專(zhuān)利名稱(chēng)：用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子電路并且更具體地涉及一種用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
電源系統(tǒng)在從計(jì)算機(jī)到汽車(chē)的許多電子應(yīng)用中是普遍的。一般而言，通過(guò)操作加載有電感器或者變壓器的開(kāi)關(guān)來(lái)執(zhí)行DC-DC、DC-AC和/或AC-DC轉(zhuǎn)換從而生成電源系統(tǒng)內(nèi)的電壓。在一些電源系統(tǒng)中，在橋配置(比如半橋、全橋或者多相橋)中布置開(kāi)關(guān)組合。當(dāng)電源生成很高電壓時(shí)，使用具有高擊穿電壓和低接通電阻兩者的開(kāi)關(guān)(比如結(jié)場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (JFET)器件)是有益的。JFET的高擊穿電壓即使在輸出電壓為數(shù)百或者甚至超過(guò)一千伏特時(shí)仍然允許可靠操作。JFET器件的低接通電阻允許電源系統(tǒng)的高效操作。JFET器件具有它們?yōu)樽詫?dǎo)通或者“常通器件”的性質(zhì)，這意味著器件在JFET的柵極-源極電壓處于約零伏特時(shí)導(dǎo)電。這樣的性質(zhì)帶來(lái)難點(diǎn)，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)晶體管在電源系統(tǒng)被完全偏置之前表現(xiàn)為短路，由此引起在電源啟動(dòng)時(shí)生成高電流。在用于電源切換的一些高效率JFET器件中，這一夾斷電壓可能約為負(fù)15伏特。因此，在電源在JFET可以被完全關(guān)斷時(shí)開(kāi)始完全操作之前生成這一負(fù)電壓。在一些電源中，通過(guò)使用變壓器在啟動(dòng)時(shí)形成偏置電壓。然而變壓器的使用是昂貴的。在其它電源中，通過(guò)使用自舉技術(shù)在啟動(dòng)時(shí)形成電壓，其中電源電路內(nèi)的切換節(jié)點(diǎn)的能量用來(lái)對(duì)為切換晶體管提供本地電源的電容器進(jìn)行充電。然而當(dāng)使用JFET時(shí)，難以應(yīng)用這樣的自舉技術(shù)。例如當(dāng)電源系統(tǒng)的內(nèi)部電源電壓在啟動(dòng)時(shí)為低時(shí)，JFET開(kāi)關(guān)可能未操作， 因?yàn)樯形葱纬蔀榱嗽试SJFET接通和關(guān)斷而需要的電壓。如果JFET開(kāi)關(guān)未操作，則不能生成為了使開(kāi)關(guān)操作而需要的內(nèi)部電源電壓。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)實(shí)施例，一種用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的電路包括驅(qū)動(dòng)器電路。驅(qū)動(dòng)器電路包括第一輸出，配置成耦合到JFET的柵極；第二輸出，配置成耦合到MOSFET的柵極；第一電源節(jié)點(diǎn)； 以及偏置輸入，配置成耦合到共同節(jié)點(diǎn)。待驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)包括在共同節(jié)點(diǎn)處耦合到MOSFET的 JFET。前文已相當(dāng)廣泛地概括本發(fā)明實(shí)施例的特征以便可以更好地理解下文的本發(fā)明的詳細(xì)描述。在下文中將描述本發(fā)明實(shí)施例的附加特征和優(yōu)點(diǎn)，這些特征和優(yōu)點(diǎn)形成本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，可以容易利用公開(kāi)的概念和具體實(shí)施例作為用于修改或者設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明相同目的的其它結(jié)構(gòu)或者過(guò)程的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到這樣的等效構(gòu)造并未脫離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍。


為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在將參照結(jié)合附圖進(jìn)行的下文描述，在所述附圖中
圖Ia-Ib圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源系統(tǒng)； 圖2圖示了實(shí)施例開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)。圖3a_3c圖示了實(shí)施例驅(qū)動(dòng)器的示意圖4a4c圖示了實(shí)施例開(kāi)關(guān)控制電路的時(shí)序圖和示意圖； 圖5圖示了另外實(shí)施例開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)； 圖6圖示了實(shí)施例驅(qū)動(dòng)器電路；
圖7a_7b圖示了使用實(shí)施例驅(qū)動(dòng)器電路的實(shí)施例電源系統(tǒng)；并且圖8圖示了實(shí)施例驅(qū)動(dòng)器電路的實(shí)施例波形圖。除非另有指明，不同圖中的對(duì)應(yīng)標(biāo)號(hào)和符號(hào)一般指代對(duì)應(yīng)部分。繪制各圖以清楚地圖示實(shí)施例的相關(guān)方面而未必按比例繪制各圖。
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)討論各種實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)和使用。然而應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明提供可以在廣泛各種具體背景中具體化的許多適用發(fā)明概念。討論的具體實(shí)施例僅說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)和使用本發(fā)明的具體方式并且未限制本發(fā)明的范圍。將在具體背景(即在開(kāi)關(guān)模式電源系統(tǒng)中的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器)中關(guān)于各種實(shí)施例描述本發(fā)明。本發(fā)明的實(shí)施例也可以應(yīng)用于其它電子應(yīng)用(比如太陽(yáng)逆變器、電信、服務(wù)器和不間斷電源)中的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。圖Ia圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源系統(tǒng)100?？缭骄哂懈邆?cè)開(kāi)關(guān)106和低側(cè)開(kāi)關(guān)108的半橋101電路施加輸入電壓Vin。在實(shí)施例中，每個(gè)開(kāi)關(guān)106和108由串聯(lián)耦合的 JFET和MOSFET構(gòu)成。替代地，可以使用其它開(kāi)關(guān)配置。在電源系統(tǒng)的操作期間，高側(cè)驅(qū)動(dòng)器102驅(qū)動(dòng)高側(cè)開(kāi)關(guān)106，而低側(cè)驅(qū)動(dòng)器104驅(qū)動(dòng)低側(cè)開(kāi)關(guān)108。在實(shí)施例中，以交替方式驅(qū)動(dòng)高側(cè)開(kāi)關(guān)106和低側(cè)開(kāi)關(guān)108，使得僅一個(gè)開(kāi)關(guān)在特定時(shí)間導(dǎo)通。在一些實(shí)施例中，根據(jù)高側(cè)開(kāi)關(guān)106和低側(cè)開(kāi)關(guān)108的導(dǎo)通狀態(tài)的相對(duì)占空比并且根據(jù)變壓器Tl的匝數(shù)比來(lái)控制輸出電壓Vout。半橋電路ιο 的輸出m耦合到變壓器τι的初級(jí)繞組，該變壓器的次級(jí)繞組耦合到整流二極管D4A和D4B。整流二極管D4和D5對(duì)變壓器Tl的次級(jí)繞組的輸出進(jìn)行整流， 并且電容器C5對(duì)二極管D4和D5的整流輸出進(jìn)行濾波。在實(shí)施例中，電壓Vout由隔離/ 控制器塊112感測(cè)，該隔離/控制器塊為高側(cè)驅(qū)動(dòng)器102和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器104生成輸入信號(hào)。 在實(shí)施例中，隔離/控制器例如使用隔離電路(比如光隔離器、變壓器和本領(lǐng)域中已知的其它隔離器件)在變壓器Tl的初級(jí)側(cè)與次級(jí)側(cè)之間提供電隔離。在實(shí)施例中，隔離/控制器塊可以被配置成以Vout提供預(yù)定輸出電壓。
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在實(shí)施例中，跨越與半橋電路101的輸出m耦合的端子G以及在節(jié)點(diǎn)122耦合到電容器Cl和二極管Dl的端子P向高側(cè)驅(qū)動(dòng)器102提供功率。當(dāng)節(jié)點(diǎn)m經(jīng)歷正電壓轉(zhuǎn)變時(shí)，將節(jié)點(diǎn)122驅(qū)動(dòng)成高直至二極管Dl變成以Vin-Vsl+VDS1正偏，其中Vdsi為二極管Dl的結(jié)電壓而Vsi為電源110的電壓。當(dāng)節(jié)點(diǎn)m處于電壓Vin時(shí)，約為VS「VDS的電壓跨越電容器 Cl。當(dāng)節(jié)點(diǎn)m開(kāi)始經(jīng)歷負(fù)電壓轉(zhuǎn)變時(shí)，二極管DI變成反偏，并且跨越電容器Cl維持約為 Vsi-Vdsi的電壓。在一些實(shí)施例中，跨越電容器Cl的電壓將根據(jù)電容器Cl的大小和驅(qū)動(dòng)器 102消耗的電流而衰減。在實(shí)施例中，Vsi被選擇成至少足以關(guān)斷高側(cè)開(kāi)關(guān)106中的JFET。 在其中高側(cè)開(kāi)關(guān)包括JFET的實(shí)施例中，Vsi被選擇成至少大于JFET的夾斷電壓的量值，例如在約IOV與約15V之間。在替代實(shí)施例中可以根據(jù)應(yīng)用、它的要求和電路中使用的個(gè)別器件的特性來(lái)使用其它值。在實(shí)施例中，跨越耦合到系統(tǒng)接地120的端子G以及耦合到電容器C2和C3的端子 P向低側(cè)驅(qū)動(dòng)器104提供功率。當(dāng)節(jié)點(diǎn)m經(jīng)歷正電壓轉(zhuǎn)變時(shí)，將節(jié)點(diǎn)1 驅(qū)動(dòng)成高直至二極管D2變成以Vin-Vsl+VDS2正偏，其中Vds2為二極管D2的結(jié)電壓。當(dāng)節(jié)點(diǎn)附處于電壓Vin 時(shí)，約為Vsi-Vds2的電壓跨越電容器C3。當(dāng)節(jié)點(diǎn)m開(kāi)始經(jīng)歷負(fù)電壓轉(zhuǎn)變時(shí)，二極管D2變成反偏，并且跨越電容器C3維持約為Vsi-Vds2的電壓。節(jié)點(diǎn)1 在節(jié)點(diǎn)m繼續(xù)它的負(fù)電壓偏移時(shí)跟隨節(jié)點(diǎn)Ni。當(dāng)節(jié)點(diǎn)m處于系統(tǒng)接地120時(shí)，節(jié)點(diǎn)1 處于近似Vds2-Vsi的電壓，并且如果忽略C2的放電以及在C2與C3之間的電容電荷共享的影響，則電容器C2充電成近似 VDS3+VDS2-VS1的電壓，其中Vds3為二極管D3的結(jié)電壓。在一些實(shí)施例中，跨越電容器C2的電壓將根據(jù)電容器C2的大小和驅(qū)動(dòng)器104消耗的電流而衰減。然而在電壓跨越C2衰減時(shí)， 經(jīng)由二極管D3向電容器C2引入更多電荷，使得跨越驅(qū)動(dòng)器104的端子P和G的電壓維持于足以操作低側(cè)開(kāi)關(guān)108內(nèi)的JFET的電壓。在實(shí)施例中，Cl、C2和C3的值每個(gè)均在約10 μ F與約100 μ F之間，并且Vsi設(shè)置成在約20V與約30V之間。在一個(gè)實(shí)施例中，Vin約為400V，并且Vout約為12V、48V或者 400V。在替代實(shí)施例中可以根據(jù)具體應(yīng)用及其規(guī)范來(lái)使用其它部件和電壓值。應(yīng)當(dāng)明白，圖Ia中圖示的電路是發(fā)明概念如何可以應(yīng)用于電源系統(tǒng)的一個(gè)例子。 在替代實(shí)施例中，除了圖Ia中所示的拓?fù)渲膺€可以使用其它電源拓?fù)?。例如，圖Ib圖示了替代實(shí)施例電源系統(tǒng)140，其與圖Ia中圖示的電源系統(tǒng)100類(lèi)似，除了省略電容器C3和二極管D2并且二極管D3耦合于節(jié)點(diǎn)125與122之間。這里，圖Ib的實(shí)施例使用比圖Ia 的實(shí)施例更少的部件。本發(fā)明的另外實(shí)施例可以應(yīng)用于包括但不限于降壓轉(zhuǎn)換器、升壓轉(zhuǎn)換器和降壓-升壓轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換器。替代實(shí)施例電源拓?fù)湟部梢园ㄊ褂秒姼衅鞫皇亲儔浩鞯碾娫椿蛘呤褂秒姼衅骱妥儔浩鲀烧叩耐負(fù)洹D2圖示了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半橋電路及其關(guān)聯(lián)驅(qū)動(dòng)電路的低側(cè)部分。這里，低側(cè)開(kāi)關(guān)由η溝道JFET 234和PMOS器件236構(gòu)成并且由驅(qū)動(dòng)器204驅(qū)動(dòng)。替代地，其它器件類(lèi)型(比如NMOS器件)而不是PMOS器件236可以與JFET 234串聯(lián)耦合。在電源系統(tǒng)的正常操作期間，PMOS器件236在JFET 234接通和關(guān)斷時(shí)持續(xù)接通，由此如上文關(guān)于圖 Ia描述的那樣對(duì)電容器C2進(jìn)行充電。經(jīng)由信號(hào)Data向驅(qū)動(dòng)器204輸入切換數(shù)據(jù)。在啟動(dòng)期間，PMOS 236在節(jié)點(diǎn)2M無(wú)足以關(guān)斷JFET 234的負(fù)電壓時(shí)關(guān)斷。通過(guò)關(guān)斷PMOS 236來(lái)防止短路在啟動(dòng)期間出現(xiàn)于半橋電路中。假設(shè)節(jié)點(diǎn)m在啟動(dòng)時(shí)具有充分高的電壓(例如大于20V)，并且JFET 234的柵極在節(jié)點(diǎn)216耦合到系統(tǒng)接地M0，在節(jié)點(diǎn)210 的電壓將為JFET 234的夾斷電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，這約為15V，然而在替代實(shí)施例中，這一電壓將根據(jù)JFET 234的器件特性而不同。這里，夾斷電壓存儲(chǔ)于電容器C2上，該電容器向驅(qū)動(dòng)器204提供足以操作驅(qū)動(dòng)器204的內(nèi)部邏輯的電壓。在實(shí)施例中，二極管DlO耦合于 JFET 234的柵極與系統(tǒng)接地240之間以防止JFET 234的柵極變成明顯高于系統(tǒng)接地M0。在實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器在跨越電容器C2的電壓超過(guò)第一預(yù)定義閾值(例如約8V)時(shí)將PMOS器件與JFET 234 —起接通和關(guān)斷。這里，當(dāng)有可能在內(nèi)部電源為低時(shí)不能完全關(guān)斷JFET 234時(shí)，兩個(gè)器件一起接通和關(guān)斷。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器在跨越內(nèi)部已調(diào)控節(jié)點(diǎn)的電壓超過(guò)閾值電壓時(shí)與JFET 234 —起接通和關(guān)斷PMOS器件。在半橋開(kāi)始接通和關(guān)斷時(shí)，經(jīng)由電容器C3和二極管D3抽運(yùn)(pump)節(jié)點(diǎn)227的電壓越來(lái)越低于系統(tǒng)接地M0。一旦節(jié)點(diǎn)227的電壓充分低于系統(tǒng)接地MO (例如處于約-18V)，PMOS器件236持續(xù)接通，并且操作在正常操作模式中進(jìn)行。在實(shí)施例中，PMOS器件236持續(xù)接通所處的電源閾值由JFET 234的夾斷電壓和用于保證可靠操作的附加裕度(例如約18V)確定。在一些實(shí)施例中，切換JFET 2；34和PMOS 236不如保持PMOS器件236接通并且切換JFET 234那樣高效，因?yàn)轵?qū)動(dòng)器204需要對(duì)PMOS器件236的柵極電容進(jìn)行充電和放電。 在一些實(shí)施例中，PMOS器件236制作成很大以便減少與JFET 234的串聯(lián)電阻；因此，PMOS 器件236的柵極-源極電容可能很高。然而在一些實(shí)施例中，在啟動(dòng)期間，將兩個(gè)器件一起切換允許兩個(gè)器件安全操作而未引起斷路。然而一旦在節(jié)點(diǎn)227形成完全負(fù)電源電壓， PMOS 236的持續(xù)接通狀態(tài)允許更高效操作，因?yàn)镴FET器件具有比PMOS器件236更低的每給定驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度的輸入電容。在另外實(shí)施例中，應(yīng)用于低側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路的概念也可以應(yīng)用于高側(cè)驅(qū)動(dòng)器。圖3a圖示了實(shí)施例驅(qū)動(dòng)器電路300的示意圖。在實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電路300可以用于圖1和圖2中的驅(qū)動(dòng)器塊。在驅(qū)動(dòng)器電路300中，控制器306驅(qū)動(dòng)JFET柵極驅(qū)動(dòng)器 304和MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器302。控制器306根據(jù)操作模式來(lái)確定供給驅(qū)動(dòng)器302和304的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)。例如在第一操作模式中，當(dāng)器件正啟動(dòng)時(shí)，通過(guò)將MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)成高電勢(shì)而將MOSFET柵極禁用，并且也通過(guò)將JFET柵極驅(qū)動(dòng)成低電壓而將JFET柵極的切換禁用。在第二操作模式中，在電源正充電時(shí)，MOSFET柵極和JFET柵極根據(jù)輸入信號(hào)Din來(lái)一起接通和關(guān)斷。在與額定操作情況對(duì)應(yīng)的第三操作模式中，MOSFET柵極持續(xù)接通。在實(shí)施例中，功率控制塊308使用輸入JFS作為正電源而節(jié)點(diǎn)Pl作為負(fù)電源。在一些實(shí)施例中， 功率控制塊308具有用來(lái)確定操作模式的本地電壓調(diào)控器和比較器。在圖3a中所示的實(shí)施例中，功率控制塊308向控制器306輸出MODE信號(hào)。在一些實(shí)施例中，MODE信號(hào)可以是由一位或者多位構(gòu)成的數(shù)字信號(hào)。在替代實(shí)施例中可以不同地實(shí)施和劃分功率控制、模式控制和信號(hào)控制。圖北圖示了功率控制塊308的實(shí)施例示意圖，該功率控制塊具有生成兩個(gè)電壓 REFl和REF2的參考電壓生成器322。在實(shí)施例中，REFl約為8V而REF2約為18V，然而在替代實(shí)施例中可以使用不同電壓。比較器3M和3 分別比較電壓REFl和REF2與節(jié)點(diǎn)JFS。 比較的結(jié)果由模式邏輯塊3 處理，該模式邏輯塊輸出代表操作模式的MODE信號(hào)。在替代實(shí)施例中可以使用其它電路。例如可以比較JFS的下調(diào)版本與更低參考電壓而不是直接使用電壓JFS。例如在一個(gè)實(shí)施例中，JFS經(jīng)由分壓器下調(diào)為1/10并且與0.8V和1.8V比較。在這樣的低電壓實(shí)施例中可以使用低電壓器件并且可以防止飽和效應(yīng)。圖3c圖示了替代實(shí)施例功率控制塊309。功率控制塊309類(lèi)似于圖北的功率控制塊308而且具有產(chǎn)生如下已調(diào)控電壓P2的電壓調(diào)控器330，根據(jù)該已調(diào)控電壓P2來(lái)導(dǎo)出參考電壓REFl和REF2。在一些實(shí)施例中，已調(diào)控電壓P2用來(lái)向開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器和/或與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器關(guān)聯(lián)的其它電路供電。在一些實(shí)施例中，電壓調(diào)控器330用來(lái)向開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器和關(guān)聯(lián)的電路供電，而主電源Pl用來(lái)如圖北中所配置的那樣經(jīng)由塊322導(dǎo)出參考電壓REFl和 REF2。在實(shí)施例中，例如當(dāng)JFET和MOSFET器件的柵極兩者均被切換時(shí)，JFET在MOSFET 器件已接通之后接通，而MOSFET在JFET關(guān)斷之后關(guān)斷。這例如可以在電源正在電源系統(tǒng)已啟動(dòng)之后充電時(shí)發(fā)生于第二模式中。在實(shí)施例中，MOSFET處置JFET的夾斷電壓，因此當(dāng) JFET為高電壓器件時(shí)可以使用低電壓M0SFET。因而，保證MOSFET在JFET接通時(shí)接通防止了 MOSFET器件的器件擊穿和可能破壞。圖如圖示了圖3a的控制器306以及驅(qū)動(dòng)器302 和304的時(shí)序圖(其中使用PMOS器件)。這里，在PMOS柵極驅(qū)動(dòng)已在時(shí)間402變低之后將 JFET柵極驅(qū)動(dòng)成高。類(lèi)似地，在時(shí)間404將JFET柵極驅(qū)動(dòng)成低之后將PMOS柵極驅(qū)動(dòng)成高。 在實(shí)施例中，在使用NMOS器件來(lái)實(shí)施MOSFET器件的情況下，反轉(zhuǎn)信號(hào)PMOS柵極(GATE)的感測(cè)。圖4b圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的至少部分控制器306的示意圖。信號(hào)Din直接驅(qū)動(dòng)與(AND)門(mén)406而經(jīng)由反相器410驅(qū)動(dòng)與門(mén)408。與門(mén)406的輸出對(duì)驅(qū)動(dòng)器/傳感器 412和JFET柵極驅(qū)動(dòng)器304 (圖3)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，而與門(mén)408的輸出對(duì)驅(qū)動(dòng)器/傳感器414和 MOSFET驅(qū)動(dòng)器302 (圖3)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。向與門(mén)408饋送驅(qū)動(dòng)器/傳感器的輸出C，而向與門(mén) 406饋送驅(qū)動(dòng)器/傳感器414的輸出C。在實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器/傳感器412 JFET的節(jié)點(diǎn)C直至JFET柵極已變低才變低。類(lèi)似地，驅(qū)動(dòng)器傳感器414的節(jié)點(diǎn)C直至MOSFET柵極已變低才變高。實(shí)際上，如果驅(qū)動(dòng)器/傳感器感測(cè)到在輸入B的關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)已變低，則節(jié)點(diǎn)C變高。 通過(guò)從實(shí)際柵極驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供反饋，防止JFET在MOSFET關(guān)斷時(shí)導(dǎo)通。圖如圖示了圖4b中所示的驅(qū)動(dòng)器/傳感器塊412的實(shí)施例例子。驅(qū)動(dòng)器傳感器具有經(jīng)由反相器420耦合到輸入A的PMOS器件428。PMOS器件耦合于VDD與由背靠背反相器422和似4構(gòu)成的鎖存器的輸入430之間。柵極反饋也經(jīng)由NMOS器件421耦合到鎖存器。在一個(gè)實(shí)施例中，匪OS器件421為高電壓器件，盡管NMOS器件421也可以實(shí)施為低電壓器件。在一些實(shí)施例中，緩沖器434耦合于節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B之間。在操作期間，當(dāng)在 PMOS器件4 的柵極處的節(jié)點(diǎn)432為高時(shí)，鎖存器的輸入由與PMOS的驅(qū)動(dòng)信號(hào)或者JFET 驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的輸入B驅(qū)動(dòng)。在一些實(shí)施例中，如果節(jié)點(diǎn)B可以經(jīng)由NMOS器件421迫使輸入430至高狀態(tài)，則可以省略PMOS器件428。然而PMOS器件428的存在有助于獲得清除復(fù)位(clean reset)條件。在實(shí)施例中，反相器422由弱PMOS和/或NMOS器件構(gòu)成以便讓器件421和似8超控(override)反相器424的輸出。在一些實(shí)施例中，反相器422也由弱PMOS和/或NMOS器件構(gòu)成以最小化在切換期間的交叉導(dǎo)通。在這樣的實(shí)施例中，反相器422可以跟隨有另一緩沖級(jí)(未示出)。應(yīng)當(dāng)理解圖4b和如中所示的電路為例子實(shí)施例。在替代實(shí)施例中，除了圖4b中圖示的電路之外還可以使用其它電路和邏輯。圖5圖示了用于驅(qū)動(dòng)半橋電路501的另一實(shí)施例系統(tǒng)500。由JFET 506和PMOS
9器件508構(gòu)成的高側(cè)開(kāi)關(guān)由高側(cè)驅(qū)動(dòng)器502驅(qū)動(dòng)，而由JFET 510和512構(gòu)成的低側(cè)開(kāi)關(guān)由低側(cè)驅(qū)動(dòng)器504驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)器502和504的操作類(lèi)似于圖2中所示的驅(qū)動(dòng)器204以及圖Ia 中所示的驅(qū)動(dòng)器102和104的操作。然而每個(gè)驅(qū)動(dòng)器具有兩個(gè)電源端子Pl和P2并且每個(gè)開(kāi)關(guān)具有JFET和M0SFET。在實(shí)施例中，電源端子Pl用來(lái)向驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)主電源，而電源端子P2用來(lái)向驅(qū)動(dòng)器供應(yīng)已調(diào)控電源。在實(shí)施例中，用圖3a的塊308內(nèi)的電壓調(diào)控器從主電源生成已調(diào)控電源。在一個(gè)實(shí)施例中，電源端子P2在約-18V與約-19V之間操作，而電源端子Pl在約-24V與-26V之間操作。在替代實(shí)施例中，可以使用其它電壓范圍和/或附加電源端子。在實(shí)施例中，經(jīng)由Dl供應(yīng)高側(cè)驅(qū)動(dòng)器502的電源Pl。經(jīng)由內(nèi)部調(diào)控電路供應(yīng)電源P2，并且經(jīng)由電容器Cl將電源P2與節(jié)點(diǎn)520去耦合。類(lèi)似地，經(jīng)由C3和D3供應(yīng)低側(cè)驅(qū)動(dòng)器504的電源Pl。經(jīng)由內(nèi)部調(diào)控電路供應(yīng)電源P2，并且經(jīng)由電容器C2將電源P2與節(jié)點(diǎn) 522去耦合。在一些實(shí)施例中可以使用圖3c中所示的功率控制塊309。電阻器Rl和R2限制否則可能尤其在啟動(dòng)時(shí)損壞或者破壞二極管的電流峰值。二極管D5、D6、D7和D8在正常操作期間反偏，但是在電源節(jié)點(diǎn)Pl和P2具有比驅(qū)動(dòng)器接地節(jié)點(diǎn)更大的電壓時(shí)變成正偏以便保護(hù)驅(qū)動(dòng)器電路免于閉鎖、擊穿和過(guò)壓條件。當(dāng)自舉電壓可用時(shí)，二極管D5、D6、D7和D8 也在啟動(dòng)期間為電容器Cl、C2、C8和C9提供充電路徑。圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)器電路600。驅(qū)動(dòng)器電路600具有經(jīng)由無(wú)芯變壓器620耦合到高電壓段603的低電壓段601。在替代實(shí)施例中，低電壓段601可以經(jīng)由光耦合器耦合到高電壓段603。低電壓段601在經(jīng)由緩沖器622、輸入邏輯604和變壓器驅(qū)動(dòng)器606耦合到無(wú)芯變壓器620的管腳IN處接受驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)。在實(shí)施例中，低電壓段601 也在經(jīng)由緩沖器擬4耦合到輸入邏輯604的管腳EN處接受使能信號(hào)。欠壓鎖定(UVLO)電路602在電源VCCl低于最小操作電壓時(shí)將輸入邏輯塊604的輸出禁用。在一些實(shí)施例中， VCCl約為5V，然而在替代實(shí)施例中可以使用其它電源電壓。在實(shí)施例中，使能信號(hào)EN用來(lái)將驅(qū)動(dòng)器電路600的操作使能。在實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電路600實(shí)施為單個(gè)封裝(比如系統(tǒng)級(jí)封裝(SIP))內(nèi)的多個(gè)部件。在一個(gè)實(shí)施例中，在封裝內(nèi)，在第一集成電路(IC)上劃分低電壓段601，在第二 IC上劃分高電壓段603，并且在第一 IC或者第二 IC上劃分無(wú)芯變壓器 620。替代地，驅(qū)動(dòng)器電路600可以實(shí)施為集成電路(IC)或者實(shí)施于多個(gè)封裝內(nèi)。高電壓段603具有無(wú)芯變壓器接收器608、驅(qū)動(dòng)器邏輯614、JFET驅(qū)動(dòng)器616和 MOSFET驅(qū)動(dòng)器618。線(xiàn)性調(diào)控器612根據(jù)電源輸入VCC2和VEE2提供已調(diào)控電壓VRED。在實(shí)施例中，二極管擬8和電阻器623耦合到輸入CLJFG以防止驅(qū)動(dòng)的JFET的柵極達(dá)到明顯高于驅(qū)動(dòng)的MOSFET的漏極電勢(shì)的電壓。UVLO電路610向邏輯塊614提供電源狀態(tài)，使得邏輯塊614可以導(dǎo)出電源相關(guān)的操作模式。在實(shí)施例中，自舉使能信號(hào)BSEN用來(lái)將實(shí)施例操作模式使能。在另外實(shí)施例中可以省略信號(hào)BSEN。圖7a圖示了使用實(shí)施例驅(qū)動(dòng)器702、704、706和708的實(shí)施例全橋電源700。高側(cè)驅(qū)動(dòng)器702耦合到JFET 710禾口 MOSFET 718，高側(cè)驅(qū)動(dòng)器704耦合到JFET 712禾口 MOSFET 720，低側(cè)驅(qū)動(dòng)器706耦合到JFET 714和MOSFET 722，而低側(cè)驅(qū)動(dòng)器708耦合到JFET 716 和MOSFET 724。在實(shí)施例中，向電感器750代表的負(fù)載和與電感器750的端子耦合的負(fù)載供應(yīng)功率。變壓器7 對(duì)節(jié)點(diǎn)PM25V和PM25VH進(jìn)行充電以向驅(qū)動(dòng)器702、704、706和708上的端子VEE2提供負(fù)電源。在實(shí)施例中，節(jié)點(diǎn)PM25V和PM25VH分別關(guān)于主電源730和系統(tǒng)接地752充電成約-25V。替代地，節(jié)點(diǎn)PM25V和PM25VH可以充電成其它電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器706和708中的管腳VEE2在節(jié)點(diǎn)PM25V處接收功率時(shí)未執(zhí)行其中JFET和 MOSFET同時(shí)切換的第二操作模式。主電源730以約800V操作。然而在其它實(shí)施例中可以使用不同電壓。信號(hào)II、12、13和14控制電源驅(qū)動(dòng)器702、704、706和708的切換。圖7b圖示了實(shí)施例全橋電源701，其中低側(cè)驅(qū)動(dòng)器706和708中的電源管腳VEE2 使用實(shí)施例自舉方法而不是從變壓器726 (圖7a)的次級(jí)繞組來(lái)接收功率。這里，變壓器 770為節(jié)點(diǎn)PM25VH提供功率。這樣的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括通過(guò)使用較便宜的變壓器而獲得的成本節(jié)省。在替代實(shí)施例中，關(guān)于高側(cè)驅(qū)動(dòng)器702和704，如果驅(qū)動(dòng)器中的節(jié)點(diǎn)VCCl與GNDl 之間的電路可以例如在節(jié)點(diǎn)730與PM25VH之間耐受25V，并且如果操縱輸入11-14的控制器系統(tǒng)的正電源連接到Vin (節(jié)點(diǎn)730)，則可以使用PM25VH作為用于驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的高壓和低壓電路的電源。在這樣的實(shí)施例中，二極管耦合于電源之間。因此共同電源可以用于其間具有自舉二極管的控制器和高側(cè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。關(guān)于低側(cè)驅(qū)動(dòng)器706和708，如果控制器以系統(tǒng)接地而不是高側(cè)參考節(jié)點(diǎn)為參考，則可以應(yīng)用類(lèi)似的概念。在這樣的實(shí)施例中，二極管無(wú)需耦合于電源之間。因此共同電源可以用于控制器和低側(cè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。圖8圖示了實(shí)施例電源驅(qū)動(dòng)器的操作的波形圖。在階段802期間，高電壓系統(tǒng)電源 HV電源斜升并給VEE2、VREG和JFDrv上電。(注意這些節(jié)點(diǎn)在圖8中以VCC2為參考。)在階段802期間，將信號(hào)JFDrv驅(qū)動(dòng)成低而驅(qū)動(dòng)器信號(hào)MDrv保持為高，由此保持驅(qū)動(dòng)的MOSFET 關(guān)斷。在階段804期間，MDrv和JFDrv如這里關(guān)于本發(fā)明的其它實(shí)施例描述的那樣一起轉(zhuǎn)換。另外，在一些實(shí)施例中，輔助電源VCCl和/或耦合到節(jié)點(diǎn)VEE2的節(jié)點(diǎn)PM25VH (圖7b) 變?yōu)橥耆せ睢Ｒ坏￢REG達(dá)到它的完全已調(diào)控電壓并且穿過(guò)閾值VVKEe。n，驅(qū)動(dòng)器開(kāi)始在正常操作模式806中操作。這里，信號(hào)MDrv關(guān)于VCC2為低，而JFDrv繼續(xù)轉(zhuǎn)換。這對(duì)應(yīng)于其中MOSFET 保持接通而JFET繼續(xù)切換的操作模式。在操作模式806期間，I_BSEN變高，I_BSEN是表明正常操作模式806為活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器電路輸出管腳。在一些實(shí)施例中，I_BSEN實(shí)施為在用作輸入時(shí)感測(cè)電壓而在用作輸出時(shí)產(chǎn)生電流的雙向管腳。如果已調(diào)控電壓VREG穿過(guò)閾值VVKEe。ff，則重新進(jìn)入操作模式804并且信號(hào)MDrv和 JFDrv 一起轉(zhuǎn)換。在一些實(shí)施例中，VREG在VEE2下降時(shí)穿過(guò)閾值VVKEe。ff，由此在VREG引起功率損耗。這也可以例如由電源110 (圖la)的損耗引起。在一些實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置與閾值VVKEe。ff不同的閾值VVKEe。n來(lái)應(yīng)用滯后以便防止在操作模式之間的過(guò)多轉(zhuǎn)換。 在實(shí)施例中，高側(cè)驅(qū)動(dòng)器和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器可以實(shí)施于相同的集成電路上。替代地，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以實(shí)施于單獨(dú)的集成電路上。在一些實(shí)施例中，半橋電路也可以設(shè)置于與驅(qū)動(dòng)器中的一者或者兩者相同的集成電路上。在替代實(shí)施例中，實(shí)施例驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)也可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)其它類(lèi)型的電路，比如全橋開(kāi)關(guān)和馬達(dá)。根據(jù)實(shí)施例，一種用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的電路包括驅(qū)動(dòng)器電路。驅(qū)動(dòng)器電路包括第一輸出，配置成耦合到JFET的柵極；第二輸出，配置成耦合到MOSFET的柵極；第一電源節(jié)點(diǎn)； 以及偏置輸入，配置成耦合到共同節(jié)點(diǎn)。待驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)包括在共同節(jié)點(diǎn)處耦合到MOSFET的 JFET0在一些實(shí)施例中，電路設(shè)置于集成電路上。在一些實(shí)施例中，JFET包括高電壓JFET，
11而MOSFET包括低電壓MOSFET。在實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電路被配置成與耦合于第一電源節(jié)點(diǎn)與JFET的第一輸出之間的電容器和耦合于第一電源節(jié)點(diǎn)與JFET的第二輸出之間的第一網(wǎng)絡(luò)一起操作。在實(shí)施例中，第一網(wǎng)絡(luò)具有串聯(lián)耦合的二極管和第二電容器。在一些實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電路在電路的啟動(dòng)期間從該偏置輸入接收功率。在實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)器電路在參考電源電壓低于第一閾值電壓時(shí)保持MOSFET關(guān)斷， 驅(qū)動(dòng)器電路在參考電源電壓在第一閾值電壓與第二閾值電壓之間將MOSFET和JFET —起操作，并且驅(qū)動(dòng)器電路在參考電源電壓大于第二閾值電壓時(shí)保持MOSFET接通。在實(shí)施例中， 驅(qū)動(dòng)器電路通過(guò)在接通JFET之前接通MOSFET并且在關(guān)斷MOSFET之前關(guān)斷JFET來(lái)一起操作MOSFET和JFET。在另外實(shí)施例中，參考電源電壓與內(nèi)部電源的電壓成比例。替代地，參考電源電壓與偏置輸入的電壓成比例。在實(shí)施例中，該電路還包括參考電壓生成器，生成第一閾值電壓和第二閾值電壓；第一比較器，具有耦合到參考電源電壓的第一輸入和耦合到第一閾值電壓的第二輸入； 以及第二比較器，具有耦合到參考電源電壓的第一輸入和耦合到第二閾值電壓的第二輸入。根據(jù)另一實(shí)施例中，一種開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器包括第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出，配置成耦合到 JFET器件的柵極；第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出，配置成耦合到MOSFET器件的柵極；第一電源節(jié)點(diǎn)； 以及偏置輸入，配置成耦合到JFET器件的第一輸出節(jié)點(diǎn)和MOSFET器件的第一輸出節(jié)點(diǎn)。在實(shí)施例中，一種操作開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的方法包括在啟動(dòng)期間切換第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出，其中在啟動(dòng)期間切換第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出包括使用該偏置輸入作為電源節(jié)點(diǎn)來(lái)操作開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。在實(shí)施例中，操作開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的方法也包括在開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源節(jié)點(diǎn)正從初始啟動(dòng)條件斜升時(shí)將第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出和第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出一起切換；并且在開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源節(jié)點(diǎn)充電成完全操作狀態(tài)之后將第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成在接通和關(guān)斷第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出時(shí)保持MOSFET器件接通。在另外實(shí)施例中，該方法包括將第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成在開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的初始啟動(dòng)時(shí)保持MOSFET器件關(guān)斷。在一些實(shí)施例中，該方法還包括在參考電源電壓在第一閾值電壓與第二閾值電壓之間時(shí)將第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出和第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出一起切換。另外，該方法可以包括在參考電源電壓大于第二閾值電壓時(shí)將第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成在接通和關(guān)斷第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器時(shí)保持MOSFET器件接通。在一些實(shí)施例中，該方法包括在參考電源電壓低于第一閾值電壓時(shí)將第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成保持MOSFET器件關(guān)斷。在實(shí)施例中，將第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出和第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出一起切換包括在激活第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出以接通JFET器件之前激活第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出以接通MOSFET器件并且在去激活第二輸出以關(guān)斷MOSFET器件之前去激活第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出以關(guān)斷JFET器件。根據(jù)另外實(shí)施例，一種開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器包括第一輸出，配置成耦合到JFET的柵極；以及第二輸出，配置成耦合到與JFET串聯(lián)耦合的MOSFET的柵極。在實(shí)施例中，一種用于操作開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的方法包括當(dāng)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源節(jié)點(diǎn)正從初始啟動(dòng)條件斜升時(shí)將第一輸出和第二輸出一起切換；并且在開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源節(jié)點(diǎn)充電成完全操作狀態(tài)之后將第二輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成在接通和關(guān)斷第一輸出時(shí)保持MOSFET接通。該方法還包括在開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的初始啟動(dòng)時(shí)將第二輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成保持MOSFET關(guān)斷。在實(shí)施例中，該方法包括用第一輸出驅(qū)動(dòng)JFET而用第二輸出驅(qū)動(dòng)M0SFET。在實(shí)施例中，該方法還包括確定開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源節(jié)點(diǎn)是否正從初始啟動(dòng)條件斜升；確定開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源節(jié)點(diǎn)是否充電成完全操作狀態(tài)；并且確定開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器是否處于初始啟動(dòng)狀態(tài)。在實(shí)施例中，確定開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源節(jié)點(diǎn)是否正從初始啟動(dòng)條件斜升包括確定參考電源電壓是否在第一電壓范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，確定開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源節(jié)點(diǎn)是否充電成完全操作狀態(tài)包括確定參考電源電壓是否在第二電壓范圍內(nèi)，并且確定開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器是否處于初始啟動(dòng)狀態(tài)包括確定參考電源電壓是否在第三電源電壓范圍內(nèi)。在實(shí)施例中，該方法還包括在啟動(dòng)期間切換第一輸出，這包括使用偏置輸入作為電源來(lái)操作開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器，其中該偏置輸入被配置成耦合到在JFET與MOSFET之間的共同節(jié)點(diǎn)ο根據(jù)另外實(shí)施例，一種用于驅(qū)動(dòng)半橋的電路具有多個(gè)開(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)具有與 MOSFET串聯(lián)的JFET。在實(shí)施例中，一種用于操作用于驅(qū)動(dòng)半橋的電路的方法包括如果電路的電源節(jié)點(diǎn)具有少于第一閾值的電壓則在第一模式中操作電路。在實(shí)施例中，在第一模式中操作電路包括保持MOSFET關(guān)斷；并且用FET的漏極對(duì)電路的電源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電。在實(shí)施例中，該方法也包括如果電路的電源節(jié)點(diǎn)具有大于第一閾值且少于第二閾值的電壓則在第二模式中操作電路。在第二模式中操作電路包括切換MOSFET和JFET。該方法也包括如果電路的電源節(jié)點(diǎn)具有大于第二閾值的電壓則在第三模式中操作電路。在實(shí)施例中，在第三模式中操作電路包括保持MOSFET接通并且切換JFET。在實(shí)施例中，在第二模式中操作電路還包括在接通JFET之前接通MOSFET ；并且在關(guān)斷MOSFET之前關(guān)斷JFET。在一些實(shí)施例中，半橋在電源電路中操作。在另外實(shí)施例中，在第一模式中操作電路還包括向JFET的柵極施加參考電勢(shì)。本發(fā)明實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)包括有能力通過(guò)從半橋電路的輸出抽運(yùn)電荷來(lái)偏置低側(cè)驅(qū)動(dòng)器而未使用附加變壓器。雖然已詳細(xì)描述當(dāng)前實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)當(dāng)理解這里可以進(jìn)行各種改變、替換和變更而不脫離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍。例如可以用軟件、硬件或者固件或者其組合來(lái)實(shí)施上文討論的許多特征和功能。另外，本申請(qǐng)的范圍并不旨在限于在說(shuō)明書(shū)中描述的過(guò)程、機(jī)器、制造品以及物質(zhì)組成、裝置、方法和步驟的具體實(shí)施例。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將根據(jù)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容容易明白的那樣，可以根據(jù)本發(fā)明來(lái)利用執(zhí)行與這里描述的對(duì)應(yīng)實(shí)施例基本上相同功能或者實(shí)現(xiàn)基本上相同結(jié)果的目前存在或者以后待開(kāi)發(fā)的過(guò)程、機(jī)器、制造品、物質(zhì)組成、裝置、方法或者步驟。因而所附權(quán)利要求旨在將這樣的過(guò)程、機(jī)器、制造品、物質(zhì)組成、裝置、方法或者步驟包括在其范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的電路，所述開(kāi)關(guān)包括在共同節(jié)點(diǎn)處耦合到MOSFET的JFET，所述電路包括驅(qū)動(dòng)器電路，包括第一輸出，配置成耦合到所述JFET的柵極， 第二輸出，配置成耦合到所述MOSFET的柵極， 第一電源節(jié)點(diǎn)，以及偏置輸入，配置成耦合到所述共同節(jié)點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述電路設(shè)置于集成電路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述驅(qū)動(dòng)器電路被配置成與以下一起操作 電容器，耦合于所述第一電源節(jié)點(diǎn)與所述JFET的所述第一輸出之間；以及第一網(wǎng)絡(luò)，耦合于所述第一電源節(jié)點(diǎn)與所述JFET的第二輸出之間，所述第一網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)耦合的二極管和第二電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述驅(qū)動(dòng)器電路在所述電路的啟動(dòng)期間從所述偏置輸入接收功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述驅(qū)動(dòng)器電路在參考電源電壓低于第一閾值電壓時(shí)保持所述MOSFET關(guān)斷； 所述驅(qū)動(dòng)器電路在所述參考電源電壓在所述第一閾值電壓與第二閾值電壓之間時(shí)將所述MOSFET和所述JFET —起操作；并且所述驅(qū)動(dòng)器電路在所述參考電源電壓大于所述第二閾值電壓時(shí)保持所述MOSFET接ο
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其中所述參考電源電壓與內(nèi)部電源的電壓成比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，還包括參考電壓生成器，生成所述第一閾值電壓和所述第二閾值電壓； 第一比較器，具有耦合到所述參考電源電壓的第一輸入和耦合到所述第一閾值電壓的第二輸入；以及第二比較器，具有耦合到所述參考電源電壓的第一輸入和耦合到所述第二閾值電壓的第二輸入。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，其中所述參考電源電壓與所述偏置輸入的電壓成比例。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路，所述驅(qū)動(dòng)器電路通過(guò)在接通所述JFET之前接通所述 MOSFET并且在關(guān)斷所述MOSFET之前關(guān)斷所述JFET而將所述MOSFET和所述JFET —起操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述JFET包括高電壓JFET而所述MOSFET包括低電壓MOSFET。
11.一種操作開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的方法，所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器包括第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出，配置成耦合到JFET器件的柵極；第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出，配置成耦合到MOSFET器件的柵極；第一電源節(jié)點(diǎn)；以及偏置輸入，配置成耦合到所述JFET器件的第一輸出節(jié)點(diǎn)和所述MOSFET器件的第一輸出節(jié)點(diǎn)，所述方法包括在啟動(dòng)期間切換所述第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出，在啟動(dòng)期間切換所述第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出包括使用所述偏置輸入作為電源節(jié)點(diǎn)來(lái)操作所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括當(dāng)所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源節(jié)點(diǎn)正從初始啟動(dòng)條件斜升時(shí)將所述第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出和所述第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出一起切換；并且在所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的所述電源節(jié)點(diǎn)充電成完全操作狀態(tài)之后將所述第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成在接通和關(guān)斷所述第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出時(shí)保持所述 MOSFET器件接通。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的初始啟動(dòng)時(shí)將所述第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成保持所述MOSFET器件關(guān)斷。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括當(dāng)參考電源電壓在第一閾值電壓與第二閾值電壓之間時(shí)將所述第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出和所述第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出一起切換；并且在所述參考電源電壓大于所述第二閾值電壓時(shí)將所述第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成在接通和關(guān)斷所述第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出時(shí)保持所述MOSFET器件接通。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括當(dāng)所述參考電源電壓低于所述第一閾值電壓時(shí)將所述第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成保持所述MOSFET器件關(guān)斷。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中將所述第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出和所述第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出一起切換包括在激活所述第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出以接通所述JFET器件之前激活所述第二開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出以接通所述MOSFET器件；并且在去激活所述第二輸出以關(guān)斷所述MOSFET器件之前去激活所述第一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器輸出以關(guān)斷所述JFET器件。
17.一種操作開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的方法，所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器包括第一輸出，配置成耦合到JFET 的柵極；以及第二輸出，配置成耦合到與所述JFET串聯(lián)耦合的MOSFET的柵極，所述方法包括當(dāng)所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的電源節(jié)點(diǎn)正從初始啟動(dòng)條件斜升時(shí)將所述第一輸出和所述第二輸出一起切換；在所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的所述電源節(jié)點(diǎn)充電成完全操作狀態(tài)之后將所述第二輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，該狀態(tài)被配置成在接通和關(guān)斷所述第一輸出時(shí)保持所述MOSFET接通；并且在所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的初始啟動(dòng)時(shí)將所述第二輸出保持于如下?tīng)顟B(tài)，所述狀態(tài)被配置成保持所述MOSFET關(guān)斷。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括確定所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的所述電源節(jié)點(diǎn)是否正從初始啟動(dòng)條件斜升；確定所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的所述電源節(jié)點(diǎn)是否充電成完全操作狀態(tài)；并且確定所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器是否處于初始啟動(dòng)狀態(tài)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中確定所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的所述電源節(jié)點(diǎn)是否正從初始啟動(dòng)條件斜升包括確定參考電源電壓是否在第一電壓范圍內(nèi)；確定所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器的所述電源節(jié)點(diǎn)是否充電成完全操作狀態(tài)包括確定所述參考電源電壓是否在第二電壓范圍內(nèi)；并且確定所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器是否處于初始啟動(dòng)狀態(tài)包括確定所述參考電源電壓是否在第三電源電壓范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括用所述第一輸出驅(qū)動(dòng)所述JFET而用所述第二輸出驅(qū)動(dòng)所述MOSFET。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包括在啟動(dòng)期間切換所述第一輸出，在啟動(dòng)期間切換所述第一輸出包括使用偏置輸入作為電源來(lái)操作所述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器，所述偏置輸入被配置成耦合到在所述JFET與所述MOSFET之間的共同節(jié)點(diǎn)。
22.—種操作用于驅(qū)動(dòng)半橋的電路的方法，所述電路包括多個(gè)開(kāi)關(guān)，所述多個(gè)開(kāi)關(guān)具有與MOSFET串聯(lián)的JFET，所述方法包括如果所述電路的電源節(jié)點(diǎn)具有少于第一閾值的電壓，則在第一模式中操作所述電路， 在所述第一模式中操作所述電路包括 保持所述MOSFET關(guān)斷；用所述JFET的漏極對(duì)所述電路的所述電源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行充電； 如果所述電路的所述電源節(jié)點(diǎn)具有大于所述第一閾值且少于第二閾值的電壓，則在第二模式中操作所述電路，在所述第二模式中操作所述電路包括 切換所述MOSFET和所述JFET ；并且如果所述電路的所述電源節(jié)點(diǎn)具有大于所述第二閾值的電壓，則在第三模式中操作所述電路，在所述第三模式中操作所述電路包括保持所述MOSFET接通并且切換所述JFET。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中在所述第二模式中操作所述電路還包括在接通所述JFET之前接通所述MOSFET ；并且在關(guān)斷所述MOSFET之前關(guān)斷所述JFET。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述半橋在電源電路中操作。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中在第一模式中操作所述電路還包括向所述JFET 的柵極施加參考電勢(shì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的系統(tǒng)和方法。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的電路包括驅(qū)動(dòng)器電路。驅(qū)動(dòng)器電路包括第一輸出，配置成耦合到JFET的柵極；第二輸出，配置成耦合到MOSFET的柵極；第一電源節(jié)點(diǎn)；以及偏置輸入，配置成耦合到共同節(jié)點(diǎn)。待驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)包括在共同節(jié)點(diǎn)處耦合到MOSFET的JFET。
文檔編號(hào)H02M3/335GK102480217SQ20111038967
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者德拉克塞爾邁爾 D., 諾林格 K. 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司