逆变器电路及控制逆变器电路中的驱动器的方法技术

本发明专利技术提供了一种逆变器电路，包括：逆变器、驱动器和转换速率控制模块，驱动器耦接于该逆变器，该驱动器被配置为接收第一信号；以及，转换速率控制模块耦接于该驱动器，该转换速率控制模块被配置为接收该第一信号和第二信号，该第二信号指示该逆变器电路驱动的负载的大小，其中，该转换速率控制模块基于该第二信号调整该驱动器的转换速率。相应地，本发明专利技术还提供了一种控制逆变器电路中的驱动器的方法。采用本发明专利技术，根据逆变器电路驱动的负载大小动态地调整驱动器的转换速率，能够提高逆变器电路的性能。

Inverter Circuit and the Method of Controlling the Driver in Inverter Circuit

【技术实现步骤摘要】
逆变器电路及控制逆变器电路中的驱动器的方法
本专利技术通常涉及一种逆变器电路，以及更特别地，涉及一种具有动态转换速率控制(dynamicslewratecontrol)的逆变器电路及控制逆变器电路中的驱动器的方法。
技术介绍
逆变器电路可用于许多应用，例如，输出总线驱动器，开关调节器以及直流至直流(DC-DC)转换器等等。逆变器电路可与印刷电路板(printedcircuitboard，PCB)上的其它电路连接以形成电子组件，该电子组件可以单独封装或与其它电子组件一起封装。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种具有动态转换速率控制的逆变器电路及控制逆变器电路中的驱动器的方法。本专利技术提供了一种逆变器电路，包括逆变器、驱动器和转换速率控制模块，驱动器耦接于该逆变器，被配置为接收第一信号；以及，转换速率控制模块耦接于该驱动器，被配置为接收该第一信号和第二信号，该第二信号指示该逆变器电路驱动的负载的大小，其中，该转换速率控制模块基于该第二信号调整该驱动器的转换速率。本专利技术还提供了一种控制逆变器电路中的驱动器的方法，该方法包括：检测该逆变器电路驱动的负载的大小；以及，根据该负载的大小调整该驱动器的转换速率。在上述技术方案中，根据逆变器电路驱动的负载大小动态地调整驱动器的转换速率，能够提高逆变器电路的性能。本领域技术人员在阅读附图所示优选实施例的下述详细描述之后，可以毫无疑义地理解本专利技术的这些目的及其它目的。详细的描述将参考附图在下面的实施例中给出。附图说明通过阅读后续的详细描述以及参考附图所给的示例，可以更全面地理解本专利技术。图1A是没有动态转换速率控制的逆变器电路的示意图。图1B是说明图1A的逆变器电路中的信号反弹的示意性时序图。图2是根据一些实施例示出的具有动态转换速率控制(利用表示负载电流的电流)的逆变器电路的示意图。图3是根据一些实施例示出的图2的逆变器电路的一些实现细节的示意图。图4是根据一些实施例示出的一种用于动态控制图2的逆变器电路中的驱动器的转换速率的方法的流程示意图。图5是根据一些实施例示出的具有动态转换速率控制(利用表示输入电压的电压)的逆变器电路的示意图。图6是根据一些实施例示出的图5的逆变器电路的一些实现细节的示意图。图7是根据一些实施例示出的用于动态控制图5的逆变器电路中的驱动器的转换速率的方法的流程示意图。图8是根据一些实施例示出的具有动态转换速率控制(利用逆变器电路的模式配置)的逆变器电路的示意图。图9是根据一些实施例说明一种用于动态控制图8的逆变器电路中的驱动器的转换速率的方法的流程示意图。图10A是针对没有动态转换速率控制的逆变器电路的驱动器中的晶体管比较不同负载条件下的安全操作区域(SOA)的示意图。图10B是根据一些实施例示出的针对具有动态转换速率控制的逆变器电路的驱动器中的晶体管比较不同负载条件下的SOA的曲线示意图。在下面的详细描述中，为了说明的目的，阐述了许多具体细节，以便本领域技术人员能够更透彻地理解本专利技术实施例。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施一个或多个实施例，不同的实施例可根据需求相结合，而并不应当仅限于附图所列举的实施例。具体实施方式以下描述为本专利技术实施的较佳实施例，其仅用来例举阐释本专利技术的技术特征，而并非用来限制本专利技术的范畴。在通篇说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件，所属领域技术人员应当理解，制造商可能会使用不同的名称来称呼同样的元件。因此，本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区别的基准。本专利技术中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。其中，除非另有指示，各附图的不同附图中对应的数字和符号通常涉及相应的部分。所绘制的附图清楚地说明了实施例的相关部分且并不一定是按比例绘制。文中所用术语“基本”或“大致”是指在可接受的范围内，本领域技术人员能够解决所要解决的技术问题，基本达到所要达到的技术效果。举例而言，“大致等于”是指在不影响结果正确性时，技术人员能够接受的与“完全等于”有一定误差的方式。申请人通过研究发现，对于具有宽动态电流范围的逆变器电路，由印刷电路板(PCB)或其它封装组件引入的寄生电阻和电感会导致信号反弹(signalbounce)，其中，在电路中信号响应于瞬变而变化。信号反弹包括例如接地反弹(groundbounce)，供给电压反弹(supplyvoltagebounce)和输出电压反弹(outputvoltagebounce)。以接地反弹为示例，寄生电感连接在内部装置接地和外部系统接地之间。由于变化的电流，跨寄生电感的电压会导致内部接地处于与外部接地不同的电位上。由于内部接地电位与外部接地电位的差异，电路中的一些器件会遭受应力(bestressed)甚至可能损坏。传统解决方案针对不同的负载条件和模式配置都是将逆变器电路的驱动器的转换速率(slewrate)保持在相同速率上(例如，在图1A中，驱动器UGATE_DRIVER和LGATE_DRIVER的输出信号从0转变为1或者从1转变为0的转换速率在不同的负载条件和/或不同的模式配置中都是相同的)。然而，申请人发现，对不同的负载条件和模式配置随意选择一个转换速率会导致问题。例如，如果在最重负载条件下选择该转换速率，转换器电路(例如，降压转换器)的峰值功率效率差，例如低于80％。另一方面，如果脉冲频率模式(PulseFrequencyMode，PFM)峰值电流选择该转换速率，则难以设计封装组件(例如，PCB布局)，或者需要横向扩散的MOSFET(LaterallyDiffusedMOSFET，LDMOS)。因此，逆变器电路的驱动器中的晶体管的安全操作区域(safeoperatingarea，SOA)减小(例如，图10A)。SOA指晶体管能被预期正常操作的电压和电流条件。在SOA之外操作的晶体管会导致电路故障。本领域普通技术人员应认识到SOA可在晶体管数据表中呈现为具有漏极-源极电压(VDS)作为x轴且栅极-源极电压(VGS)作为y轴的曲线图；SOA可指曲线下的区域。然而，这里描述的技术不被限为说明SOA的特定方式。申请人通过研究发现，动态控制逆变器电路的转换速率能够提高或最大化晶体管的SOA利用。信号反弹在逆变器电路驱动重(heavy)负载时比驱动轻(light)或中等(middle-level)负载时更严重。逆变器电路驱动重负载时的电流和/或电压(也就是说，该电流和/或电压能够反映负载的大小)比驱动轻或中等负载时更高。本专利技术提供的逆变器电路及控制逆变器电路中的驱动器的方法根据逆变器电路驱动的负载的大小调整驱动器的转换速率。在一些实施例中，当检测到负载增大时，减小逆变器电路中的驱动器的转换速率。在一些实施例中，当检测到负载减小时，增大逆变器电路中的驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆变器电路，包括：逆变器；驱动器，耦接于该逆变器，该驱动器被配置为接收第一信号；以及，转换速率控制模块，耦接于该驱动器，该转换速率控制模块被配置为接收该第一信号和第二信号，该第二信号指示该逆变器电路驱动的负载的大小，其中，该转换速率控制模块基于该第二信号调整该驱动器的转换速率。

【技术特征摘要】
2018.03.05 US 15/912,3961.一种逆变器电路，包括：逆变器；驱动器，耦接于该逆变器，该驱动器被配置为接收第一信号；以及，转换速率控制模块，耦接于该驱动器，该转换速率控制模块被配置为接收该第一信号和第二信号，该第二信号指示该逆变器电路驱动的负载的大小，其中，该转换速率控制模块基于该第二信号调整该驱动器的转换速率。2.根据权利要求1所述的逆变器电路，其特征在于，该转换速率控制模块还被配置为接收第三信号，该第三信号指示该逆变器电路的模式配置，以及，该转换速率控制模块还基于该第三信号调整该驱动器的转换速率。3.根据权利要求2所述的逆变器电路，其特征在于，该逆变器电路的该模式配置是从多个模式中选择的，该多个模式包括动态电压缩放(DVS)模式和多相模式。4.根据权利要求1所述的逆变器电路，其特征在于，该第二信号是表示负载电流的电流或是表示输入电压的电压，以及，该转换速率控制模块包括比较器，该比较器被配置为将该第二信号与参考信号进行比较，以根据比较结果控制该驱动器。5.根据权利要求4所述的逆变器电路，其特征在于，该转换速率控制模块还包括或门，该或门被配置为接收该第一信号和该比较器的输出，且该或门输出到该驱动器。6.根据权利要求1所述的逆变器电路，其特征在于，当该第二信号指示该负载的大小增大时，该转换速率控制模块减小该驱动器的转换速率，和/或，当该第二信号指示该负载的大小减小时，该转换速率控制模块增大该驱动器的转换速率。7.根据权利要求1所述的逆变器电路，其特征在于，当该第二信号指示该负载高于预定负载时，该转换速率控制模块将该驱动器的转换速率设置为第一预定速率，以及，当该第二信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱冠宇，黄华强，李志琛，洪山峯，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71