当源极电压超过阈值电平时，例如响应于源极和漏极之间的电压浪涌事件，MOSFET电路(直接地或者经由栅极控制电路)钳位MOSFET栅极电压。具体地，栅极被保持在相对于源极的一电压，以在这种浪涌事件期间而不在正常操作期间断开第一MOSFET。这提供了针对输入电压意外增加的自动保护，尤其是在切换期间MOSFET处于其导通状态时。阈值电路被连接在栅极(或栅极控制节点)与参考电压之间。当源极处的电压超过电压阈值电平时，它使源极和栅极(或栅极控制节点)之间的单向电路部件(D18)与阈值电路导通。点)之间的单向电路部件(D18)与阈值电路导通。点)之间的单向电路部件(D18)与阈值电路导通。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】例如用于抽头线性驱动器的MOSFET电路和浪涌保护方法
[0001]本专利技术大体上涉及MOSFET电路，并且对于例如用于驱动LED照明负载的抽头线性驱动器电路特别感兴趣。
技术介绍
[0002]用于LED的抽头线性驱动器(TLD)是众所周知的。与开关模式驱动器不同，它们不包含会使驱动器的电磁干扰(EMI)性能劣化的高频切换元件。
[0003]在堆叠布置中，要被驱动的LED被布置在串联串中，串的区段被相应的旁路开关选择性地旁路。每个区段通常包括一系列单独的LED。切换操作旨在使市电周期内不同时间点的市电电压与所需的LED正向电压相匹配。通过这样做，TLD维持了与开关模式驱动器相当的高效率。
[0004]TLD的许多拓扑结构是已知的。通常，整流器被设置在输入处，用于向TLD提供完全整流的输入。
[0005]基础堆叠拓扑使用单个电流源，并且在相应LED或LED组周围具有旁路开关。
[0006]对旁路开关的控制可以使用基于电压的控制来实现。这涉及测量瞬时输入电压并且控制开关，使得输入电压和LED电压被匹配。备选地，基于电流的开关控制是基于开关常闭的原理，并且仅当电流超过某个预设电平时才打开。
[0007]如果TLD的输入处出现电压浪涌，并且在MOSFET电路通常出现浪涌事件时，就会出现问题。浪涌事件会导致电路节点处的电压增加，并且这些增加的电压需要电路部件(诸如MOSFET或多个MOSFET)承受。
[0008]期望能够使用较低额定部件承受浪涌事件。
[0009]US20140265861A1公开了一种MOSFET和浪涌控制电路，其中浪涌控制电路检测BUS上的输入电压以断开MOSFET。
技术实现思路
[0010]本专利技术的概念是提供一种MOSFET电路，该MOSFET电路在源极电压超过阈值电平(意味着MOSFET导通)时钳位MOSFET栅极电压以将其断开，例如响应于源极和漏极之间的电压浪涌事件。因此，浪涌电压不会施加在MOSFET上，并且MOSFET受到保护。在NMOS的一个特定示例中，栅极被保持在低于源极处的电压的电压，以在这种浪涌事件期间而不在正常操作期间断开MOSFET。这提供了针对输入电压意外增加的自动保护。
[0011]本专利技术由权利要求限定。
[0012]根据本专利技术，提供了一种MOSFET电路，包括：
[0013]第一MOSFET，包括连接至输入电压的漏极、栅极和源极；
[0014]连接在源极与栅极控制节点之间的单向电路部件，该栅极控制节点使用栅极控制第一MOSFET的切换；以及
[0015]连接在栅极控制节点与参考电压之间的阈值电路，
[0016]其中当源极处的电压超过电压阈值电平并且正向导通单向电路部件和阈值电路时，阈值电路适于将栅极控制节点处的电压钳位到钳位电压电平，从而将栅极控制节点保持在诸如断开第一MOSFET的电压。
[0017]该MOSFET电路提供了针对输入电压意外增加的保护。当MOSFET被导通时，源极电压会响应于输入电压的增加而升高。为了保护MOSFET免受这些增加的电压的影响，MOSFET会被自动断开。当源极处的电压足够高以致单向电路部件导通时，就会发生这种情况，因为栅极控制节点已达到阈值电路的钳位电压电平。例如在n沟道MOSFET的情况下，通过将栅极保持在源极电压以下，这会断开MOSFET。因此，通过钳位栅极电压，源极电压被钳位，并且MOSFET被断开。
[0018]通过这种方式，MOSFET所承受的电压(或电压差)可以被减少。这意味着较低电压的部件可以被使用。
[0019]在实施例中，所述阈值电路(D17、R4、D13)与输入电压解耦。该实施例不包括基于输入电压检测的浪涌保护。
[0020]单向电路部件例如在其正向导通方向上被连接在源极和栅极控制节点之间，其中当源极处的电压超过电压阈值电平时，阈值电路适于通过启用从源极到栅极控制节点的通过单向电路部件的正向导通，阈值电路适于将栅极控制节点处的电压钳位到钳位电压电平。
[0021]因此，当源极电压增加到超过由阈值电路施加的最大栅极控制节点电压时，该单向电路部件提供从源极到栅极控制节点的导通路径。
[0022]在第一示例集合中，第一MOSFET是n沟道，并且所述栅极控制节点是所述栅极，其中通过所述单向电路部件的导通和阈值电路的导通将栅极保持在低于源极处的电压的电压。因此，栅极可以被拉低以断开n沟道MOSFET。
[0023]在第二示例集合中，第一MOSFET是p沟道，并且其中第一MOSFET具有包括n沟道栅极驱动MOSFET的栅极驱动电路，其中栅极控制节点是栅极驱动MOSFET的栅极，其中通过单向电路部件的导通和阈值电路的导通断开栅极驱动MOSFET，从而断开第一MOSFET。
[0024]下拉p沟道MOSFET的栅极将导通晶体管。因此，栅极驱动电路被使用，使得下拉电压可以被用于断开p沟道MOSFET。栅极驱动MOSFET充当反相器。
[0025]单向电路部件可以包括二极管。
[0026]当源极电压增加到超过由阈值电路施加的最大栅极控制节点电压时，该二极管提供在源极和栅极控制节点之间的导通路径。
[0027]阈值电路可以适于响应于输入电压的浪涌事件钳位栅极控制节点处的电压。因此，MOSFET不需要承受最大容许浪涌事件的电压。
[0028]阈值电路例如包括齐纳二极管。阈值电路还可以包括与齐纳二极管串联的限流电阻器。限流电阻器保护阈值电路的部件。
[0029]该电路例如包括多个MOSFET(包括第一MOSFET)的串联连接，其中该电路包括多个单向电路部件，分别在它们的正向导通方向上从源极连接至一个相应MOSFET的栅极控制节点，其中阈值电路被连接在每个MOSFET的栅极控制节点和参考电压之间，并且其中当相应MOSFET的源极处的电压超过相应的电压阈值电平时，阈值电路适于将每个MOSFET的栅极控制节点处的电压钳位到钳位电压电平，从而启用通过相应的单向电路部件的正向导通和阈
值电路的导通，从而断开相应的MOSFET。
[0030]在这种情况下，阈值电路使得输入电压的增加能够在多个MOSFET之间共享，使得每个单独MOSFET的电压处置能力可以被进一步降低。
[0031]阈值电路可以包括共享齐纳二极管，其通过相应的另外的单向电路部件被连接至每个MOSFET的栅极控制节点。
[0032]其他单向电路部件(例如二极管)在栅极之间提供隔离，使得MOSFET可以被独立驱动。然而，阈值电路使用共享齐纳二极管来设置钳位电压。因此，附加电路开销被保持在低水平。
[0033]本专利技术还提供了一种抽头线性LED驱动器，包括：
[0034]LED串，包括串联的LED区段集合；
[0035]上面定义的MOSFET电路，其中每个LED区段与MOSFET中的一个相应MOSFET相关联，其中每个MOSFET为关联的LED区段提供旁路电流路径本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种MOSFET电路，包括：第一MOSFET(M1)，包括连接至输入电压(BUS)的漏极、栅极和源极；单向电路部件(D18)，连接在所述源极与栅极控制节点之间，所述栅极控制节点使用所述栅极控制所述第一MOSFET(M1)的切换；以及阈值电路(D17、R4、D13)，连接在所述栅极控制节点与参考电压之间，其中当所述源极处的电压超过电压阈值电平并且正向导通所述单向电路部件(D18)和所述阈值电路(D17、R4、D13)时，所述阈值电路(D17、R4、D13)适于将所述栅极控制节点处的电压钳位到钳位电压电平，从而将所述栅极控制节点保持在一电压以便断开所述第一MOSFET(M1)。2.根据权利要求1所述的MOSFET电路，其中所述单向电路部件(D18)在其正向导通方向上被连接在所述源极和所述栅极控制节点之间，其中当所述源极处的电压超过电压阈值电平时，通过启用从所述源极到所述栅极控制节点的、通过所述单向电路部件的正向导通，所述阈值电路适于将所述栅极控制节点处的电压钳位到钳位电压电平，并且其中所述阈值电路(D17、R4、D13)与所述输入电压(BUS)解耦。3.根据权利要求1或2所述的MOSFET电路，其中所述第一MOSFET(M1)是n沟道，并且所述栅极控制节点是所述栅极，其中通过所述单向电路部件(D18)的导通和所述阈值电路的导通将所述栅极保持在比所述源极处的电压低的电压。4.根据权利要求1或2所述的MOSFET电路，其中所述第一MOSFET(M1)是p沟道，并且其中所述第一MOSFET(M1)具有包括n沟道栅极驱动MOSFET的栅极驱动电路，其中所述栅极控制节点是所述栅极驱动MOSFET的栅极，其中通过所述单向电路部件(D18)的导通和所述阈值电路的导通断开所述栅极驱动MOSFET，从而断开所述第一MOSFET(M1)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的MOSFET电路，其中：所述单向电路部件(D18)包括二极管；和/或所述阈值电路包括齐纳二极管(D13)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的MOSFET电路，包括多个MOSFET(M1
‑
M4)的串联连接，所述多个MOSFET包括所述第一MOSFET(M1)，其中所述电路包括多个单向电路部件(D18
‑
D21)，每个单向电路部件被连接在所述MOSFET(M1
‑
M4)中的一个相应MOSFET的所述源极和所述栅极控制节点之间，其中所述阈值电路(D17、R4、D13)被连接在每个MOSFET(M1
‑
M4)的所述栅极控制节点与所述参考电压之间，并且其中当所述相应MOSFET的所述源极处的电压超过相应电压阈值电平时，所述阈值电路(D17、R4、D13)适于将每个MOSFET的所述栅极控制节点处的电压钳位到所述钳位电压电平，从而启用通过相应的所述单向电路部件(D18
‑
D21)的正向导通和所述阈值电路(D17、R4、D13)的导通，从而断开所述相应MOSFET。7.根据权利要求6所述的MOSFET电路，其中所述阈值电路包括共...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗成虎，韩少韦，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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