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电路以及驱动电路

阅读:807发布:2020-05-08

专利汇可以提供电路以及驱动电路专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种电 力 电路 以及驱动电路,其中电力电路包括功率晶体管以及驱动电路。功率晶体管根据驱动 节点 的驱动 电压 , 抽取 功率 电流 至接地端。驱动电路包括 驱动器 ,驱动器包括上桥晶体管、下桥晶体管以及上桥驱动器。上桥晶体管根据上桥电压,将 低电压 提供至驱动节点。下桥晶体管根据控制 信号 ,将驱动节点耦接至接地端。上桥驱动器包括多个N型晶体管,且根据 控制信号 ,将高电压提供至上桥节点。高电压超过驱动电路的多个N型晶体管的栅极操作电压。,下面是电路以及驱动电路专利的具体信息内容。

1.一种电电路,包括:
一功率晶体管,根据一驱动节点的一驱动电压抽取一功率电流至一接地端;以及一驱动电路,包括:
驱动器,包括:
一上桥晶体管,根据一上桥节点的一上桥电压,将一低电压提供至上述驱动节点;
一下桥晶体管,根据一控制信号,将上述驱动节点耦接至上述接地端;以及一上桥驱动器,包括多个N型晶体管,且根据上述控制信号
将一高电压提供至上述上桥节点,其中上述高电压超过上述驱动电路的上述多个N型晶体管的一栅极操作电压。
2.如权利要求1所述的电力电路,其中上述功率晶体管为氮化镓晶体管。
3.如权利要求1所述的电力电路,其中上述驱动电路还包括:
一第二稳压器,将一供应电压降压至上述低电压。
4.如权利要求3所述的电力电路,其中上述驱动电路还包括:
一第一前置驱动器,根据上述控制信号以及上述控制信号的反相,于一第一内部节点产生一第一内部信号,其中上述上桥驱动器根据上述控制信号以及上述第一内部信号,将上述高电压提供至上述上桥节点。
5.如权利要求4所述的电力电路,其中上述驱动电路还包括:
一第一稳压器,将上述供应电压降压为上述高电压,其中上述低电压是低于上述高电压。
6.如权利要求5所述的电力电路,其中上述第一稳压器包括:
一第一稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收一参考电压,源极端耦接至一第一稳压节点,漏极端耦接至上述第二稳压节点;
一第一电阻,耦接于上述供应电压以及上述第二稳压节点之间;
一第二稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收一第一反馈电压,源极端耦接至上述第一稳压节点;
一第二电阻,耦接于上述供应电压以及上述第二稳压常闭晶体管的漏极端之间;
一第一电流源,自上述第一稳压节点抽取一第一电流流至上述接地端;
一第三稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第二稳压节点,源极端耦接至上述接地端,漏极端耦接至一第三稳压节点;
一第三电阻,耦接于上述供应电压以及上述第三稳压节点之间;
一第四稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第三稳压节点,源极端产生上述高电压,漏极端是由上述供应电压供电;以及一第一电压分压器,将上述高电压除以一第一系数而产生上述第一反馈电压。
7.如权利要求6所述的电力电路,其中上述第一稳压器还包括:
一第一箝位电路,用以箝制上述第四稳压常闭晶体管的栅极端与源极端之间的跨压低于上述第四稳压常闭晶体管的崩溃电压。
8.如权利要求5所述的电力电路,其中上述上桥驱动器包括:
一第一常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述上桥节点,栅极端接收上述控制信号,漏极端是由高电压所供电;
一第一常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述上桥节点,漏极端是由上述高电压所供电;以及
一第二常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述第一内部信号,漏极端耦接至上述上桥节点。
9.如权利要求4所述的电力电路,其中上述第一前置驱动器包括:
一第三常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第一内部节点,栅极端耦接至一第一节点,漏极端是由上述低电压供电;
一第四常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第一内部节点;
一第五常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,源极端耦接至上述第一节点,栅极端接收上述控制信号的反相,漏极端是由上述高电压所供电;
一第二常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述第一节点,漏极端是由上述高电压所供电;以及
一第六常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第一节点。
10.如权利要求4所述的电力电路,其中上述驱动器还包括:
一第二前置驱动器,根据一第三内部信号以及上述控制信号,于一第二内部节点产生一第二内部信号;以及
一第三前置驱动器,根据上述控制信号以及上述控制信号的反相,于一第三内部节点产生一第三内部信号;
其中上述第一前置驱动器根据上述第二内部信号以及上述第三内部信号,产生上述第一内部信号。
11.如权利要求10所述的电力电路,其中上述第二前置驱动器包括:
一第七常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第二内部节点,栅极端耦接至一第二节点,漏极端是由上述低电压所供电;
一第八常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述第三内部信号,漏极端耦接至上述第二内部信号;
一第九常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第二节点,栅极端接收上述第三内部信号,漏极端是由上述高电压所供电;
一第三常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至第二节点,漏极端是由上述高电压所供电;以及
一第十常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述第三内部信号,漏极端耦接至上述第二节点。
12.如权利要求11所述的电力电路,其中上述第三前置驱动器包括:
一第十一常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第三内部节点,栅极端耦接至一第三节点,漏极端是由上述低电压所供电;
一第十二常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第三内部节点;
一第十三常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第三节点,栅极端接收上述控制信号的反相,漏极端是由上述高电压所供电;
一第四常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述第三节点,漏极端是由上述高电压所供电;以及
一第十四常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第三节点。
13.如权利要求4所述的电力电路,其中上述高电压是等于上述供应电压。
14.如权利要求13所述的电力电路,其中上述上桥驱动器包括:
差分放大器,包括一正输入节点、一负输入节点以及一输出节点,其中上述正输入节点接收上述控制信号,上述负输入节点耦接至上述驱动节点,上述输出节点耦接至上述上桥节点。
15.如权利要求14所述的电力电路,其中上述差分放大器包括:
一第一放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收上述控制信号,源极端耦接至一第一放大器节点,漏极端耦接至一第二放大器节点;
一第七电阻,耦接于上述供应电压以及上述第二放大器节点之间;
一第二放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述驱动节点,源极端耦接至上述第一放大器节点;
一第八电阻,耦接于上述供应电压以及上述第二放大器常闭晶体管的漏极端之间;
一放大器电流源,自上述第一放大器节点抽取一偏压电流流至上述接地端;
一第三放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第二放大器节点,源极端耦接至上述接地端,漏极端耦接至一第三放大器节点;
一第九放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第三放大器节点,源极端耦接至上述输出节点;以及
一第五放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收上述第一内部信号,源极端耦接至上述接地端,漏极端耦接至上述差分放大器的上述输出节点。
16.如权利要求15所述的电力电路,其中上述差分放大器还包括:
一第三箝位电路,用以箝制一第四放大器常闭晶体管的栅极端与源极端之间的跨压。
17.如权利要求14所述的电力电路,其中上述第一前置驱动器包括:
一第六放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第一内部节点,栅极端接收上述控制信号的反相,漏极端是由上述低电压所供电;
一第六放大器常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述第一内部节点,漏极端是由上述低电压所供电;以及
一第七放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第一内部节点。
18.如权利要求14所述的电力电路,其中上述驱动器还包括:
一第二前置驱动器,根据一第三内部信号以及上述控制信号,于一第二内部节点产生一第二内部信号;以及
一第三前置驱动器,根据上述控制信号以及上述控制信号的反相,于一第三内部节点产生一第三内部信号;
其中上述第一前置驱动器根据上述第二内部信号以及上述第三内部信号,产生上述第一内部信号。
19.如权利要求18所述的电力电路,其中上述第二前置驱动器包括:
一第八放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第二内部节点,栅极端接收上述控制信号,漏极端是由上述低电压所供电;
一第七放大器常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述第二内部节点,漏极端是由上述低电压所供电;以及
一第九放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述第三内部信号,漏极端耦接至上述第二内部节点。
20.如权利要求19所述的电力电路,其中上述第三前置驱动器包括:
一第十放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第三内部节点,栅极端接收上述控制信号的反相,漏极端是由上述低电压所供电;
一第八放大器常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述第三内部节点,漏极端是由上述低电压所供电;以及
一第十一放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第三内部节点。
21.如权利要求3所述的电力电路,其中上述第二稳压器包括:
一第五稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收一参考电压,源极端耦接至一第四稳压节点,漏极端耦接至上述第五稳压节点;
一第四电阻,耦接于上述供应电压以及上述第二稳压节点之间;
一第六稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接受一第二反馈电压,源极端耦接至上述第四稳压节点;
一第五电阻,耦接于上述供应电压以及上述第六稳压常闭晶体管的漏极端之间;
一第二电流源,自上述第四稳压节点抽取一第二电流流至上述接地端;
一第七稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第五稳压节点,源极端耦接至上述接地端,漏极端耦接至一第六稳压节点;
一第六电阻,耦接于上述供应电压以及上述第六稳压节点之间;
一第八稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第六稳压节点,源极端产生上述低电压,漏极端是由上述供应电压所供电;以及一第二电阻分压器,将上述低电压除上一第二系数而产生上述第二反馈电压。
22.如权利要求21所述的电力电路,其中上述第二稳压器还包括:
一第二箝位电路,用以箝制上述第八稳压常闭晶体管的栅极端与源极端之间的跨压,小于上述第八稳压常闭晶体管的崩溃电压。
23.如权利要求3所述的电力电路,其中上述驱动电路还包括:
一欠压定电路,由上述低电压所供电,当上述供应电压低于一临限值时将上述控制信号下拉至上述接地端。
24.如权利要求23所述的电力电路,其中上述欠压锁定电路包括:
一第三电压分压器,将上述供应电压分压而产生一分压电压;
一第五常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至一第一欠压节点,漏极端是由上述低电压所供电;
一第十五常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述分压电压,漏极端耦接至上述第一欠压节点;
一第十六常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至一第二欠压节点,栅极端耦接至上述第一欠压节点,漏极端耦接至一第三欠压节点;
一欠压电阻,耦接于上述低电压以及一第三欠压节点之间;
一第十七常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端耦接至上述第一欠压节点,漏极端耦接至上述第二欠压节点;
一第十八常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第二欠压节点,栅极端耦接至上述第三欠压节点,漏极端耦接至一第四欠压节点;
一第十九常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至一欠压锁定节点,栅极端耦接至上述第四欠压节点,漏极端是由上述低电压所供电;
一第二时常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端耦接至上述第三欠压节点,漏极端耦接至上述欠压锁定节点,其中一欠压锁定信号是产生于上述欠压锁定节点;以及
一第二十一常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端耦接至上述欠压锁定节点,漏极端耦接至上述控制信号,其中上述第二十一常闭晶体管根据上述欠压锁定信号,将上述控制信号下拉至上述接地端。
25.一种驱动电路,用以驱动一功率晶体管,其中上述功率晶体管根据一驱动节点的一驱动电压,抽取一功率电流至一接地端,其中上述驱动电路包括:
一驱动器,包括:
一上桥晶体管,根据一上桥节点的一上桥电压,将一低电压提供至上述驱动节点;
一下桥晶体管,根据一控制信号,将上述驱动节点耦接至上述接地端;
一上桥驱动器,包括多个N型晶体管,用以根据上述控制信号,将一高电压提供至上述上桥节点,其中上述高电压超过上述多个N型晶体管的栅极操作电压。
26.如权利要求25所述的驱动电路,其中上述功率晶体管为氮化镓晶体管。
27.如权利要求25所述的驱动电路,其中上述上述驱动电路还包括:
一第二稳压器,将一供应电压降压至上述低电压。
28.如权利要求27所述的驱动电路,其中上述上述驱动电路还包括:
一第一前置驱动器,根据上述控制信号以及上述控制信号的反相,于一第一内部节点产生一第一内部信号,其中上述上桥驱动器根据上述控制信号以及上述第一内部信号,将上述高电压提供至上述上桥节点。
29.如权利要求28所述的驱动电路,还包括:
一第一稳压器,将上述供应电压降压为上述高电压,其中上述低电压是低于上述高电压。
30.如权利要求29所述的驱动电路,其中上述第一稳压器包括:
一第一稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收一参考电压,源极端耦接至一第一稳压节点,漏极端耦接至上述第二稳压节点;
一第一电阻,耦接于上述供应电压以及上述第二稳压节点之间;
一第二稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收一第一反馈电压,源极端耦接至上述第一稳压节点;
一第二电阻,耦接于上述供应电压以及上述第二稳压常闭晶体管的漏极端之间;
一第一电流源,自上述第一稳压节点抽取一第一电流流至上述接地端;
一第三稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第二稳压节点,源极端耦接至上述接地端,漏极端耦接至一第三稳压节点;
一第三电阻,耦接于上述供应电压以及上述第三稳压节点之间;
一第四稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第三稳压节点,源极端产生上述高电压,漏极端是由上述供应电压供电;以及一第一电压分压器,将上述高电压除以一第一系数而产生上述第一反馈电压。
31.如权利要求30所述的驱动电路,其中上述第一稳压器还包括:
一第一箝位电路,用以箝制上述第四稳压常闭晶体管的栅极端与源极端之间的跨压低于上述第四稳压常闭晶体管的崩溃电压。
32.如权利要求29所述的驱动电路,其中上述上桥驱动器包括:
一第一常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述上桥节点,栅极端接收上述控制信号,漏极端是由高电压所供电;
一第一常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述上桥节点,漏极端是由上述高电压所供电;以及
一第二常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述第一内部信号,漏极端耦接至上述上桥节点。
33.如权利要求28所述的驱动电路,其中上述第一前置驱动器包括:
一第三常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第一内部节点,栅极端耦接至一第一节点,漏极端是由上述低电压供电;
一第四常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第一内部节点;
一第五常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,源极端耦接至上述第一节点,栅极端接收上述控制信号的反相,漏极端是由上述高电压所供电;
一第二常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述第一节点,漏极端是由上述高电压所供电;以及
一第六常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第一节点。
34.如权利要求28所述的驱动电路,还包括:
一第二前置驱动器,根据一第三内部信号以及上述控制信号,于一第二内部节点产生一第二内部信号;以及
一第三前置驱动器,根据上述控制信号以及上述控制信号的反相,于一第三内部节点产生一第三内部信号;
其中上述第一前置驱动器根据上述第二内部信号以及上述第三内部信号,产生上述第一内部信号。
35.如权利要求34所述的驱动电路,其中上述第二前置驱动器包括:
一第七常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第二内部节点,栅极端耦接至一第二节点,漏极端是由上述低电压所供电;
一第八常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述第三内部信号,漏极端耦接至上述第二内部信号;
一第九常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第二节点,栅极端接收上述第三内部信号,漏极端是由上述高电压所供电;
一第三常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至第二节点,漏极端是由上述高电压所供电;以及
一第十常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述第三内部信号,漏极端耦接至上述第二节点。
36.如权利要求35所述的驱动电路,其中上述第三前置驱动器包括:
一第十一常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第三内部节点,栅极端耦接至一第三节点,漏极端是由上述低电压所供电;
一第十二常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第三内部节点;
一第十三常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第三节点,栅极端接收上述控制信号的反相,漏极端是由上述高电压所供电;
一第四常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述第三节点,漏极端是由上述高电压所供电;以及
一第十四常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第三节点。
37.如权利要求28所述的驱动电路,其中上述高电压是等于上述供应电压。
38.如权利要求37所述的驱动电路,其中上述上桥驱动器包括:
一差分放大器,包括一正输入节点、一负输入节点以及一输出节点,其中上述正输入节点接收上述控制信号,上述负输入节点耦接至上述驱动节点,上述输出节点耦接至上述上桥节点。
39.如权利要求38所述的驱动电路,其中上述差分放大器包括:
一第一放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收上述控制信号,源极端耦接至一第一放大器节点,漏极端耦接至一第二放大器节点;
一第七电阻,耦接于上述供应电压以及上述第二放大器节点之间;
一第二放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述驱动节点,源极端耦接至上述第一放大器节点;
一第八电阻,耦接于上述供应电压以及上述第二放大器常闭晶体管的漏极端之间;
一放大器电流源,自上述第一放大器节点抽取一偏压电流流至上述接地端;
一第三放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第二放大器节点,源极端耦接至上述接地端,漏极端耦接至一第三放大器节点;
一第九放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第三放大器节点,源极端耦接至上述输出节点;以及
一第五放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收上述第一内部信号,源极端耦接至上述接地端,漏极端耦接至上述差分放大器的上述输出节点。
40.如权利要求39所述的驱动电路,其中上述差分放大器还包括:
一第三箝位电路,用以箝制一第四放大器常闭晶体管的栅极端与源极端之间的跨压。
41.如权利要求38所述的驱动电路,其中上述第一前置驱动器包括:
一第六放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第一内部节点,栅极端接收上述控制信号的反相,漏极端是由上述低电压所供电;
一第六放大器常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述第一内部节点,漏极端是由上述低电压所供电;以及
一第七放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第一内部节点。
42.如权利要求38所述的驱动电路,还包括:
一第二前置驱动器,根据一第三内部信号以及上述控制信号,于一第二内部节点产生一第二内部信号;以及
一第三前置驱动器,根据上述控制信号以及上述控制信号的反相,于一第三内部节点产生一第三内部信号;
其中上述第一前置驱动器根据上述第二内部信号以及上述第三内部信号,产生上述第一内部信号。
43.如权利要求42所述的驱动电路,其中上述第二前置驱动器包括:
一第八放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第二内部节点,栅极端接收上述控制信号,漏极端是由上述低电压所供电;
一第七放大器常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述第二内部节点,漏极端是由上述低电压所供电;以及
一第九放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述第三内部信号,漏极端耦接至上述第二内部节点。
44.如权利要求43所述的驱动电路,其中上述第三前置驱动器包括:
一第十放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第三内部节点,栅极端接收上述控制信号的反相,漏极端是由上述低电压所供电;
一第八放大器常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至上述第三内部节点,漏极端是由上述低电压所供电;以及
一第十一放大器常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述控制信号,漏极端耦接至上述第三内部节点。
45.如权利要求27所述的驱动电路,其中上述第二稳压器包括:
一第五稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收一参考电压,源极端耦接至一第四稳压节点,漏极端耦接至上述第五稳压节点;
一第四电阻,耦接于上述供应电压以及上述第二稳压节点之间;
一第六稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接受一第二反馈电压,源极端耦接至上述第四稳压节点;
一第五电阻,耦接于上述供应电压以及上述第六稳压常闭晶体管的漏极端之间;
一第二电流源,自上述第四稳压节点抽取一第二电流流至上述接地端;
一第七稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第五稳压节点,源极端耦接至上述接地端,漏极端耦接至一第六稳压节点;
一第六电阻,耦接于上述供应电压以及上述第六稳压节点之间;
一第八稳压常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至上述第六稳压节点,源极端产生上述低电压,漏极端是由上述供应电压所供电;以及一第二电阻分压器,将上述低电压除上一第二系数而产生上述第二反馈电压。
46.如权利要求45所述的驱动电路,其中上述第二稳压器还包括:
一第二箝位电路,用以箝制上述第八稳压常闭晶体管的栅极端与源极端之间的跨压,小于上述第八稳压常闭晶体管的崩溃电压。
47.如权利要求27所述的驱动电路,还包括:
一欠压锁定电路,由上述低电压所供电,当上述供应电压低于一临限值时将上述控制信号下拉至上述接地端。
48.如权利要求47所述的驱动电路,其中上述欠压锁定电路包括:
一第三电压分压器,将上述供应电压分压而产生一分压电压;
一第五常开晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端皆耦接至一第一欠压节点,漏极端是由上述低电压所供电;
一第十五常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端接收上述分压电压,漏极端耦接至上述第一欠压节点;
一第十六常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至一第二欠压节点,栅极端耦接至上述第一欠压节点,漏极端耦接至一第三欠压节点;
一欠压电阻,耦接于上述低电压以及一第三欠压节点之间;
一第十七常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端耦接至上述第一欠压节点,漏极端耦接至上述第二欠压节点;
一第十八常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述第二欠压节点,栅极端耦接至上述第三欠压节点,漏极端耦接至一第四欠压节点;
一第十九常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至一欠压锁定节点,栅极端耦接至上述第四欠压节点,漏极端是由上述低电压所供电;
一第二时常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端耦接至上述第三欠压节点,漏极端耦接至上述欠压锁定节点,其中一欠压锁定信号是产生于上述欠压锁定节点;以及
一第二十一常闭晶体管,包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上述接地端,栅极端耦接至上述欠压锁定节点,漏极端耦接至上述控制信号,其中上述第二十一常闭晶体管根据上述欠压锁定信号,将上述控制信号下拉至上述接地端。

说明书全文

电路以及驱动电路

技术领域

[0001] 本发明涉及氮化镓(GaN)功率元件的驱动电路。

背景技术

[0002] 在一个电力电路中,往往需要利用电荷将供应电压升压至更高的电压来驱动功率晶体管。图1显示一般的电力电路。如图1所示,电力电路100包括功率晶体管110、上桥晶体管121以及下桥晶体管122。上桥晶体管121以及下桥晶体管122用以于驱动节点ND产生驱动电压VD,使得功率晶体管110根据驱动电压VD抽取功率电流IP。
[0003] 由于驱动电压VD会达到操作电压VS,上桥电压VHS会超过操作电压VS以完全导通上桥晶体管121,使得上桥电压VHS超过操作电压VS而确保上桥晶体管完全导通。

发明内容

[0004] 有鉴于此,本发明提出一种电力电路,包括:一功率晶体管以及一驱动电路。上述功率晶体管根据一驱动节点的一驱动电压,抽取一功率电流至一接地端。上述驱动电路包括一驱动器。上述驱动器包括一上桥晶体管、一下桥晶体管以及一上桥驱动器。上述上桥晶体管根据一上桥节点的一上桥电压,将一低电压提供至上述驱动节点。上述下桥晶体管根据一控制信号,将上述驱动节点耦接至上述接地端。上述上桥驱动器包括多个N型晶体管,且根据上述控制信号,将一高电压提供至上述上桥节点,其中上述高电压超过上述驱动电路的上述多个N型晶体管的一栅极操作电压。
[0005] 本发明更提出一种驱动电路,用以驱动一功率晶体管,其中上述功率晶体管根据一驱动节点的一驱动电压,抽取一功率电流至一接地端。上述驱动电路包括一驱动器。上述驱动器包括一上桥晶体管、一下桥晶体管以及一上桥驱动器。上述上桥晶体管根据一上桥节点的一上桥电压,将一低电压提供至上述驱动节点。上述下桥晶体管根据一控制信号,将上述驱动节点耦接至上述接地端。上述上桥驱动器包括多个N型晶体管,且根据上述控制信号,将一高电压提供至上述上桥节点,其中上述高电压超过上述驱动电路的上述多个N型晶体管的一栅极操作电压。附图说明
[0006] 图1是显示一般的电力电路;
[0007] 图2是显示根据本发明的一实施例所述的电力电路的方框图
[0008] 图3是显示根据本发明的一实施例所述的电力电路的方框图;
[0009] 图4是显示根据本发明的另一实施例所述的图3的驱动器的电路图;
[0010] 图5是显示根据本发明的另一实施例所述的图3的驱动器的电路图;
[0011] 图6是显示根据本发明的另一实施例所述的图3的驱动器的电路图;
[0012] 图7是显示根据本发明的一实施例所述的图3的第一稳压器的电路图;
[0013] 图8是显示根据本发明的一实施例所述的图3的第二稳压器的电路图;
[0014] 图9是显示根据本发明的一实施例所述的图3的欠压定电路的电路图;
[0015] 图10是显示根据本发明的另一实施例所述的电力电路的方框图;
[0016] 图11是显示根据本发明的一实施例所述的图10的驱动器的电路图;
[0017] 图12是显示根据本发明的一实施例所述的图11的驱动器的电路图;
[0018] 图13是显示根据本发明的另一实施例所述的图11的驱动器的电路图;以及[0019] 图14是显示根据本发明的另一实施例所述的图11的驱动器的电路图。
[0020] 附图标记说明:
[0021] 100、200、300、1000电力电路
[0022] 110、10功率晶体管
[0023] 121上桥晶体管
[0024] 122下桥晶体管
[0025] 220、320、1020驱动电路
[0026] 221稳压器
[0027] 222、323、400、500、600、1023、1100、1200、1300、1400驱动器[0028] 321、700第一稳压器
[0029] 322、800、1022第二稳压器
[0030] 324、900、1024欠压锁定电路
[0031] 410、510、610、1110、1210、1310、1410上桥驱动器
[0032] 520、620、1320、1420第一前置驱动器
[0033] 630、1430第二前置驱动器
[0034] 640、1440第三前置驱动器
[0035] 1111、1211、1311、1411差分放大器
[0036] ND驱动节点
[0037] VD驱动电压
[0038] IP功率电流
[0039] VS操作电压
[0040] VHS上桥电压
[0041] VDD供应电压
[0042] VH高电压
[0043] VL低电压
[0044] SC控制信号
[0045] SCB反相控制信号
[0046] MHS上桥晶体管
[0047] MLS下桥晶体管
[0048] HSD上桥驱动器
[0049] INV反相器
[0050] ME1第一常闭晶体管
[0051] ME2第二常闭晶体管
[0052] ME3第三常闭晶体管
[0053] ME4第四常闭晶体管
[0054] ME5第五常闭晶体管
[0055] ME6第六常闭晶体管
[0056] ME7第七常闭晶体管
[0057] ME8第八常闭晶体管
[0058] ME9第九常闭晶体管
[0059] ME10第十常闭晶体管
[0060] ME11第十一常闭晶体管
[0061] ME12第十二常闭晶体管
[0062] ME13第十三常闭晶体管
[0063] ME14第十四常闭晶体管
[0064] ME15第十五常闭晶体管
[0065] ME16第十六常闭晶体管
[0066] ME17第十七常闭晶体管
[0067] ME18第十八常闭晶体管
[0068] ME19第十九常闭晶体管
[0069] ME20第二十常闭晶体管
[0070] ME21第二十一常闭晶体管
[0071] MD1第一常开晶体管
[0072] MD2第二常开晶体管
[0073] MD3第三常开晶体管
[0074] MD4第十四常开晶体管
[0075] MD5第五常开晶体管
[0076] MD6第六常开晶体管
[0077] MD7第七常开晶体管
[0078] MD8第八常开晶体管
[0079] MR1第一稳压常闭晶体管
[0080] MR2第二稳压常闭晶体管
[0081] MR3第三稳压常闭晶体管
[0082] MR4第四稳压常闭晶体管
[0083] MR5第五稳压常闭晶体管
[0084] MR6第六稳压常闭晶体管
[0085] MR7第七稳压常闭晶体管
[0086] MR8第八稳压常闭晶体管
[0087] MA1第一放大器常闭晶体管
[0088] MA2第二放大器常闭晶体管
[0089] MA3第三放大器常闭晶体管
[0090] MA4第四放大器常闭晶体管
[0091] MA5第五放大器常闭晶体管
[0092] MA6第六放大器常闭晶体管
[0093] MA7第七放大器常闭晶体管
[0094] MA8第八放大器常闭晶体管
[0095] MA9第九放大器常闭晶体管
[0096] MA10第十放大器常闭晶体管
[0097] MA11第十一放大器常闭晶体管
[0098] R1第一电阻
[0099] R2第二电阻
[0100] R3第三电阻
[0101] R4第四电阻
[0102] R5第五电阻
[0103] R6第六电阻
[0104] R7第七电阻
[0105] R8第八电阻
[0106] R9第九电阻
[0107] RX欠压电阻
[0108] IC1第一电流源
[0109] IC2第二电流源
[0110] IA1放大器电流源
[0111] I1第一电流
[0112] I2第二电流
[0113] IB偏压电流
[0114] D1第一电压分压器
[0115] D2第二电压分压器
[0116] D3第三电压分压器
[0117] CL1第一箝位电路
[0118] CL2第二箝位电路
[0119] CL3第三箝位电路
[0120] NH上桥节点
[0121] NI1第一内部节点
[0122] NI2第二内部节点
[0123] NI3第三内部节点
[0124] SI1第一内部信号
[0125] SI2第二内部信号
[0126] SI3第三内部信号
[0127] SUVLO欠压锁定信号
[0128] N1第一节点
[0129] N2第二节点
[0130] N3第三节点
[0131] VREF参考电压
[0132] NR1第一稳压节点
[0133] NR2第二稳压节点
[0134] NR3第三稳压节点
[0135] NR4第四稳压节点
[0136] NR5第五稳压节点
[0137] NU1第一欠压节点
[0138] NU2第二欠压节点
[0139] NU3第三欠压节点
[0140] NU4第四欠压节点
[0141] NUVLO欠压锁定节点
[0142] NIP正输入节点
[0143] NIN负输入节点
[0144] NO输出节点
[0145] NA1第一放大器节点
[0146] NA2第二放大器节点
[0147] NA3第三放大器节点
[0148] VFB1第一反馈电压
[0149] VFB2第二反馈电压
[0150] VDV分压电压

具体实施方式

[0151] 以下说明为本发明的实施例。其目的是要举例说明本发明一般性的原则,不应视为本发明的限制,本发明的范围当以申请专利范围所界定者为准。
[0152] 值得注意的是,以下所公开的内容可提供多个用以实践本发明的不同特点的实施例或范例。以下所述的特殊的元件范例与安排仅用以简单扼要地阐述本发明的构思,并非用以限定本发明的范围。此外,以下说明书可能在多个范例中重复使用相同的元件符号或文字。然而,重复使用的目的仅为了提供简化并清楚的说明,并非用以限定多个以下所讨论的实施例以及/或配置之间的关系。此外,以下说明书所述的一个特征连接至、耦接至以及/或形成于另一特征的上等的描述,实际可包含多个不同的实施例,包括该等特征直接接触,或者包含其它额外的特征形成于该等特征之间等等,使得该等特征并非直接接触。
[0153] 图2是显示根据本发明的一实施例所述的电力电路的方框图。如图2所示,电力电路200包括功率晶体管10以及驱动电路220。根据本发明的一实施例,功率晶体管10为氮化镓晶体管。
[0154] 驱动电路220包括稳压器221以及驱动器222。稳压器用以将供应电压VDD降压至低电压VL。根据本发明的一实施例,供应电压VDD超过驱动电路220的所有晶体管的栅极操作电压,使得稳压器221须将供应电压VDD降压至低电压VL,其中低电压VL等于驱动电路220的所有晶体管的栅极操作电压。
[0155] 如图2所示,驱动器222包括上桥晶体管MHS、下桥晶体管MLS、上桥驱动器HSD以及反相器INV。根据本发明的一实施例,上桥晶体管MHS对应至图1的上桥晶体管121,下桥晶体管MLS对应至图1的下桥晶体管122。
[0156] 上桥驱动器HSD是由高电压VH供电,用以将控制信号SC的高逻辑位准(电平)升压至高电压VH,以利完全导通上桥晶体管MHS。根据本发明的一实施例,高电压VH超过低电压VL。
[0157] 根据本发明的一实施例,高电压VH超过供应电压VDD。根据本发明的另一实施例,高电压VH是转换自供应电压VDD。下桥晶体管MLS根据控制信号SC,将驱动电压VD下拉至接地位准。
[0158] 图3是显示根据本发明的一实施例所述的电力电路的方框图。如图3所示,电力电路300包括功率晶体管10以及驱动电路320,其中电力电路300为图2的电力电路200的一实施例,并未以任何形式限定于此。根据本发明的一实施例,功率晶体管为氮化镓晶体管。
[0159] 驱动电路320包括第一稳压器321、第二稳压器322、驱动器323以及欠压锁定(under-voltage lockout,UVLO)电路324。第一稳压器321用以将供应电压VDD降压至高电压VH,第二稳压器322用以将供应电压VDD降压至低电压VL。根据本发明的一实施例,低电压VL低于高电压VH,低电压VL以及高电压VH皆低于供应电压VDD。
[0160] 驱动器323是由高电压VH以及低电压VL所供电,并且根据控制信号SC于驱动节点ND产生驱动电压VD,使得功率晶体管10根据驱动电压VD抽取功率电流IP。
[0161] 根据本发明的一实施例,驱动器323包括图1的上桥晶体管121以及下桥晶体管122,低电压VL对应至图1的操作电压VS,高电压VH用以驱动上桥晶体管MHS,细节将于下文中详细描述。
[0162] 欠压锁定电路324是由低电压VL所供电,用以检测供应电压VDD。当供应电压VDD低于临限值时,欠压锁定电路324将控制信号SC下拉至接地位准,使得驱动器323失能。
[0163] 根据本发明的一实施例,驱动电路320可还包括位准移位器,用以将范围自供应电压VDD至接地位准的控制信号SC转换成范围自低电压VL至接地位准的控制信号SC。为了简化说明,在此忽略位准移位器,并且以下段落中,将以范围自低电压VL至接地位准的控制信号SC进行说明。
[0164] 图4是显示根据本发明的另一实施例所述的图3的驱动器的电路图。如图4所示,驱动器400包括上桥晶体管MHS、下桥晶体管MLS、上桥驱动器410以及反相器INV。根据本发明的一实施例,上桥晶体管MHS对应至图1的上桥晶体管120,下桥晶体管MLS对应至图1的下桥晶体管122。
[0165] 上桥驱动器410包括第一常闭晶体管ME1、第二常闭晶体管ME2以及第一常开晶体管MD1。第一常闭晶体管ME1包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至上桥节点NH,栅极端接收控制信号SC,漏极端是由高电压VH所供电。
[0166] 第二常闭晶体管ME2包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端接收由反相器INV产生的反相控制信号SCB,漏极端耦接至上桥节点NH。根据本发明的一实施例,下桥晶体管MLS的栅极端接收反相控制信号SCB。
[0167] 第一常开晶体管MD1包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端均耦接至上桥节点NH,漏极端是由高电压VH所供电。根据本发明的一实施例,第一常开晶体管MD1用以提供高电压VH至上桥节点NH,第一常闭晶体管ME1用以增加上桥电压VHS达到高电压VH的速度。
[0168] 图5是显示根据本发明的另一实施例所述的图3的驱动器的电路图。如图5所示,驱动器500包括上桥晶体管MHS、下桥晶体管MLS、上桥驱动器510、第一前置驱动器520以及反相器INV,其中驱动器500用以驱动功率晶体管10抽取功率电流IP。根据本发明的一实施例,上桥驱动器510对应至图4的上桥驱动器410。
[0169] 第一前置驱动器520根据控制信号SC以及反相控制信号SCB,于第一内部节点NI1产生第一内部信号SI1,其中第一前置驱动器520包括第三常闭晶体管ME3、第四常闭晶体管ME4、第五常闭晶体管ME5、第二常开晶体管MD2以及第六常闭晶体管ME6。
[0170] 第三常闭晶体管ME3包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第一内部节点NI1,栅极端耦接至第一节点N1,漏极端是由低电压VL供电。
[0171] 第四常闭晶体管ME4包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端接收控制信号SC,漏极端耦接至第一内部节点NI1。
[0172] 第五常闭晶体管ME5包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第一节点N1,栅极端接收由反相器INV所产生的反相控制信号SCB,漏极端由高电压VH所供电。
[0173] 第二常开晶体管MD2包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端耦接至第一节点N1,漏极端是由高电压VH所供电。根据本发明的一实施例,第二常开晶体管MD2用以提升将高电压VH提供置第一节点N1的电流驱动能力。
[0174] 根据本发明的一实施例,第二常开晶体管MD2用以将高电压VH提供至第一节点N1,第五常闭晶体管ME5用以增进第一节点N1达到高电压VH的速度。
[0175] 第六常闭晶体管ME6包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端接收控制信号SC,漏极端耦接至第一节点N1。
[0176] 根据本发明的一实施例,由于第一内部信号SI1为控制信号SC的反相,上桥驱动器510根据控制信号SC以及第一内部信号SI1,于上桥节点NH产生上桥电压VHS。
[0177] 图6是显示根据本发明的另一实施例所述的图3的驱动器的电路图。如图6所示,驱动器600包括上桥晶体管MHS、下桥晶体管MLS、上桥驱动器610、第一前置驱动器620、第二前置驱动器630、第三前置驱动器640以及反相器INV。驱动器600于驱动节点ND产生驱动电压VD,使得功率晶体管10根据驱动电压VD而抽取功率电流IP。
[0178] 根据本发明的一实施例,上桥驱动器610对应至图4的上桥驱动器410。根据本发明的一实施例,第一前置驱动器620对应至图5的第一前置驱动器520,其中图6的第二内部信号SI2以及第三内部信号SI3分别对应至图5的控制信号SC以及反相控制信号SCB。
[0179] 第二前置驱动器630根据第三内部信号SI3以及控制信号SC,于第二内部节点NI2产生第二内部信号SI2,其中第二前置驱动器630包括第七常闭晶体管ME7、第八常闭晶体管ME8、第九常闭晶体管ME9、第三常开晶体管MD3以及第十常闭晶体管ME10。
[0180] 第七常闭晶体管ME7包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第二内部节点NI2,栅极端耦接至第二节点N2,漏极端是由低电压VL所供电。
[0181] 第八常闭晶体管ME8包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端接收第三内部信号SI3,漏极端耦接至第二内部节点NI2。
[0182] 第九常闭晶体管ME9包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第二节点N2,栅极端接收第三内部信号SI3,漏极端是由高电压VH供电。
[0183] 第三常开晶体管MD3包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端均耦接至第二节点N2,漏极端是由高电压VH供电。根据本发明的一实施例,第三常开晶体管MD3用以将高电压VH提供至第二节点N2,第九常闭晶体管ME9用以增进第二节点N2的电压达到高电压VH的速度。
[0184] 第十常闭晶体管ME10包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端接收第三内部信号SI3,漏极端耦接至第二节点N2。
[0185] 第三前置驱动器640用以根据控制信号SC以及反相器INV所产生的反相控制信号SCB,于第三内部节点NI3产生第三内部信号SI3。第三前置驱动器640包括第十一常闭晶体管ME11、第十二常闭晶体管ME12、第十三常闭晶体管ME13、第十四常开晶体管MD4以及第十四常闭晶体管ME14。
[0186] 第十一常闭晶体管ME11包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第三内部节点NI3,栅极端耦接至第三节点N3,漏极端是由低电压VL所供电。
[0187] 第十二常闭晶体管ME12包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端接收控制信号SC,漏极端耦接至第三内部节点NI3。
[0188] 第十三常闭晶体管ME13包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第三节点N3,栅极端接收反相器INV所产生的反相控制信号SCB,漏极端是由高电压VH所供电。
[0189] 第四常开晶体管MD4包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端均耦接至第三节点N3,漏极端是由高电压VH所供电。根据本发明的一实施例,第四常开晶体管MD4用以将高电压VH提供至第三节点N3,第十三常闭晶体管ME13用以提升第三节点N3的电压达到高电压VH的速度。
[0190] 第十四常闭晶体管ME14包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端接收控制信号SC,漏极端耦接至第三节点N3。
[0191] 根据本发明的其他实施例,图5的驱动器500或图6的驱动器600可串接任意偶数个的与图5以及图6的第一前置驱动器、第二前置驱动器及/或第三前置驱动器相同的前置驱动器,以利于增进控制信号SC的驱动能力。
[0192] 图7是显示根据本发明的一实施例所述的图3的第一稳压器的电路图。如图7所示,第一稳压器700包括第一稳压常闭晶体管MR1、第一电阻R1、第二稳压常闭晶体管MR2、第二电阻R2、第一电流源IC1、第三稳压常闭晶体管MR3、第三电阻R3、第四稳压常闭晶体管MR4以及第一电压分压器D1。
[0193] 第一稳压常闭晶体管MR1包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收参考电压VREF,源极端耦接至第一稳压节点NR1,漏极端耦接至第二稳压节点NR2。
[0194] 根据本发明的一实施例,参考电压VREF可由带隙(bandgap)电路所产生。根据本发明的另一实施例,参考电压VREF可利用电压分压器将供应电压VDD除以一系数。第一电阻R1耦接于供应电压VDD以及第二稳压节点NR2之间。
[0195] 第二稳压常闭晶体管MR2包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收第一反馈电压VFB1,源极端耦接至第一稳压节点NR1。第二电阻R2耦接于供应电压以及第二稳压常闭晶体管MR2的漏极端之间。第一电流源IC1自第一稳压节点NR1抽取第一电流I1至接地端。
[0196] 第三稳压常闭晶体管MR3包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至第二稳压节点NR2,源极端耦接至接地端,漏极端耦接至第三稳压节点NR3。第三电阻R3耦接于供应电压VDD以及第三稳压节点NR3之间。
[0197] 第四稳压常闭晶体管MR4包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至第三稳压节点NR3,源极端产生高电压VH,漏极端由供应电压VDD所供电。
[0198] 第一电压分压器D1将高电压VH除上第一系数而产生第一反馈电压VFB1。根据本发明的一实施例,第一电压分压器D1包括两个串接的电阻,使得第一系数是由两个串接电阻的电阻值比例而决定。
[0199] 根据本发明的一实施例,第一稳压器700用以维持第一反馈电压VFB1等于参考电压VREF,使得高电压VH等于参考电压VREF乘上由第一电压分压器D1所决定的第一系数。
[0200] 根据本发明的一实施例,第一稳压器700还包括第一箝位电路CL1。第一箝位电路CL1用以箝制第四稳压常闭晶体管MR4的栅极端与源极端之间的跨压,使得第四稳压常闭晶体管MR4的栅极端与源极端之间的跨压小于第四稳压常闭晶体管MR4的崩溃电压。
[0201] 根据本发明的一些实施例,第一箝位电路CL1可包括多个串接的二极管或多个串接的耦接为二极管形式的晶体管,使得第四稳压常闭晶体管MR4的栅极端与源极端之间的跨压不超过串接的二极管或串接的耦接为二极管形式的晶体管的顺向导通电压。
[0202] 图8是显示根据本发明的一实施例所述的图3的第二稳压器的电路图。如图8所示,第二稳压器800包括第五稳压常闭晶体管MR5、第四电阻R4、第六稳压常闭晶体管MR6、第五电阻R5、第二电流源IC2、第七稳压常闭晶体管MR7、第六电阻R6、第八稳压常闭晶体管MR8以及第二电压分压器D2。
[0203] 第五稳压常闭晶体管MR5包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收参考电压VREF,源极端耦接至第四稳压节点NR4,漏极端耦接至第五稳压节点NR5。第四电阻R4耦接于上述供应电压VDD以及第二稳压节点NR2之间。
[0204] 第六稳压常闭晶体管MR6包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收第二反馈电压VFB2,源极端耦接至第四稳压节点NR4。第五电阻R5耦接于供应电压VDD以及第六稳压常闭晶体管MR6之间。第二电流源IC2自第四稳压节点NR4,抽取第二电流I2至接地端。
[0205] 第七稳压常闭晶体管MR7包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至第五稳压节点NR5,源极端耦接至接地端,漏极端耦接至第六稳压节点NR6。第六电阻R6耦接于供应电压VDD以及第六稳压节点NR6。
[0206] 第八稳压常闭晶体管MR8包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至第六稳压节点NR6,源极端产生低电压VL,漏极端是由供应电压VDD所供电。
[0207] 第二电压分压器D2将低电压VL除上第二系数,而产生第二反馈电压VFB2。根据本发明的一实施例,第二电压分压器D2包括两个串接的电阻,使得第二系数是由两个串接的电阻的电阻值比例所决定。
[0208] 根据本发明的一实施例,第二稳压器800用以维持第二反馈电压VFB2等于参考电压VREF,使得低电压VL等于参考电压VREF乘上由第二电压分压器D2所决定的第二系数。
[0209] 根据本发明的一实施例,第二稳压器800还包括第二箝位电路CL2。第二箝位电路CL2用以箝制第八稳压常闭晶体管MR8的栅极端与源极端之间的跨压,使得第八稳压常闭晶体管MR8的栅极端与源极端之间的跨压低于第八稳压常闭晶体管MR8的崩溃电压。
[0210] 根据本发明的一些实施例,第二箝位电路CL2可包括多个串接的二极管或多个串接的耦接为二极管形式的晶体管,使得第八稳压常闭晶体管MR8的栅极端至源极端之间的跨压不超过串接的二极管或串接的耦接为二极管形式的晶体管的顺向导通电压。
[0211] 图9是显示根据本发明的一实施例所述的图3的欠压锁定电路的电路图。如图9所示,欠压锁定电路900包括第三电压分压器D3、第五常开晶体管MD5、第十五常闭晶体管ME15、第十六常闭晶体管ME16、欠压电阻RX、第十七常闭晶体管ME17、第十八常闭晶体管ME18、第十九常闭晶体管ME19、第二十常闭晶体管ME20以及第二十一常闭晶体管ME21。
[0212] 第三电压分压器D3用以将供应电压VDD除上第三系数,而产生分压电压VDV。根据本发明的一实施例,第三电压分压器D3是由许多电阻串接所组成。根据本发明的另一实施例,第三电压分压器D3是由许多二极管或许多耦接为二极管形式的晶体管串接所组成。
[0213] 第五常开晶体管MD5包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端均耦接至第一欠压节点NU1,漏极端是由低电压VL所供电。
[0214] 第十五常闭晶体管ME15包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端接收分压电压VDV,漏极端耦接至第一欠压节点NU1。
[0215] 第十六常闭晶体管ME16包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第二欠压节点NU2,栅极端耦接至第一欠压节点NU1,漏极端耦接至第三欠压节点NU3。欠压电阻RX戏偶接于低电压VL以及第三欠压节点NU3之间。
[0216] 第十七常闭晶体管ME17包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端耦接至第一欠压节点NU1,漏极端耦接至第二欠压节点NU2。
[0217] 第十八常闭晶体管ME18包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第二欠压节点NU2,栅极端耦接至第三欠压节点NU3,漏极端耦接至第四欠压节点NU4。
[0218] 第十九常闭晶体管ME19包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至欠压锁定节点NUVLO,栅极端耦接至第四欠压节点NU4,漏极端是由低电压VL所供电。
[0219] 第二十常闭晶体管ME20包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端耦接至第三欠压节点NU3,漏极端耦接至欠压锁定节点NUVLO。欠压锁定信号SUVLO是产生于欠压锁定节点NUVLO。
[0220] 第二十一常闭晶体管ME21包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端耦接至欠压锁定节点NUVLO,漏极端耦接至控制信号SC。第二十一常闭晶体管ME21根据欠压锁定信号SUVLO,将控制信号SC下拉至接地位准。
[0221] 根据本发明的一实施例,假定第三电压分压器D3所产生的第三系数为2/7,第十五常闭晶体管ME15的阈值电压为2V,且当供应电压VDD超过7V时,欠压锁定信号SUVLO为低逻辑位准。因此,控制信号SC驱动图3的驱动器323触发功率晶体管10抽取功率电流IP。以上所述的数值仅用以说明解释,并非以任何形式限定于此。
[0222] 图10是显示根据本发明的另一实施例所述的电力电路的方框图。电力电路1000为图2的电力电路200的另一实施例,其中电力电路100包括功率晶体管10以及驱动电路1020。根据本发明的一实施例,功率晶体管10为氮化镓晶体管。
[0223] 如图10所示,驱动电路1020包括第二稳压器1022、驱动器1023以及欠压锁定电路1024。将图10与图3相比,图10的驱动器1023是由供应电压VDD以及由第二稳压器1022所产生的低电压VL所供电。换句话说,图2的高电压VH的位置,是直接由图10的供应电压VDD所供电。根据本发明的一实施例,第二稳压器1022是对应至图3的第二稳压器322,欠压锁定电路
1024是对应至图3的欠压锁定电路324。根据本发明的一实施例,图9的欠压锁定电路900是如图10的欠压锁定电路1024所示。
[0224] 图11是显示根据本发明的一实施例所述的图10的驱动器的电路图。如图11所示,驱动器1100包括上桥晶体管MHS、下桥晶体管MLS、上桥驱动器1110以及反相器INV,其中上桥驱动器1110包括差分放大器1111。
[0225] 差分放大器1111包括正输入节点NIP、负输入节点NIN以及输出节点NO。正输入节点NIP接收控制信号SC,负输入节点NIN耦接至驱动节点ND。差分放大器1111将正输入节点NIP的控制信号SC与驱动节点ND的驱动电压VD相比,而于输出节点NO产生上桥电压VHS,使得上桥晶体管MHS根据上桥电压VHS而完全导通。当上桥晶体管MHS完全导通时,驱动电压VD等于低电压VL。
[0226] 图12是显示根据本发明的一实施例所述的图11的驱动器的电路图。如图12所示,驱动器1200包括上桥晶体管MHS、下桥晶体管MLS、上桥驱动器1210以及反相器INV,其中上桥驱动器1210包括差分放大器1211。将图12与图10相比,差分放大器1211对应至差分放大器1011。
[0227] 差分放大器1211包扩第一放大器常闭晶体管MA1、第七电阻R7、第二放大器常闭晶体管MA2、第八电阻R8、放大器电流源IA1、第三放大器常闭晶体管MA3、第九电阻R9、第四放大器常闭晶体管MA4以及第五放大器常闭晶体管MA5。
[0228] 第一放大器常闭晶体管MA1包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收控制信号SC,源极端耦接至第一放大器节点NA1,漏极端耦接至第二放大器节点NA2。第七电阻R7耦接于供应电压VDD以及第二放大器节点NA2之间。
[0229] 第二放大器常闭晶体管MA2包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至驱动节点ND,源极端耦接至第一放大器节点NA1。第八电阻R8耦接于上述供应电压VDD以及第二放大器常闭晶体管MA2的漏极端。放大器电流源IA1自第一放大器节点NA1抽取偏压电流IB流至接地端。
[0230] 第三放大器常闭晶体管MA3包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至第二放大器节点NA2,源极端耦接至接地端,漏极端耦接至第三放大器节点NA3。第九电阻R9耦接于供应电压VDD以及第三放大器节点NA3。
[0231] 第四放大器常闭晶体管MA4包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端耦接至第三放大器节点NA3,源极端耦接至放大器节点NO,漏极端是由供应电压VDD所供电。第三放大器节点NA3耦接至上桥节点NH。
[0232] 第五放大器常闭晶体管MA5包括源极端、栅极端以及漏极端,其中栅极端接收反相控制信号SCB,源极端耦接至接地端,漏极端耦接至差分放大器1211的输出节点NO。
[0233] 根据本发明的一实施例,差分放大器1211还包括第三箝位电路CL3。第三箝位电路CL3用以箝制第四放大器常闭晶体管MA4的栅极端与源极端之间的跨压,低于第四放大器常闭晶体管MA4的崩溃电压。因此,第四放大器常闭晶体管MA4是由第三箝位电路CL3所保护,避免超过崩溃电压。
[0234] 根据本发明的一些实施例,第三箝位电路CL3可包括多个串接的二极管或多个串接的耦接为二极管形式的晶体管,使得第四放大器常闭晶体管MA4的栅极端与源极端之间的跨压不超过多个串接的二极管或多个串接的耦接为二极管形式的晶体管的顺向导通电压。
[0235] 根据本发明的一实施例,控制信号SC为高电压位准,驱动电压VD相对于控制信号SC为低电压位准。第一放大器常闭晶体管MA1下拉第二放大器节点NA2的电压,使得第三放大器常闭晶体管MA3不导通,并且第九电阻R9将第三放大器节点NA3上拉至供应电压VDD。
[0236] 接着,第三放大器节点NA3的电压导通第四放大器常闭晶体管MA4,反向控制信号SCB不导通第五放大器常闭晶体管MA5。因此,差分放大器1211于输出节点NO输出供应电压VDD,而导通上桥晶体管MHS。
[0237] 根据本发明的另一实施例,控制信号SC是位于低电压位准。由于当控制信号SC位于低电压位准时,反向控制信号SCB位于高电压位准而导通了第五放大器常闭晶体管MA5,差分放大器1211的输出节点NO被下拉至接地端。因此,反向控制信号SCB不导通上桥晶体管MHS,且导通下桥晶体管MLS。
[0238] 图13是显示根据本发明的另一实施例所述的图11的驱动器的电路图。如图13所示,驱动器1300包括上桥驱动器1310以及第一前置驱动器1320,其中上桥驱动器包括差分放大器1311。
[0239] 根据本发明的一实施例,差分放大器1311是与图12的差分放大器1211相同。第一前置驱动器1320根据控制信号SC以及反相控制信号SCB,于第一内部节点产生第一内部信号SI1,用以增进控制信号SC的驱动能力。第一前置驱动器1320包括第六放大器常闭晶体管MA6、第六常开晶体管MD6、第七放大器常闭晶体管MA7。
[0240] 第六放大器常闭晶体管MA6包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第一内部节点NI1,栅极端接收由反相器INV产生的反相控制信号SCB,漏极端是由低电压VL所供电。
[0241] 第六常开晶体管MD6包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端均耦接至第一内部节点NI1,漏极端是由低电压VL所供电。根据本发明的一实施例,第六常开晶体管MD6用以增进低电压VL至第一内部节点NI1的电流驱动能力。
[0242] 第七放大器常闭晶体管MA7包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端接收控制信号SC,漏极端耦接至第一节点N1。
[0243] 图14是显示根据本发明的另一实施例所述的图11的驱动器的电路图。如图14所示,驱动器1400包括上桥驱动器1410、第一前置驱动器1420、第二前置驱动器1430以及第三前置驱动器1440,其中上桥驱动器1410包括差分放大器1411。根据发明的一实施例,上桥驱动器1410对应至图12的上桥驱动器1210,差分放大器1411对应至图12的差分放大器1211。根据本发明的一实施例,第一前置驱动器1420、第二前置驱动器1430以及第三前置驱动器
1440用以增进控制信号SC的驱动能力。
[0244] 根据本发明的另一实施例,第一前置驱动器1420对应至图13的第一前置驱动器1320。第二前置驱动器1430根据第三内部信号SI3以及控制信号SC,于第二内部节点NI2产生第二内部信号SI2。如图14所示,第二前置驱动器1430包括第八放大器常闭晶体管MA8、第七常开晶体管MD7以及第九放大器常闭晶体管MA9。
[0245] 第八放大器常闭晶体管MA8包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第二内部节点NI2,栅极端接收控制信号SC,漏极端是由低电压VL所供电。
[0246] 第七常开晶体管MD7包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端均耦接至第二内部节点NI2,漏极端是由低电压VL所供电。根据本发明的一实施例,第一常开晶体管MD7用以提供低电压VL至第二内部节点NI2,第八放大器常闭晶体管MA8用以增进第二内部节点NI2的电压达到低电压VL的速度。
[0247] 第九放大器常闭晶体管MA9包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端耦接至第三内部节点NI3,用以接收第三内部信号SI3,漏极端耦接至第二内部节点NI2。
[0248] 第三前置驱动器1440根据控制信号SC以及反相控制信号SCB,于第三内部节点NI3产生第三内部信号SI3。如图14所示,第三前置放大器1440包括第十放大器常闭晶体管MA10、第八常开晶体管MD8以及第十一放大器常闭晶体管MA11。
[0249] 第十放大器常闭晶体管MA10包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至第三内部节点NI3,栅极端接收反相器INV所产生的反相控制信号SCB,漏极端是由低电压VL所供电。
[0250] 第八常开晶体管MD8包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端以及栅极端均耦接至第三内部节点NI3,漏极端是由低电压VL所供电。根据本发明的一实施例,第八常开晶体管MD8用以增进低电压VL至第三内部节点NI3的电流驱动能力。
[0251] 第十一放大器常闭晶体管MA11包括源极端、栅极端以及漏极端,其中源极端耦接至接地端,栅极端接收控制信号SC,漏极端耦接至第三内部节点NI3。
[0252] 根据本发明的其他实施例,图14的驱动器1400更串接任意偶数个与图13以及图14中的第一前置驱动器、第二前置驱动器及/或第三前置驱动器相同的前置驱动器,用以增进控制信号SC的驱动能力。
[0253] 将图3~图6与图10~图14相比,由于图3的第一稳压器321移至上桥驱动器,图5以及图6所示的第一前置驱动器、第二前置驱动器及/或第三前置驱动器,可简化为图13以及图14所示的第一前置驱动器、第二前置驱动器及/或第三前置驱动器。
[0254] 以上所述为实施例的概述特征。所属技术领域中技术人员应可以轻而易举地利用本发明为基础设计或调整以实行相同的目的和/或实现此处介绍的实施例的相同优点。所属技术领域中技术人员也应了解相同的配置不应背离本发明的构思与范围,在不背离本发明的构思与范围下他们可做出各种改变、取代和交替。说明性的方法仅表示示范性的步骤,但这些步骤并不一定要以所表示的顺序执行。可另外加入、取代、改变顺序和/或消除步骤以视情况而作调整,并与所公开的实施例构思和范围一致。
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