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具有温度、工艺和电压补偿的死区时间延迟的电路、DC-DC转换系统以及集成电路

申请号 CN201480082875.9 申请日 2014-10-27 公开(公告)号 CN107112890B 公开(公告)日 2019-08-09
申请人 德克萨斯仪器股份有限公司; 发明人 易俊; X·欧;
摘要 提出 温度 、工艺和电源补偿的延迟 电路 、DC到DC转换器和集成电路,其中使用多个级联的CMOS 反相器 电路提供 开关 驱动器 死区时间延迟,该多个级联的CMOS反相器电路具有通过 二极管 连接的MOS晶体管耦合到经调节的 电压 或电路接地的第一反相器,并且MOS电容器被提供在第一反相器输出端和经调节的电压或电路接地之间以提供受控延迟时间。第二级联的CMOS反相器由随温度降低的经补偿的电压供电,以作为比较器操作,并且某些 实施例 包括一个或多个中间CMOS反相器以在第二反相器和最终输出反相器之间形成电平移位电路,其中该电平移位反相器由随着增加的温度而降低的相继更高的经补偿的电压供电。
权利要求

1.一种延迟电路,其用于提供死区时间延迟以操作开关DC到DC转换系统的驱动器晶体管,所述延迟电路包含:
第一反相器电路,所述第一反相器电路包含:
第一晶体管,其具有与经调节的电压节点耦合的源极端子、与延迟输入节点耦合以接收延迟电路输入电压信号的栅极端子,和与第一反相器输出节点耦合的漏极端子;和第二晶体管,其具有与所述第一反相器输出节点耦合的漏极端子、与所述延迟输入节点耦合的栅极端子,和与恒定电压节点耦合的源极端子;
二极管连接的MOS晶体管,其被耦合以在所述第一反相器电路与所述经调节的电压节点与所述恒定电压节点中的一个节点之间提供阻抗;
MOS电容器,其被耦合在所述第一反相器输出节点与所述经调节的电压节点和所述恒定电压节点中的所述一个节点之间,所述MOS电容器和所述二极管连接的MOS晶体管建立用于所述第一反相器电路的第一反相器延迟;
第二反相器电路,其包含:
第三晶体管,其具有与第一经补偿的电压节点耦合的源极端子、与所述第一反相器输出节点耦合的栅极端子,和与第二反相器输出节点耦合的漏极端子;和
第四晶体管,其具有与所述第二反相器输出节点耦合的漏极端子、与所述第一反相器输出节点耦合的栅极端子,和与所述恒定电压节点耦合的源极端子;以及输出反相器电路,其包含:
第五晶体管,其具有与电源电压节点耦合的源极端子、与所述第二反相器输出节点耦合的栅极端子,和与延迟电路输出节点耦合的漏极端子;和
第六晶体管,其具有与所述延迟电路输出节点耦合的漏极端子、与所述第二反相器输出节点耦合的栅极端子,和与所述恒定电压节点耦合的源极端子;以及
电源电路,其在所述第一经补偿的电压节点处提供随着增加的温度而降低的电压。
2.根据权利要求1所述的延迟电路:
其中在所述电源电压节点处的电压大于在所述经调节的电压节点处的电压;
其中在所述经调节的电压节点处的电压大于在所述第一经补偿的电压节点处的所述电压;以及
其中所述延迟电路包含电平移位电路,所述电平移位电路被耦合以接收来自所述第二反相器输出节点的输出信号,并且向所述输出反相器电路晶体管的所述栅极端子提供输出信号。
3.根据权利要求2所述的延迟电路,其中所述电平移位电路包含:
第三反相器输出节点,其与所述输出反相器电路晶体管的所述栅极端子直接或间接地耦合;
第七晶体管,其具有与第二经补偿的电压节点耦合的源极端子、与所述第二反相器输出节点耦合的栅极端子,和与所述第三反相器输出节点耦合的漏极端子;以及第八晶体管,其具有与所述第三反相器输出节点耦合的漏极端子、与所述第二反相器输出节点耦合的栅极端子,和与所述恒定电压节点耦合的源极端子;
其中所述电源电路在所述第二经补偿的电压节点处提供比在所述第一经补偿的电压节点处的电压更大的电压;以及
其中在所述第二经补偿的电压节点处的电压随着增加的温度而降低。
4.根据权利要求3所述的延迟电路,其中所述电源电路包含:
第一电路支路,其包括电阻器和由基准电压控制以提供随着增加的温度而增加的第一电流信号的第一电路支路晶体管;
第一电流镜电路,其包含输入晶体管和输出端,所述输入晶体管被耦合以接收来自所述第一电路支路的所述第一电流信号,所述输出端提供与所述第一电流信号成比例的第二电流信号和第三电流信号;
第二电路支路,其与所述第一电流镜电路耦合以接收所述第二电流信号,所述第二电路支路包含:
第二电路支路晶体管,其具有连接到第一内部节点的至少一个端子;和
温度补偿电路,其在所述第一电流镜电路的所述输出端和所述恒定电压节点之间与所述第二电路支路晶体管串联耦合,所述温度补偿电路包含至少一个二极管连接的晶体管,所述至少一个二极管连接的晶体管可操作以在传导所述第二电流信号时在所述温度补偿电路两端提供随增加的温度而降低的电压降,以至少部分地抵消随着增加的温度的所述第二电流信号的增加,从而在所述第一内部节点处提供温度补偿电压;
第一输出晶体管,其具有与所述第一内部节点耦合的栅极端子,并且其可操作以便在所述经调节的电压节点处生成电压;
第二电流镜电路,其包含:被耦合以接收来自所述第一电流镜电路的所述第三电流信号的输入晶体管,和提供与所述第三电流信号成比例的第四电流信号的输出端;
第三电路支路,其与所述第二电流镜电路耦合以接收所述第四电流信号,所述第三电路支路包含在所述电源电压节点和所述第二电流镜电路之间相互串联耦合的第三电路支路晶体管、第一电阻和第二电阻,所述第三电路支路晶体管具有与所述第二电路支路耦合的栅极端子和连接到所述第一内部节点的至少一个端子;
第二输出晶体管,其具有与所述第三电路支路的所述第一电阻耦合的栅极端子,并且其可操作以生成在所述第一经补偿的电压节点处的随着增加的温度而降低的电压;以及第三输出晶体管,其具有与所述第三电路支路的所述第二电阻耦合的栅极端子,并且其可操作以生成在所述第二经补偿的电压节点处的随着增加的温度而降低的电压。
5.根据权利要求2所述的延迟电路,其中所述电平移位电路包含多个CMOS反相器电路,所述多个CMOS反相器电路包括第一CMOS反相器电路和最终CMOS反相器电路,所述第一CMOS反相器电路被耦合以接收来自所述第二反相器输出节点的输出信号并且向随后的CMOS反相器提供输出信号,所述最终CMOS反相器电路被耦合以向所述输出反相器电路晶体管的所述栅极端子提供输出信号;其中所述电平移位电路的每个CMOS反相器电路包括与对应的经补偿的电压节点耦合的晶体管,所述对应的经补偿的电压节点处于比之前的反相器电路的所述经补偿的电压节点的电压更大的电压;并且其中每个经补偿的电压节点处的电压随增加的温度而降低。
6.根据权利要求5所述的延迟电路,其中所述电源电路包含:
第一电路支路,其包括电阻器和由基准电压控制以提供随着增加的温度而增加的第一电流信号的第一电路支路晶体管;
第一电流镜电路,其包含输入晶体管和输出端,所述输入晶体管被耦合以接收来自所述第一电路支路的所述第一电流信号,所述输出端提供与所述第一电流信号成比例的第二电流信号和第三电流信号;
第二电路支路,其与所述第一电流镜电路耦合以接收所述第二电流信号,所述第二电路支路包含:
第二电路支路晶体管,其具有连接到第一内部节点的至少一个端子;和
温度补偿电路,其在所述第一电流镜电路的所述输出端和所述恒定电压节点之间与所述第二电路支路晶体管串联耦合,所述温度补偿电路包含至少一个二极管连接的晶体管,所述至少一个二极管连接的晶体管可操作以当传导所述第二电流信号时在所述温度补偿电路两端提供随着增加的温度而降低的电压降,以至少部分地抵消随着增加的温度的所述第二电流信号的增加,从而在所述第一内部节点处提供温度补偿电压;
第一输出晶体管,其具有与所述第一内部节点耦合的栅极端子,并且其可操作以在所述经调节的电压节点处生成电压;
第二电流镜电路,其包含:被耦合以接收来自所述第一电流镜电路的所述第三电流信号的输入晶体管,和提供与所述第三电流信号成比例的第四电流信号的输出端;
第三电路支路,其与所述第二电流镜电路耦合以接收所述第四电流信号,所述第三电路支路包含在所述电源电压节点和所述第二电流镜电路之间相互串联耦合的第三电路支路晶体管和多个电阻,所述第三电路支路晶体管具有与所述第二电路支路耦合的栅极端子和连接到所述第一内部节点的至少一个端子;
多个输出晶体管,其各自包括与所述第三电路支路的对应的所述多个电阻耦合的栅极端子,并且其各自可操作以在对应的经补偿的电压节点处生成随着增加的温度而降低的电压。
7.根据权利要求2所述的延迟电路,其中所述二极管连接的MOS晶体管是PMOS晶体管,所述PMOS晶体管包含与所述经调节的电压节点耦合的源极端子,和与所述第一晶体管的所述源极端子耦合以便在所述第一反相器电路和所述经调节的电压节点之间提供阻抗的源漏端子;并且其中所述MOS电容器耦合在所述第一反相器输出节点和所述经调节的电压节点之间。
8.根据权利要求1所述的延迟电路,其中所述电源电路包含:
第一电路支路,其包括电阻器和由基准电压控制以提供随着增加的温度而增加的第一电流信号的第一电路支路晶体管;
第一电流镜电路,其包含输入晶体管和输出端,所述输入晶体管被耦合以接收来自所述第一电路支路的所述第一电流信号,所述输出端提供与所述第一电流信号成比例的第二电流信号和第三电流信号;
第二电路支路,其与所述第一电流镜电路耦合以接收所述第二电流信号,所述第二电路支路包含:
第二电路支路晶体管,其具有连接到第一内部节点的至少一个端子;和
温度补偿电路,其在所述第一电流镜电路的所述输出端和所述恒定电压节点之间与所述第二电路支路晶体管串联耦合,所述温度补偿电路包含至少一个二极管连接的晶体管,所述至少一个二极管连接的晶体管可操作以当传导所述第二电流信号时在所述温度补偿电路两端提供随着增加的温度而降低的电压降,以至少部分地抵消随着增加的温度的所述第二电流信号的增加,从而在所述第一内部节点处提供温度补偿电压;
第一输出晶体管,其具有与所述第一内部节点耦合的栅极端子,并且其可操作以在所述经调节的电压节点处生成电压;
第二电流镜电路,其包含:被耦合以接收来自所述第一电流镜电路的所述第三电流信号的输入晶体管,和提供与所述第三电流信号成比例的第四电流信号的输出端;
第三电路支路,其与所述第二电流镜电路耦合以接收所述第四电流信号,所述第三电路支路包含在所述电源电压节点和所述第二电流镜电路之间相互串联耦合的第三电路支路晶体管和电阻,所述第三电路支路晶体管具有与所述第二电路支路耦合的栅极端子和连接到所述第一内部节点的至少一个端子;以及
第二输出晶体管,其具有与所述第三电路支路的所述电阻耦合的栅极端子,并且其可操作以在所述第一经补偿的电压节点处生成随着增加的温度而降低的电压。
9.根据权利要求8所述的延迟电路,其中所述第二电路支路包含耦合在所述温度补偿电路和所述第一电路支路的所述电阻器之间的电阻器,并且其中所述第二电路支路晶体管包括连接到所述第一内部节点的栅极端子、被耦合以接收所述第二电流信号第一电流镜电路的漏极端子,和与所述温度补偿电路耦合的源极端子。
10.根据权利要求8所述的延迟电路,其中所述二极管连接的MOS晶体管是PMOS晶体管,所述PMOS晶体管包含与所述经调节的电压节点耦合的源极端子,和与所述第一晶体管的所述源极端子耦合以在所述第一反相器电路和所述经调节的电压节点之间提供阻抗的源漏端子;并且其中所述MOS电容器耦合在所述第一反相器输出节点和所述经调节的电压节点之间。
11.根据权利要求1所述的延迟电路,其中所述二极管连接的MOS晶体管是PMOS晶体管,所述PMOS晶体管包含与所述经调节的电压节点耦合的源极端子,和与所述第一晶体管的所述源极端子耦合以在所述第一反相器电路和所述经调节的电压节点之间提供阻抗的源漏端子;并且其中所述MOS电容器耦合在所述第一反相器输出节点和所述经调节的电压节点之间。
12.根据权利要求1所述的延迟电路,其中所述二极管连接的MOS晶体管是NMOS晶体管,所述NMOS晶体管包含与所述恒定电压节点耦合的源极端子,和与所述第二晶体管的所述源极端子耦合以在所述第一反相器电路和所述恒定电压节点之间提供阻抗的源漏端子;并且其中所述MOS电容器耦合在所述第一反相器输出节点和所述恒定电压节点之间。
13.一种DC到DC转换系统,其包含:
高侧开关器件,其与开关节点耦合;
高侧驱动器电路,其与所述高侧开关器件的控制端子耦合,并且其可操作根据高侧输入信号来选择性地接通或断开所述高侧开关器件;
低侧开关器件,其与所述开关节点耦合;
低侧驱动器电路,其与所述低侧开关器件的控制端子耦合,并且其可操作根据低侧输入信号来选择性地接通或断开所述低侧开关器件;
脉宽调制电路即PWM电路,其具有可操作以提供用于控制所述高侧开关器件的高侧PWM信号的第一输出端,和可操作以提供用于控制所述低侧开关器件的低侧PWM信号的第二输出端,从而调制所述开关节点处的电压;
高侧延迟电路,其具有与所述PWM电路的所述第一输出端耦合以接收所述高侧PWM信号的高侧延迟输入端,和可操作以至少部分地根据所述高侧PWM信号与非零第一温度补偿延迟来提供所述高侧输入信号的高侧延迟输出端;
低侧延迟电路,其具有与所述PWM电路的所述第二输出端耦合以接收所述低侧PWM信号的低侧延迟输入端,和可操作以至少部分地根据所述低侧PWM信号与非零第二温度补偿延迟来提供所述低侧输入信号的低侧延迟输出端;
其中所述高侧延迟电路和所述低侧延迟电路各自包含多个级联的CMOS反相器电路,所述多个级联的CMOS反相器电路包括:
第一CMOS反相器电路,其从经调节的电压节点供电并且包含接收来自所述PWM电路的对应的PWM信号的输入端和第一反相器输出节点;
二极管连接的MOS晶体管,其被耦合以在所述第一CMOS反相器电路与经调节的电压节点和恒定电压节点中的一个节点之间提供阻抗;
MOS电容器,其耦合在所述第一反相器输出节点与所述经调节的电压节点和所述恒定电压节点中的所述一个节点之间;
第二CMOS反相器电路,其从第一经补偿的电压节点供电并且包含与所述第一反相器输出节点耦合的输入端和第二反相器输出节点;以及
输出CMOS反相器电路,其从电源电压节点供电,并且输出端可操作以将对应的高侧输入信号或低侧输入信号提供给对应的驱动器电路;以及
电源电路,其在所述第一经补偿的电压节点处提供随着增加的温度而降低的电压。
14.根据权利要求13所述的DC到DC转换系统:
其中在所述电源电压节点处的电压大于在所述经调节的电压节点处的电压;
其中在所述经调节的电压节点处的电压大于在所述第一经补偿的电压节点处的电压;
以及
其中所述高侧延迟电路和所述低侧延迟电路各自包含被耦合以接收来自所述第二反相器输出节点的输出信号并且将输出信号提供到所述输出CMOS反相器电路的电平移位电路。
15.根据权利要求14所述的DC到DC转换系统,其中所述电平移位电路包含第三CMOS反相器电路,所述第三CMOS反相器电路从第二经补偿的电压节点供电并且包含与所述第二反相器输出节点耦合的输入端和与所述输出CMOS反相器电路直接或间接地耦合的第三反相器输出节点;
其中所述电源电路在所述第二经补偿的电压节点处提供比在所述第一经补偿的电压节点处的电压更大的电压;以及
其中在所述第二经补偿的电压节点处的电压随着增加的温度而降低。
16.根据权利要求14所述的DC到DC转换系统,其中所述电源电路包含:
第一电路支路,其包括电阻器和由基准电压控制以提供随着增加的温度而增加的第一电流信号的第一电路支路晶体管;
第一电流镜电路,其包含输入晶体管和输出端,所述输入晶体管被耦合以接收来自所述第一电路支路的所述第一电流信号,所述输出端提供与所述第一电流信号成比例的第二电流信号和第三电流信号;
第二电路支路,其与所述第一电流镜电路耦合以接收所述第二电流信号,所述第二电路支路包含:
第二电路支路晶体管,其具有连接到第一内部节点的至少一个端子;和
温度补偿电路,其在所述第一电流镜电路的所述输出端和所述恒定电压节点之间与所述第二电路支路晶体管串联耦合,所述温度补偿电路包含至少一个二极管连接的晶体管,所述至少一个二极管连接的晶体管可操作以当传导所述第二电流信号时在所述温度补偿电路两端提供随着增加的温度而降低的电压降,以至少部分地抵消随着增加的温度的所述第二电流信号的增加,从而在所述第一内部节点处提供温度补偿电压;
第一输出晶体管,其具有与所述第一内部节点耦合的栅极端子,并且其可操作以在所述经调节的电压节点处生成电压;
第二电流镜电路,其包含:被耦合以接收来自所述第一电流镜电路的所述第三电流信号的输入晶体管,和提供与所述第三电流信号成比例的第四电流信号的输出端;
第三电路支路,其与所述第二电流镜电路耦合以接收所述第四电流信号,所述第三电路支路包含在所述电源电压节点和所述第二电流镜电路之间相互串联耦合的第三电路支路晶体管和电阻,所述第三电路支路晶体管具有与所述第二电路支路耦合的栅极端子和连接到所述第一内部节点的至少一个端子;以及
第二输出晶体管,其具有与所述第三电路支路的所述电阻耦合的栅极端子,并且其可操作以在所述第一经补偿的电压节点处生成随着增加的温度而降低的电压。
17.根据权利要求13所述的DC到DC转换系统,其中所述电源电路包含:
第一电路支路,其包括电阻器和由基准电压控制以提供随着增加的温度而增加的第一电流信号的第一电路支路晶体管;
第一电流镜电路,其包含输入晶体管和输出端,所述输入晶体管被耦合以接收来自所述第一电路支路的所述第一电流信号,所述输出端提供与所述第一电流信号成比例的第二电流信号和第三电流信号;
第二电路支路,其与所述第一电流镜电路耦合以接收所述第二电流信号,所述第二电路支路包含:
第二电路支路晶体管,其具有连接到第一内部节点的至少一个端子;和
温度补偿电路,其在所述第一电流镜电路的所述输出端和所述恒定电压节点之间与所述第二电路支路晶体管串联耦合,所述温度补偿电路包含至少一个二极管连接的晶体管,所述至少一个二极管连接的晶体管可操作以当传导所述第二电流信号时在所述温度补偿电路两端提供随着增加的温度而降低的电压降,以至少部分地抵消随着增加的温度的所述第二电流信号的增加,从而在所述第一内部节点处提供温度补偿电压;
第一输出晶体管,其具有与所述第一内部节点耦合的栅极端子,并且其可操作以在所述经调节的电压节点处生成电压;
第二电流镜电路,其包含:被耦合以接收来自所述第一电流镜电路的所述第三电流信号的输入晶体管,和提供与所述第三电流信号成比例的第四电流信号的输出端;
第三电路支路,其与所述第二电流镜电路耦合以接收所述第四电流信号,所述第三电路支路包含在所述电源电压节点和所述第二电流镜电路之间相互串联耦合的第三电路支路晶体管和电阻,所述第三电路支路晶体管具有与所述第二电路支路耦合的栅极端子和连接到所述第一内部节点的至少一个端子;以及
第二输出晶体管,其具有与所述第三电路支路的所述电阻耦合的栅极端子,并且其可操作以在所述第一经补偿的电压节点处生成随着增加的温度而降低的电压。
18.根据权利要求13所述的DC到DC转换系统,其中所述二极管连接的MOS晶体管是PMOS晶体管,所述PMOS晶体管包含与所述经调节的电压节点耦合的源极端子,和与所述第一CMOS反相器电路耦合以在所述第一CMOS反相器电路和所述经调节的电压节点之间提供阻抗的源漏端子;并且其中所述MOS电容器被耦合在所述第一反相器输出节点和所述经调节的电压节点之间。
19.根据权利要求13所述的DC到DC转换系统,其中所述二极管连接的MOS晶体管是NMOS晶体管,所述NMOS晶体管包含与所述恒定电压节点耦合的源极端子,和与所述第一CMOS反相器电路耦合以在所述第一CMOS反相器电路和所述恒定电压节点之间提供阻抗的源漏端子;并且其中所述MOS电容器被耦合在所述第一反相器输出节点和所述恒定电压节点之间。
20.一种集成电路产品,其包含:
脉宽调制电路即PWM电路,其具有可操作以提供用于控制DC到DC转换器开关器件的PWM信号的输出端;
延迟电路,其具有与所述PWM电路的所述输出端耦合以接收所述PWM信号的延迟输入端,和可操作以至少部分地根据所述PWM信号与非零温度补偿延迟来提供驱动器输入信号的延迟输出端,所述延迟电路包含:
第一CMOS反相器电路,其从经调节的电压节点供电并且包含接收来自所述PWM电路的所述PWM信号的输入端和第一反相器输出节点;
二极管连接的MOS晶体管,其被耦合以在所述第一CMOS反相器电路与经调节的电压节点和恒定电压节点中的一个节点之间提供阻抗;
MOS电容器,其耦合在所述第一反相器输出节点与所述经调节的电压节点和所述恒定电压节点中的所述一个节点之间;
第二CMOS反相器电路,其从处于随着增加的温度而降低的电压的第一经补偿的电压节点供电,并且所述第二CMOS反相器电路包含与所述第一反相器输出节点耦合的输入端和第二反相器输出节点;以及
输出CMOS反相器电路,其从电源电压节点供电,并且其可操作以至少部分地基于来自所述第二反相器输出节点的信号提供所述驱动器输入信号。

说明书全文

具有温度、工艺和电压补偿的死区时间延迟的电路、DC-DC转

换系统以及集成电路

背景技术

[0001] 诸如电压调节器和DC到DC转换器的开关电源通常包括通过脉宽调制的开关控制信号操作的一个或多个开关器件。各种转换器包括根据互补PWM信号以交替方式切换的高侧晶体管和低侧晶体管。然而,同时闭合高侧开关和低侧开关两者可能导致临时短路情况,因此降低转换器效率。因此,被称为死区时间的延迟被引入到开关控制电路系统中以确保两个开关不在同一时间被全部接通。然而,断开一个开关和闭合另一个开关之间的显著延迟也可能降低开关转换器的效率。因此,开关转换器死区时间的精确控制在实现高效率中是重要的,并且开关转换器中的死区时间也影响操作频率和可靠性。然而,工艺、电源电压和温度变化可能导致死区时间延迟的变化。通常通过使用电压比较器电路将阈值电压与由从电流源充电的电容器产生的斜坡信号进行比较来建立死区时间延迟,并且已经尝试各种途径来针对工艺、电压和温度变化补偿电压比较器、斜坡发生器和基准电压源。然而,降低现代计算机、智能手机、平板电脑和其他电子产品的转换器输出电平日益导致更高的转换器开关频率,例如,在1MHz 的数量级上。增加的开关频率减少转换器开关的接通时间,并且因此需要更短的死区时间延迟值,并且因此工艺、电压和温度对死区时间延迟值的影响变得更加明显。作为结果,与增加的转换器开关频率对应的减少的接通时间要求比较器的响应时间与将要实现的延迟的长度相比是非常小的。具体地,以1MHz 处或1MHz之上操作要求时间延迟在几纳秒的数量级上,并且常规的电压比较器电路具有通常在百纳秒的数量级上的显著的非零固有延迟或者响应时间。可以使用快速响应电压比较器,但是这显著地增加成本。因此,需要改善的死区时间延迟电路系统来提供短和精确的死区时间延迟值以促进功率转换器在工艺过、电压和温度中的变化上的有效操作。发明内容
[0002] 本公开提供对工艺、电压和温度变化进行补偿的DC到DC转换器电路和死区时间延迟电路系统实施例,其中级联的CMOS反相器电路与受控电源电压一起使用以提供死区时间延迟,用于生成脉宽调制开关控制信号以操作高侧开关和低侧开关。第一反相器通过MOS二极管(例如,二极管连接的MOS晶体管) 耦合到经调节的电压VREG或电路接地,并且MOS电容器与第一反相器输出端耦合以提供受控死区时间延迟,并且第二级联CMOS反相器由随着温度降低的经补偿的电压供电以作为比较器操作。各种实施方式是可能的,并且经补偿的反相器电源电压解决温度补偿,而工艺变化通过使用MOS二极管和MOS电容器来补偿,而电源变化通过使用第一反相器的局部调节的电源电压来补偿。此外,CMOS反相器电路系统的使用在不增加与超快响应时间电压比较器和相关联的斜坡发生器和阈值电压电路系统相关联的成本和复杂性的情况下提供成本效益解决方案。
[0003] 根据本公开的一个或多个方面提供一种延迟电路系统,其包括第一CMOS 反相器电路,该第一CMOS反相器电路具有耦合在经调节的电压节点和第一反相器输出节点之间的PMOS晶体管,以及耦合在输出节点和电路接地或其他恒定电压节点之间的NMOS晶体管。MOS电容器被耦合在第一反相器输出端与经调节的电压节点和恒定电压节点中的一个之间,并且二极管连接的MOS晶体管被耦合以在第一反相器电路与经调节的电压节点或恒定电压节点中的任意一个之间提供阻抗,其中MOS电容器和二极管连接的MOS晶体管提供或建立第一反相器延迟。第二CMOS反相器电路接收第一反相器输出并且提供第二反相器输出,其中第二反相器电路由第一经补偿的电压节点供电,该第一经补偿的电压节点具有随着增加的温度而降低的电压。第二反相器电路的输出被直接或间接地提供到由电源电压供电的CMOS输出反相器电路,其中第二反相器作为比较器电路有效地操作以比较通过对MOS电容器进行充电或放电生成的斜坡电压信号与由用于对第二反相器供电的经补偿的电压建立的阈值。
[0004] 在某些实施例中,电源电压节点大于在经调节的电压节点处的电压,并且经调节的电压大于经补偿的电压。在某些实施例中,一个或多个中间CMOS反相器可以被提供在第二反相器和输出反相器之间以形成电平移位电路,其中(多个)中间反相器由随着增加的温度而降低的对应的经补偿的电压供电。在某些实施例中,电源电路使用电流镜电路为级联的CMOS反相器电路系统提供一个或多个经补偿的电压以及经调节的电压,用于温度、电压和工艺补偿。
[0005] 根据本公开的进一步的方面提供DC到DC转换系统,该DC到DC转换系统包括与开关节点耦合的高侧开关器件和低侧开关器件,以及用于根据对应的输入信号选择性地将开关器件接通或切断的对应的高侧驱动器电路和低侧驱动器电路。脉宽调制(PWM)电路将高侧PWM信号和低侧PWM信号提供到对应的高侧延迟电路和低侧延迟电路,其进而向开关驱动器提供输入信号。各个延迟电路包括从经调节的电压节点供电并且接收对应的PWM信号的第一 CMOS反相器,以及在第一CMOS反相器和经调节的电压节点或恒定电压节点之间提供阻抗的二极管连接的MOS晶体管,并且MOS电容器与第一反相器输出节点耦合。延迟电路还包括从经补偿的电压节点供电的第二CMOS反相器和从电源电压节点供电以便将高侧输入信号或低侧输入信号提供到对应的驱动器电路的输出CMOS反相器。
[0006] 根据本公开的进一步的方面提供集成电路产品,该集成电路产品包括具有输出端的PWM电路,该输出端提供用于控制DC到DC转换器开关的PWM信号,以及延迟电路,该延迟电路至少部分地根据PWM信号与非零温度补偿延迟提供驱动器输入信号。该延迟电路包括从经调节的电压节点供电的第一CMOS 反相器、在第一反相器与经调节的电压节点或恒定电压节点中的任意一个之间提供阻抗的MOS二极管,和与第一反相器输出耦合的MOS电容器。该延迟电路还包括从随着增加的温度而降低的经补偿的电压供电的第二CMOS反相器,以及从电源电压供电以至少部分地基于来自第二反相器输出的信号提供驱动器输入信号的输出CMOS反相器。
附图说明
[0007] 以下描述和附图详细阐述本公开的某些说明性实施方式,其指示本公开的各种原理可以被实施的若干方式。然而,所图示说明的示例并不穷举本公开的许多可能的实施例。当连同附图考虑时,本公开的其他目标、优势和新颖性特征将在下列具体实施方式中被阐述,在附图中:
[0008] 图1是说明具有高侧开关驱动器和低侧开关驱动器以及对应的工艺、电压和温度补偿死区时间延迟电路的DC到DC降压转换器系统的示意图,该延迟电路包括级联的CMOS反相器电路,以及PMOS二极管、PMOS电容器和电平移位电路;
[0009] 图2是说明将经调节的电压和一个或多个经补偿的电压提供到图1的延迟电路的电源电路的示意图;
[0010] 图3是说明图1和图2的电路中的电源电压、经调节的电压以及温度依赖补偿电压的图形;
[0011] 图4是说明没有电平移位电路的另一工艺、电压和温度补偿死区时间延迟电路实施例的示意图;
[0012] 图5是说明图4的电路中的电源电压、经调节的电压和温度依赖补偿电压的图形;
[0013] 图6是说明将经调节的电压和经补偿的电压提供到图4的延迟电路的另一个电源电路实施例的示意图;以及
[0014] 图7是说明使用NMOS二极管连接的晶体管和NMOS电容器的进一步的死区时间延迟电路实施例的示意图。

具体实施方式

[0015] 以下结合附图描述一个或多个实施例或实施方式,其中相同的附图标记贯穿全文被用于指代相同的元件,并且其中各种特征件不必按比例绘制。
[0016] 图1说明DC到DC转换系统100,其在输入端子102处接收DC输入电压 VIN并且在输出节点或端子104处向负载(未示出)提供经调节的DC输出电压。系统100提供具有连接在输入电压节点102和开关节点SW之间的高侧NMOS 晶体管开关器件MNH以及耦合在开关节点SW和恒定电压节点(例如,电路接地)114之间的低侧NMOS开关MNL的降压转换器。在图示说明的降压转换器示例中,输出电感器L被连接在开关节点SW和输出节点104之间,并且输出电容C被连接在输出节点104和恒定电压节点114之间。尽管在降压转换器系统100的背景下进行说明和描述,然而其他DC到DC转换器拓扑结构可以包含本公开的各种概念,包括但不限于升压转换器、降压/升压转换器、CUK转换器等。此外,尽管图示说明的转换系统100包括高侧驱动器电路和低侧驱动器电路两者,但可以采用本公开的各种延迟电路概念以便生成仅具有单个开关的开关功率转换系统中的死区时间延迟。在图示说明的示例中,高侧驱动器电路106h 提供开关控制信号以根据在驱动器电路输入端112h处接收的高侧输入信号 DRVH来操作高侧开关MNH,并且低侧驱动器电路106l提供开关控制信号以根据在节点112l处的低侧输入信号DRVL来操作低侧开关MNH以便选择性地将低侧开关器件MNL接通或切断。
[0017] PWM电路108在对应的输出端108h和108l处提供用于控制高侧开关和低侧开关的高侧PWM信号PWMH和低侧PWM信号PWML,并且可以采用任意合适的闭环或基于反馈的调节技术来调制开关节点SW处的电压,以便通过改变PWM信号PWMH和PWML的脉宽或占空比来控制输出节点104处的电压。如图1进一步示出的,系统100包括高侧死区时间延迟电路110h和低侧死区时间延迟电路110l,其分别接收PWM信号PWMH和PWML并且在节点112h和112l处提供具有非零工艺、电压和温度补偿延迟的驱动器输入信号DRVH和 DRVL。在某些实施方式中,PWM电路108和延迟电路110被提供为单个集成电路产品,诸如PWM控制器IC,其中用于连接到外部驱动器电路106或者驱动器电路系统106h和106l的合适的端子可以被并入到IC中。各种实施例还可以包括一体的高侧开关MNH和低侧开关MNL和/或一体的输出电感器L。
[0018] 延迟电路110h和110l中的每一个包括一系列级联连接的CMOS反相器120、 130、140、150和160,并且每个反相器包括PMOS晶体管以及NMOS晶体管,该PMOS晶体管具有与正电压耦合(例如,直接或间接连接)的源极端子和与反相器输出节点耦合的漏极端子,NMOS晶体管具有耦合到反相器输出端的漏极和与恒定电压节点114耦合的源极。各个CMOS反相器还包括与PMOS晶体管和NMOS晶体管的栅极端子耦合的输入端。在该示例中,PWM电路108提供具有变化的脉宽的互补PWM输出信号PWMH和PWML,以调节转换器输出电压,并且延迟电路110提供死区时间延迟使得高驱动器信号DRVH和低驱动器信号DRVL相对于PWM输出信号PWMH和PWML分别被延迟非零死区时间延迟值。在某些实施例中,由高侧延迟电路110h提供的延迟与由低侧延迟电路110l提供的延迟是不同的,然而在其他实施例中,高侧死区时间延迟和低侧死区时间延迟可以相同。
[0019] 高侧延迟电路110h包括第一CMOS反相器电路120h,该第一CMOS反相器电路120h包含PMOS晶体管MP1,该PMOS晶体管MP1具有与经调节的电压节点VREG耦合的源极端子、与延迟输入节点108h耦合以接收来自PWM电路108的高侧延迟电路输入电压信号PWMH的栅极端子,和与第一反相器输出节点122h耦合的漏极端子。第一反相器120h还包括的第一NMOS晶体管MN1,该第一NMOS晶体管MN1具有与输出节点122耦合的漏极端子、与延迟输入节点108h耦合的栅极端子,和与恒定电压节点114耦合的源极端子。此外,MOS 二极管(例如,二极管连接的MOS晶体管)MPD被耦合以在MP1的源极端子和VREG之间提供阻抗,并且MOS电容器MPC被耦合在第一反相器输出节点 122h和VREG之间。因此连接的,由MPD和MPC的电容提供的阻抗产生RC 时间常数以提供或以其他方式建立用于第一反相器电路120的第一反相器延迟。在一个高开关频率示例中,例如,由第一CMOS反相器120h提供的延迟时间作为大约6-8ns的标称值,然而这不是所有可能的实施例的严格要求。如图1所示,低侧延迟电路110l的第一反相器级120l类似地包括由MP1和MN1连同 MOS二极管或二极管连接的MOS晶体管MPD以及提供输出端子122l的MOS 电容器MPC形成的反相器。
[0020] 暂时参考图7,其他实施例是可能的,其中第一反相器电路120提供PMOS 晶体管MP1,该PMOS晶体管MP1具有直接耦合到经调节的电压VREG的源极,并且NMOS晶体管MN1的源极通过MOS二极管或二极管连接的NMOS 晶体管MND被耦合到恒定电压节点114,并且MOS电容器MNC被连接在恒定电压节点114和第一反相器级输出节点122之间。
[0021] 现在参考图1-图3,在图1中,第二反相器电路130h被提供在高侧延迟电路110h中,该第二反相器电路130h包括第二PMOS晶体管MP2以及第二NMOS 晶体管MN2,该第二PMOS晶体管MP2具有与第一经补偿的电压节点VC1耦合的源极端子、与第一反相器输出节点122h耦合的栅极端子以及与第二反相器输出节点132h耦合的漏极端子,该第二NMOS晶体管MN2具有与输出节点132h 耦合的漏极端子、与第一反相器输出节点122h耦合的栅极端子以及与恒定电压节点114耦合的源极端子。低侧延迟电路110l包括在第二反相器输出端子132l 处提供输出的类似的第二反相器电路130l。
[0022] 电源电路200(图2)在节点VC1处提供第一经补偿的电压,该第一经补偿的电压低于经调节的电压VREG并且随着增加的温度而降低。在操作中,基于 IC电源电压VDD提供到CMOS反相器级120和130的电源电压的调制提供温度补偿以控制由电路110h和110l提供的死区时间延迟。此外,作为电阻的MOS 二极管或二极管连接的MOS晶体管MPD的使用连同MOS电容器MPC的使用提供工艺补偿以促进受控死区时间延迟。此外,在该设计中,通过根据电源电压VDD的电平来局部调节电源电压VREG和经补偿的电压VC1的衍生物 (derivation)来补偿电源电压变化。此外,第二反相器级130作为电压比较器操作以比较VC1/2的阈值电压与MOS电容器MPC两端的电压,同时采用低成本CMOS电路系统。因此,所公开的实施例有利地避免了与使用常规的电压比较器和电流源/充电电容器斜坡信号生成电路系统相关联的高成本和电路复杂性,同时提供具有比常规的电压比较器的固有延迟显著更短的固有延迟的 CMOS反相器级130。作为结果,所公开的概念在高速DC到DC开关转换器应用中找到的具体效用,从而在提供可预测的工艺、电压和温度补偿死区时间延迟以促进转换器效率的同时促进以1MHz或更高的开关频率操作。
[0023] 图1中的延迟电路110h和110l进一步包括CMOS输出反相器电路160(图 1中的160h和160l),从而分别在输出端子112h和112l处向对应的驱动器电路 106h或106l提供驱动器输入信号DRVH或DRVL。输出反相器电路160包括PMOS晶体管MP5以及NMOS晶体管MN5,该PMOS晶体管MP5具有与电源电压节点VDD(例如,在一个非限制示例中为5V)耦合的源极端子、与第二反相器输出节点132直接或间接耦合的栅极端子以及与延迟电路输出节点112耦合的漏极端子,该NMOS晶体管MN5具有与输出节点112耦合的漏极端子、与MP5的栅极端子耦合的栅极端子以及与恒定电压节点114耦合的源极端子。
[0024] 在某些实施例中,如图1所示,延迟电路110包括形成电平移位电路134h、 134l的一个或多个进一步的CMOS反相器140h、150h(以及140l、150l),该电平移位电路134h、134l接收来自对应的第二反相器输出节点132的输出信号并且可操作以将输出信号提供到输出反相器电路晶体管MP5、MN5的栅极端子。如图1所看到的,例如,高侧延迟电路110h包括第三CMOS反相器140h,该第三CMOS反相器140h具有输出节点142h以将信号直接提供到输出反相器 160h或经由具有输出节点152h的进一步的电平移位CMOS反相器电路150h将信号间接地提供到输出反相器160h。类似地,低侧延迟电路110l包括分别具有输出节点142l和152l的CMOS反相器电路140l和150l。如图所示,电平移位 CMOS反相器中的每一个包括PMOS晶体管(MP3、MP4)和NMOS晶体管 (MN3、MN4),如图所述,其中PMOS晶体管的源极端子耦合到对应的经补偿的电压节点VC2和VC3,并且其中NMOS晶体管的源极端子与恒定电压节点 114耦合。
[0025] 还参考图2和图3,电源电路200可操作以在节点VC1、VC2和VC3处提供针对增加的温度具有降低的值的经补偿的电压,其中电源电压VDD(例如,在一个示例中为5V)大于经补偿的电压,并且也大于节点VREG处的经调节的电压。此外,对于包括电平移位电路134的实施例,经补偿的电压由电路200 利用相继更高的电平来供应。在图示说明的实施方式中,例如,VC1
[0026] 如图2所看到的,电源电路200包括第一电路支路Q1、R4,第一电路支路Q1、R4包含具有基础控制端子202的双极型晶体管Q1和串联连接的电阻器R4,该基础控制端子202的电压由带隙基准电压VBG控制以提供第一电流信号I1,该第一电流信号I1随着由于晶体管Q1的温度变化而导致的增加的温度而增加,该电阻器R4耦合在Q1的发射极和恒定电压节点114之间。图示说明的电源电路200采用该第一电流I1来生成通常在温度上平坦的经调节的电压VREG,如下面进一步描述的,其中第一电路支路从电源电压VDD供电以便进行电压补偿。电源电路200包括第二电路支路中的用于调整MN6的源极处的通常恒定的电压的温度补偿电路201,以及第一和第二电流镜电路204和206、在输出节点208 处提供经调节的输出电压VREG的第一NMOS输出晶体管MN16和分别在对应的输出节点210、212和214处提供第一、第二和第三经补偿的电压VC1、VC2 和VC3的NMOS输出晶体管MN13-MN15。
[0027] 第一电流镜电路204包括耦合在VDD和第一电路支路之间以接收来自第一电流支路Q1、R4的第一电流信号I1的输入晶体管MP6,其中MP6的栅极和漏极被连接到PMOS晶体管MP7和MP8的栅极以分别提供第二电流信号I2和第三电流信号I3,其中I2和I3基于MP6-MP8的相对尺寸与第一电流信号I1成比例,并且电流I2和I3也随着增加的温度而增加。在各种实施例中,任意合适的电流镜比率可以被用于第一和第二电流镜电路204和206。
[0028] 图2中的第二电路支路由NMOS晶体管MN6和一个或多个二极管连接的双极型晶体管Q2、Q3和Q4以及电阻器R5的串联连接形成,其中第二电路支路传导由第一电流镜电路204的晶体管MP7提供的第二电流I2。如图所示,MN6 的栅极被连接到第一内部节点205并且MN6的漏极在节点203处与MP7的漏极耦合。二极管连接的双极型晶体管Q2-Q4形成温度补偿电路201,当传导电流I2时,该温度补偿电路201可操作以在MN6的源极和电阻器R5的上部端子之间提供随着增加的温度而降低的电压降。就此而言,第二电流信号I2(类似于I1)随着增加的温度而增加,并且R5两端的对应的电压随着增加的温度而增加。因此,在R5的上部端子处的电压通常将随着增加的温度而增加。然而,温度补偿电路201两端电压降随着增加的温度而降低,并且因此电路201至少部分地抵消随着增加的温度的第二电流信号I2的增加,以在MN6的源极处提供温度补偿电压,该温度经补偿电压相对于电源电压VDD在温度上通常是平坦的  (例如,通常是恒定的)。图2的电源电路200提供具有供源能(sourcing capability)的恒定的经调节的电压VREG,其中使MN6的源极称为恒定电压,例如,在图示说明的实施例中约为带隙基准电压VBG的3倍。在这种情况下,节点205处的电压是3*VBG加上MN6的栅源电压VGS,并且VREG是节点 205处的电压减去输出晶体管MN16的栅源电压VGS。在MN6和MN16的栅源电压大体相等的某些实施例中,经调节的电压VREG因此约与3*VBG相同,并且相对于VDD通常在温度上恒定。以此方式,VREG被局部调节并且利用温度补偿电路201的操作关于温度被补偿。此外,在某些实施例中,VREG通常在工艺、温度和电源变化上以约三倍的带隙电压VBG恒定,并且因此用于为第一反相器级120供电的经调节的电压关于电压变化被补偿。
[0029] 如图2中进一步所示,电源电路200还包括连接MP8和MN8的漏极以将由第一电流镜电路204输出的第三电流信号I3作为输入电流提供到第二电流镜电路206的NMOS输入晶体管MN8的电路支路。如图所示,第二电流镜电路 206包括传导镜像电流信号I4、I5、I6和I7的镜像(例如,NMOS)输出晶体管MN9、MN10、MN11和MN12,其中通过镜电路204和206的操作,镜像输出信号I4-I7通常与I1成比例,并且因此I4-I7也随着增加的温度而增加。
[0030] 为了产生经补偿的电压VC1-VC3,电源电路200进一步包括由晶体管MN7 和MN9以及与第二电流镜电路206耦合以接收第四电流信号I4的中间电阻器 R1-R3形成的第三电路支路。NMOS晶体管MN7具有连接到节点203的栅极和连接到第一内部节点205的源极,并且电阻器R1-R3相互串联地连接在MN7的源极和电流镜晶体管MN9的漏极之间。在这种配置中,由于镜像电流I4随着增加的温度而增加,由于R3的上部端子处的电压相对于VDD在温度上通常恒定,因此R1-R3的下部端子处的电压将相对于节点205(并且因此相对于VREG) 随着增加的电流而降低并且因此随着增加的温度而降低。
[0031] 图3示出说明对应于电源电压VDD(曲线302)、经调节的电压VREG(曲线304)以及三个示例经补偿的电压VC1、VC2和VC3(分别是曲线306、308 和310)的作为温度的函数的电压曲线302-310的图形300。如从图形300中所看到的,由于随着增加的温度的电流信号I4的增加而导致的在第三电路支路中对应的电阻器R1-R3的下部端子处的降低的电压,经补偿的电压306、308和310 均随着增加的温度而降低。此外,电阻R1-R3的值可以被修整以调整曲线306-310 的斜率从而适应各种实施方式设计参数。此外,经补偿的电压VC1-VC3之间的电压间隙可以通过选择R1、R2和R3的电阻值来调整,该电阻值可以相等,但是不要求相等。在一个示例中,对于5V的标称VDD,在室温下VREG大约为 3.75V并且经补偿的电压VC1、VC2和VC3通过VC3>VC2>VC1间隔大约0.4V。
[0032] R1的下部端子与耦合在VDD和第二电流镜电路206的输出晶体管MN10 之间以传导第五电流信号I5的输出晶体管MN13的栅极耦合,其中MN13的源极在输出端子210处提供第一经补偿的电压VC1以对延迟电路110的第二反相器电路供电。类似地,R2的下部端子与经由电流镜输出晶体管MN11传导镜像电流信号I6的另一个输出晶体管MN14的栅极耦合,其中MN14的源极在节点 212处提供VC2以对初始电平移位CMOS反相器电路140供电,并且R3的下部端子与输出晶体管MN15的栅极耦合,该输出晶体管MN15经由镜像晶体管 MN12传导电流信号I7以在节点214处提供第三经补偿的电压VC3从而对第二电平移位CMOS反相器电路150供电。如图2中所看到的,此外,在某些实施例中,电容器(例如,在一个示例中为几pf)被提供在经补偿的电压节点VC1、 VC2和VC3与接地114之间。
[0033] 如图3的图形300所示,因为对应的电阻器R1-R3两端的电压降确保经补偿的电压低于经调节的电压电平,因此经补偿的电压曲线30-310全部低于经调节的电压曲线310。可以提供任意数量的电平移位CMOS反相器电路140、150 以形成延迟电路110中的电平移位电路134,并且如下面在图4-图6中所看到的,某些实施方式不提供电平移位电路134。因此,尽管图2的图示说明的电源电路 200提供三个经补偿的电压输出端VC1-VC3,然而在各种实施例中可以提供任意整数数量的这种经补偿的电源电压,其中提供至少一个经补偿的电源电压 VC1将随着增加的温度而降低的电压供应给延迟电路系统110的第二反相器电路130。例如,可以在电平移位电路134中提供附加CMOS反相器(未示出),其中电源电路包括在第三电路支路中与R1-R3串联的附加电阻器,其中到对应的输出晶体管(未示出)的连接用于对延迟电路110中对应的附加电平移位 CMOS反相器供电。在图示说明的实施例中,此外,电阻R1-R3通常相等,因此在所产生的经补偿的电压VC1-VC3之间产生大致相等的电压间隔,然而这不是所有可能实施例的严格要求,其中R1-R3的整体值和相对值可以针对具体应用被修整。
[0034] 如图1-图3中所看到的,包含由随着增加的温度而降低的对应的经补偿电压供电的一个或多个电平移位反相器电路140、150促进第二反相器电路130用作具有相对小的固有延迟的单端电压比较器,同时该反相器实施的比较器130 由温度经补偿电源电压VC1供电,使得操作温度的变化不显著改变延迟电路110 的延迟时间。此外,这种途径采用CMOS反相器电路而不引入显著的成本或复杂性,同时相对于常规的电压比较器和斜波发生器电路显著减小固有延迟,从而提供在DC到DC反相器系统100中的工艺、电压和温度上的死区时间延迟控制稳定性
[0035] 现在参考图4-图6,在图4中示出延迟电路110的另一个非限制性实施例,该延迟电路110包括接收来自PWM电路108(图1)的脉宽调制输入信号的第一CMOS反相器电路120,该第一CMOS反相器电路120包括通常如以上结合图1所描述并且由经调节的电压VREG供电的PMOS晶体管MP1和NMOS晶体管MN1,连同二极管连接的MOS晶体管(例如MOS二极管)MPD和MOS 电容器MPC。图4的实施例还包括通常如上所述并且由随着增加的温度而降低的经补偿的电压VC1供电的第二反相器130。然而,在这种情况下,第二反相器130的输出节点132被直接耦合以向最终或输出CMOS反相器电路160提供输入信号而没有中间电平移位电路系统。图5提供说明图4的延迟电路110中的电源电压VDD(曲线502)、经调节的电压VREG(曲线504)和单个经补偿电压的VC1(曲线506)的示例电压曲线的图形500。
[0036] 同样参考图6,说明电源电路600的另一个实施例,该实施例提供在温度上通常是恒定的或平坦的并且根据电源电压VDD变化的经调节的电压VREG,以及也根据电源电压VDD变化并且随着增加的温度而降低的经补偿的电压VC1。就此而言,不同的设计可能不需要第二反相器130的输出节点132和输出反相器电路160之间的电压电平移位,这取决于电源电压VDD和经调节的电压 VREG之间的电压差。图6中的电源电路600通常以与以上图2的电源电路200 类似的方式操作,其中由Q1和R4形成的第一电路支路将第一电流信号I1作为输入信号提供到第一电流镜电路204,并且其中第二电路支路(MN6,电路201 和电阻器R5)在MN6的源极处提供通常不依赖于温度的电压。并且,图6中的第三电路支路包括串联连接在第一内部节点205和电流镜晶体管MN9之间以传导第四电流信号I4的电阻R1。由于在该实施例中仅有一个经补偿的电压VC1,因此仅提供单个电阻R1和对应的输出晶体管MN13用于在输出节点210处生成经补偿的电压。此外,如在上面的实施例中,如图所示,图6中的电路600还包括具有耦合到第一内部节点205的栅极的第一输出晶体管MN16,以便在节点 208处提供经调节的电压VREG。
[0037] 再次参考图7,示出另一个延迟电路实施例110,其中在第二反相器电路130 和输出反相器电路160之间没有提供电平移位反相器电路134。在这种情况下,与图4的示例相对比,二极管连接的NMOS晶体管MND被耦合以在第一CMOS 反相器电路120的低侧NMOS晶体管MN1的源极和恒定电压节点114之间提供阻抗(例如,电阻),并且NMOS电容器MNC被耦合在第一反相器输出节点 122和恒定电压节点114之间,其中MND和MNC提供RC时间常数以便建立或设置第一CMOS反相器电路120的延迟时间。此外,类似于以上图1和图4 的其他实施例,第二CMOS反相器电路130作为具有VC1/2的阈值的比较器操作,以便针对受控延迟检测充电电容器MNC两端的电压的上升过渡,其中提供比较器功能的CMOS反相器电路130具有比常规的电压比较器电路和对应的充电电容器/电流源斜坡发生器电路明显更短的固有延迟。此外,如以上所讨论的,各种实施例的死区时间延迟电路系统110有利地于提供关于工艺、电压和温度变化的补偿,并且因此关于DC到DC转换系统100在高开关频率下的高开关频率操作促进超越常规电路系统的显著进步,而不对PWM控制器IC过度增加成本或复杂性。
[0038] 以上示例仅说明本公开的各个方面的若干可能的实施例,其中本领域其他技术人员在阅读并理解本说明书和附图的基础上将想到等同改变和/或修改。此外,尽管本公开的特定特征可能仅关于多个实施方式中的一个被公开,但是该特征可以如可能期望的或对任意给定或特定应用有利的与其他实施例的一个或多个其他特征组合。并且,就具体实施方式和/或权利要求中使用的术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”、“带有”或其变体来说,这些术语旨在以类似于术语“包含”的方式包括。
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