为驱动器电路系统供电的系统和方法技术方案

一种为半桥开关级的上晶体管的驱动器电路系统供电的方法包括：(1)经由第一电压源选择性地对自举电容器充电，使得该自举电容器处的电压保持在预定电压范围内；(2)钳位该自举电容器处的电压，以防止该自举电容器处的电压超过预定最大值；以及(3)至少部分地经由该自举电容器为该驱动器电路系统供电。举电容器为该驱动器电路系统供电。举电容器为该驱动器电路系统供电。

【技术实现步骤摘要】
为驱动器电路系统供电的系统和方法

技术介绍

[0001]半桥开关级包括在开关节点处连接的两个开关器件，通常称为上开关器件和下开关器件。例如，图1是包括上开关器件102和下开关器件104的半桥开关级100的示意图。上开关器件102电耦合在电源节点106与开关节点108之间，而下开关器件104电耦合在开关节点108与电源节点110之间。例如，半桥开关级100可以包括在D类放大器、直流到直流(DC到DC)转换器、逆变器或有源整流器中。
[0002]上开关器件102由控制信号Φ1控制，而下开关器件104由控制信号Φ2控制。例如，控制信号Φ1和Φ2由控制器(未示出)生成。控制信号Φ1和Φ2通常被生成，使得上开关器件102和下开关器件104以高频在它们相应的导通和关断状态之间重复地切换。此外，控制信号Φ1和Φ2通常以确保上开关器件102和下开关器件104不会同时在它们相应的导通状态工作的方式生成，以防止“击穿”(两个开关器件使电源节点106和110短路)。
[0003]图2是展示了半桥开关级100的操作的一个示例的曲线图200。曲线图200包括表示控制信号Φ1、控制信号Φ2和开关节点108处的电压V
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的曲线。曲线图200的纵轴表示幅值，而曲线图200的横轴表示时间。为清楚起见，曲线图200的三个曲线彼此竖直偏移。在图2的示例中，(1)开关器件102和104中的每一个在其相应的控制信号Φ1和Φ2为逻辑高时在其导通状态下操作，(2)电源节点106和110的相应电压是恒定的，并且(3)电源节点106的电压大于电源节点110的电压。半桥开关级100在电源节点106与电源节点110之间切换开关节点108，这导致开关节点电压V
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为方波，如图2所示。
[0004]可以组合多个半桥开关级。例如，可以组合两个半桥开关级以形成全桥转换器，比如用于生成交流(AC)波形或用于执行AC波形的有源整流。作为另一示例，三个半桥开关级可以组合以形成三相逆变器或形成用于对三相AC输入源进行整流的有源整流器。

技术实现思路

[0005]在第一方面，一种为半桥开关级的上晶体管的驱动器电路系统供电的方法包括：(1)经由第一电压源选择性地对自举电容器充电，使得该自举电容器处的电压保持在预定电压范围内；(2)钳位该自举电容器处的电压，以防止该自举电容器处的电压超过预定最大值；以及(3)至少部分地经由该自举电容器为该驱动器电路系统供电。
[0006]在第一方面的实施例中，经由该第一电压源选择性地对该自举电容器充电包括：响应于该自举电容器处的电压超过第一阈值而闭合将该第一电压源电耦合到该自举电容器的开关。
[0007]在第一方面的另一个实施例中，经由该第一电压源选择性地对该自举电容器充电进一步包括：响应于该自举电容器处的电压超过第二阈值而断开将该第一电压源电耦合到该自举电容器的开关。
[0008]在第一方面的另一个实施例中，该第二阈值大于该第一阈值。
[0009]在第一方面的另一个实施例中，钳位该自举电容器处的电压包括：响应于该自举电容器处的电压超过阈值而使该自举电容器部分地放电。
[0010]在第一方面的另一个实施例中，该方法进一步包括：在包括该半桥开关级的设备上电期间经由第二电压源对该自举电容器充电。
[0011]在第一方面的另一个实施例中，该第二电压源的电压幅值小于该第一电压源的电压幅值。
[0012]在第一方面的另一个实施例中，(1)该上晶体管包括上场效应晶体管(FET)，(2)该自举电容器电耦合在该上FET的漏极与该上FET的源极之间，并且(3)该驱动器电路系统被配置为驱动该上FET的栅极。
[0013]在第一方面的另一个实施例中，该第一电压源的电压幅值大于该上FET的最大栅源电压额定值。
[0014]在第一方面的另一个实施例中，电流感测电阻器将该上FET的源极电耦合到该自举电容器的端子。
[0015]在第一方面的另一个实施例中，该上FET是n沟道FET。
[0016]在第一方面的另一个实施例中，(1)该半桥开关级进一步包括下FET，并且(2)该下FET的漏极电耦合到该上FET的源极。
[0017]在第二方面，一种为半桥开关级的上晶体管的驱动器电路系统供电的系统包括：(1)充电控制电路系统，该充电控制电路系统被配置为经由第一电压源选择性地对该半桥开关级的自举电容器充电，使得该自举电容器处的电压保持在预定电压范围内，以及(2)钳位电路系统，该钳位电路系统被配置为钳位该自举电容器处的电压，以防止该自举电容器处的电压超过预定最大值。
[0018]在第二方面的实施例中，该充电控制电路系统包括：(1)开关，该开关被配置为选择性地将该自举电容器电耦合到该第一电压源，以及(2)控制电路系统，该控制电路系统被配置为控制该开关，使得该开关响应于该自举电容器处的电压分别超过第一阈值和第二阈值而闭合和断开。
[0019]在第二方面的另一个实施例中，该钳位电路系统包括：(1)放电晶体管，该放电晶体管被配置为至少部分地对该自举电容器放电；以及(2)控制电路系统，该控制电路系统被配置为响应于该自举电容器处的电压超过阈值而激活该放电晶体管。
[0020]在第三方面，一种半桥开关级包括：(1)上场效应晶体管(FET)，该上FET电耦合在第一节点与第二节点之间；(2)下场效应晶体管，该下场效应晶体管电耦合在该第二节点与第三节点之间；(3)驱动器电路系统，该驱动器电路系统被配置为驱动该上FET的栅极；(4)自举电容器，该自举电容器电耦合到第二节点并且被配置为至少部分地为该驱动器电路系统供电；(5)充电控制电路系统，该充电控制电路系统被配置为经由第一电压源选择性地对该自举电容器充电，使得该自举电容器处的电压保持在预定电压范围内；以及(6)钳位电路系统，该钳位电路系统被配置为钳位该自举电容器处的电压，以防止该自举电容器两端的电压超过预定最大值。
[0021]在第三方面的实施例中，该半桥开关级进一步包括：软启动电路系统，该软启动电路系统被配置为在包括该半桥开关级的设备上电期间经由第二电压源对该自举电容器充电。
[0022]在第三方面的另一个实施例中，该充电控制电路系统包括：(1)开关，该开关被配置为选择性地将该自举电容器电耦合到该第一电压源，以及(2)控制电路系统，该控制电路
系统被配置为控制该开关，使得该开关响应于该自举电容器处的电压分别超过第一阈值和第二阈值而闭合和断开。
[0023]在第三方面的另一个实施例中，(1)该上FET的漏极电耦合到该第一节点，(2)该上FET的源极电耦合到该第二节点，(3)该下FET的漏极电耦合到该第二节点，并且(4)该下FET的源极电耦合到该第三节点。
[0024]在第三方面的另一个实施例中，该半桥开关级进一步包括：电流感测电阻器，该电流感测电阻器电耦合在该第二节点与第四节点之间，其中，该自举电容器电耦合在该第一节点与该第四节点之间。
附图说明
[0025]图1是半桥开关级的示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种为半桥开关级的上晶体管的驱动器电路系统供电的方法，包括：经由第一电压源选择性地对自举电容器充电，使得该自举电容器处的电压保持在预定电压范围内；钳位该自举电容器处的电压，以防止该自举电容器处的电压超过预定最大值；以及至少部分地经由该自举电容器为该驱动器电路系统供电。2.如权利要求1所述的方法，其中，经由该第一电压源选择性地对该自举电容器充电包括：响应于该自举电容器处的电压超过第一阈值而闭合将该第一电压源电耦合到该自举电容器的开关。3.如权利要求2所述的方法，其中，经由该第一电压源选择性地对该自举电容器充电进一步包括：响应于该自举电容器处的电压超过第二阈值而断开将该第一电压源电耦合到该自举电容器的开关。4.如权利要求3所述的方法，其中，该第二阈值大于该第一阈值。5.如权利要求1所述的方法，其中，钳位该自举电容器处的电压包括：响应于该自举电容器处的电压超过阈值而使该自举电容器部分地放电。6.如权利要求1所述的方法，进一步包括在包括该半桥开关级的设备上电期间经由第二电压源对该自举电容器充电。7.如权利要求6所述的方法，其中，该第二电压源的电压幅值小于该第一电压源的电压幅值。8.如权利要求1所述的方法，其中：该上晶体管包括上场效应晶体管(FET)；该自举电容器电耦合在该上FET的漏极与该上FET的源极之间；并且该驱动器电路系统被配置为驱动该上FET的栅极。9.如权利要求8所述的方法，其中，该第一电压源的电压幅值大于该上FET的最大栅源电压额定值。10.如权利要求8所述的方法，其中，电流感测电阻器将该上FET的源极电耦合到该自举电容器的端子。11.如权利要求8所述的方法，其中，该上FET是n沟道FET。12.如权利要求8所述的方法，其中：该半桥开关级进一步包括下FET；并且该下FET的漏极电耦合到该上FET的源极。13.一种为半桥开关级的上晶体管的驱动器电路系统供电的系统，包括：充电控制电路系统，该充电控制电路系统被配置为经由第一电压源选择性地对该半桥开关级的自举电容器充电，使得该自举电容器处的电压保持在预定电压范围内；以及钳位电路系统，该钳位电路系统被配置为钳位该自举电容器处的电压，以防止该自举电容器处的电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：