電流訊號產生一內部參考訊號的步驟包含：將該電流訊號轉換為一成比例的電壓，並將該電壓疊加至該浮動地電位上，以產生該內部參考訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，更包含：將該內部參考訊號耦接至一低通濾波電路或一峰值偵測電路，以根據該內部參考訊號產生一直流訊號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，其中該將絕對資訊感測訊號轉換為電流訊號的步驟以一電晶體達成，該電晶體之控制端接收該高電位或該浮動地電位，其另兩端之一接收該絕對資訊感測訊號，以在該電晶體之電流流入端產生該電流訊號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，其中該將絕對資訊感測訊號轉換為電流訊號 的步驟以一電晶體達成，該電晶體形成於一基板，包括：一隔離第一導電型本體，該第一導電型本體位於該基板表面下；一閘極，於該基板表面上，用以接收一閘極電壓；第二導電型源極與汲極，位於該第一導電型本體中該閘極之兩側；以及一第一導電型本體極，位於該第一導電型本體中，且與該源極耦接，用以共同接收該絕對資訊感測訊號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，其中該電晶體更包含一第二導電型隔離層，將該第一導電型本體包圍在內，且該第二導電型隔離層與一第一電壓耦接，其中該第一導電型本體與該第二導電型隔離層間具有一PN接面順向偏壓，且該閘極電壓小於該第一電壓、該電晶體之臨界電壓、及該PN接面順向偏壓之總和。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，其中該將絕對資訊感測訊號轉換為電流訊號的步驟以一電晶體達成，該電晶體形成於一基板，包括：一隔離第一導電型集極區，該第一導電型集極區位於該基板表面下；一第一導電型集極電極，位於該第一導電型集極區中；一第二導電型基極區，位於該第一導電型集極區中；一第二導電型基極電極，位於該第二導電型基極區中；以及一第一導電型射極電極，位於該第二導電型基極區中。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，其中該將絕對資訊感測訊號轉換為電流訊號 的步驟以一電晶體達成，該電晶體形成於一基板，包括：一隔離第一導電型基極區，位於該基板表面下；一第一導電型基極電極，位於該第一導電型基極區中；一第二導電型集極電極，位於該第一導電型基極區中；以及一第二導電型射極電極，位於該第一導電型基極區中。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，其中該電晶體在該隔離第一導電型基極區下方更包含一第一導電型高濃度摻雜區。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，其中該絕對資訊感測訊號為脈寬調變訊號或類比訊號的形式，由一調光電路根據一調光訊號而產生。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之在浮動地電位積體電路提供絕對資訊的方法，其中該內部參考訊號至少用以提供以下功能之一：調光控制、重現一輸入電壓相對於絕對地電位的波形、TRIAC調光、判斷TRIAC調光的啟動時間、調整TRIAC調光的調光比例、低電壓鎖定、分辨高線輸入或低線輸入、功因校正、邊界導通控制、或以交流電力線開關控制調光。
  13. 一種在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，該積體電路工作於一高電位和一浮動地電位之間，該提供絕對資訊的電路包含：一電晶體，其具有電流流入端、電流流出端、及一控制端，其中該電流流入端或電流流出端接收一帶有絕對位準的絕對資訊感測訊號，該控制端接收一控制電壓，以在其電流流入端產生一電流訊號；以及一內部參考訊號產生電路，其提供該控制電壓控制電晶 體，並根據該電流訊號轉換產生一內部參考訊號，且該內部參考訊號本身或該內部參考訊號相對於浮動地電位之關係具有與該絕對位準相關的資訊。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該內部參考訊號為電流形式，並相等於該電流訊號或為該電流訊號的比例值。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該內部參考訊號產生電路將該電流訊號轉換為一成比例的電壓，並將該電壓疊加至該浮動地電位上，以產生該內部參考訊號。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該控制電壓為該高電位或該浮動地電位。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該電晶體形成於一基板，包括：一隔離第一導電型本體，該第一導電型本體位於該基板表面下；一閘極，於該基板表面上，用以接收一閘極電壓；第二導電型源極與汲極，位於該第一導電型本體中該閘極之兩側；以及一第一導電型本體極，位於該第一導電型本體中，且與該源極耦接，用以共同接收該絕對資訊感測訊號。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該電晶體更包含一第二導電型隔離層，將該第一導電型本體包圍在內，且該第二導電型隔離層與一第一電壓耦接，其中該第一導電型本體與該第二導電型隔離 層間具有一PN接面順向偏壓，且該閘極電壓小於該第一電壓、該電晶體之臨界電壓、及該PN接面順向偏壓之總和。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該電晶體形成於一基板，包括：一隔離第一導電型集極區，該第一導電型集極區位於該基板表面下；一第一導電型集極電極，位於該第一導電型集極區中；一第二導電型基極區，位於該第一導電型集極區中；一第二導電型基極電極，位於該第二導電型基極區中；以及一第一導電型射極電極，位於該第二導電型基極區中。
  20. 如申請專利範圍第13項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該將絕對資訊感測訊號轉換為電流訊號的步驟以一電晶體達成，該電晶體形成於一基板，包括：一隔離第一導電型基極區，位於該基板表面下；一第一導電型基極電極，位於該第一導電型基極區中；一第二導電型集極電極，位於該第一導電型基極區中；以及一第二導電型射極電極，位於該第一導電型基極區中。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該電晶體在該隔離第一導電型基極區下方更包含一第一導電型高濃度摻雜區。
  22. 如申請專利範圍第13項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該絕對資訊感測訊號由一調光電路根據一調光訊號而產生，該調光電路包括下列至少其中一種電路： (1)串連之調光電晶體以及一調光電阻，該調光電晶體之閘極接收該調光訊號、另兩端之一耦接於絕對地電位、另一端耦接於該調光電阻之一端；該調光電阻之另一端提供絕對資訊感測訊號；(2)一可受電壓控制之電阻，受控於該調光訊號以在此電阻的一端產生該絕對資訊感測訊號；(3)一可受電壓控制之電流源，受控於該調光訊號以產生該絕對資訊感測訊號；以及(4)串連之可受電壓控制之電壓源以及一調光電阻，該可受電壓控制之電壓源受控於該調光訊號而在該調光電阻之一端產生一電壓，且該調光電阻之另一端提供絕對資訊感測訊號。
  23. 如申請專利範圍第13項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，更包含一低通濾波電路或一峰值偵測電路，與該內部參考訊號產生電路耦接，以根據該內部參考訊號產生一直流訊號。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，更包含一第一比較器，將該直流訊號與第一參考位準比較，以進行低電壓鎖定功能、分辨高線輸入與低線輸入、或決定一輸入電壓是否導通。
  25. 如申請專利範圍第23項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，更包含一磁滯比較器，將該直流訊號與第二參考位準比較，以決定啟動TRIAC調光的時機。
  26. 如申請專利範圍第23項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，更包含一調整電路，根據該直流訊號，調整一電流源電路的參考電壓。
  27. 如申請專利範圍第23項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該積體電路包含一開關控制電路，接收一電流感測訊號，與一參考訊號比較，以控制一功率轉換電路的功率級，且其中該參考訊號係根據該直流訊號而決定。
  28. 如申請專利範圍第23項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該積體電路包含一開關控制電路，根據一時脈而控制一功率轉換電路的功率級，且其中該提供絕對資訊的電路更包含模式偵測電路，根據該內部參考訊號判斷該功率轉換電路是否操作於不連續導通模式；以及控制訊號產生電路，根據該模式偵測電路的輸出，產生訊號控制該時脈的頻率。
  29. 如申請專利範圍第13項所述之在浮動地電位積體電路中提供絕對資訊的電路，其中該內部參考訊號重現一輸入電壓相對於絕對地電位的波形、或重現一電感電流的震盪波形。
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