電壓調(diào)整器及其諧振柵驅(qū)動(dòng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電壓調(diào)整器及其諧振柵驅(qū)動(dòng)器，其中，諧振柵驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)第一功率晶體管和第二功率晶體管，包括第一控制通路、第二控制通路以及電感，其中：所述第一控制通路的第一端與所述第二控制通路的第一端連接；所述第一控制通路的第二端經(jīng)由所述電感與所述第二控制通路的第二端連接；所述第一控制通路的第三端與所述第一功率晶體管連接，所述第二控制通路的第三端與所述第二功率晶體管連接。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，能夠縮減驅(qū)動(dòng)周期，提高響應(yīng)速度。
【專利說(shuō)明】電壓調(diào)整器及其諧振柵驅(qū)動(dòng)器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種電壓調(diào)整器及其諧振柵驅(qū)動(dòng)器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整(Dynamicvoltage and frequency scaling, DVFS)是一種有效的降低功耗的技術(shù)。并且，隨著芯片設(shè)計(jì)面積密度的上升，響應(yīng)速度、片上集成性以及能源效率成為相應(yīng)的電壓調(diào)整器的三個(gè)重要特性。
[0003]在電壓調(diào)整器的基本構(gòu)造中，尤其是在片上高開關(guān)頻率的系統(tǒng)中，大部分損耗來(lái)自于功率晶體管的寄生電容的損耗以及本體二極管的傳導(dǎo)損耗。目前，已提出有效減小以上兩種損耗的諧振柵驅(qū)動(dòng)器(Resonant gate driver)的結(jié)構(gòu)，即主要利用兩個(gè)PMOS晶體管及其附屬的二極管、兩個(gè)NM0S晶體管及其附屬的二極管和一個(gè)電感，來(lái)對(duì)兩個(gè)功率晶體管進(jìn)行開和關(guān)的控制。具體地，對(duì)功率晶體管的打開操作可以包括:對(duì)功率晶體管的寄生電容充電過(guò)程和電感放電過(guò)程。對(duì)功率晶體管的關(guān)閉操作可以包括:對(duì)功率晶體管的寄生電容放電過(guò)程和電感放電過(guò)程。
[0004]然而，如上所述，響應(yīng)速度以及片上集成性也是電壓調(diào)整器的重要特性。并且，一般來(lái)說(shuō)，片上集成性越高，將要求響應(yīng)速度越快。因此，還需要提高電壓調(diào)整器的驅(qū)動(dòng)器的響應(yīng)速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供了一種諧振柵驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)第一功率晶體管和第二功率晶體管，包括第一控制通路、第二控制通路以及電感，其中:所述第一控制通路的第一端與所述第二控制通路的第一端連接；所述第一控制通路的第二端經(jīng)由所述電感與所述第二控制通路的第二端連接；所述第一控制通路的第三端與所述第一功率晶體管連接，所述第二控制通路的第三端與所述第二功率晶體管連接。
[0006]對(duì)于上述諧振柵驅(qū)動(dòng)器，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一控制通路包括第一開關(guān)、第三開關(guān)以及第五開關(guān)，所述第二控制通路包括第二開關(guān)、第四開關(guān)以及第六開關(guān)，其中:所述第一開關(guān)的第一觸點(diǎn)與所述第二開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接，所述第一開關(guān)的第二觸點(diǎn)與所述第五開關(guān)的第二觸點(diǎn)以及所述第三開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第二開關(guān)的第二觸點(diǎn)與所述第六開關(guān)的第二觸點(diǎn)以及所述第四開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第三開關(guān)的第二觸點(diǎn)與所述第一功率晶體管連接；所述第四開關(guān)的第二觸點(diǎn)與所述第二功率晶體管連接；所述第五開關(guān)的第一觸點(diǎn)以及所述第六開關(guān)的第一觸點(diǎn)接地；所述電感的一端與所述第一開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接，所述電感的另一端與所述第二開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接。
[0007]對(duì)于上述諧振柵驅(qū)動(dòng)器，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括電源，所述電源與所述第一開關(guān)的第一觸點(diǎn)以及所述第二開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接。
[0008]對(duì)于上述諧振柵驅(qū)動(dòng)器，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)、所述第五開關(guān)以及所述第六開關(guān)均為半導(dǎo)體元件。[0009]對(duì)于上述諧振柵驅(qū)動(dòng)器，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述半導(dǎo)體元件為場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)、所述第五開關(guān)以及所述第六開關(guān)的第一觸點(diǎn)均為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極，所述所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)、所述第五開關(guān)以及所述第六開關(guān)的第二觸點(diǎn)均為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，所述所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)、所述第五開關(guān)以及所述第六開關(guān)的控制端均為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極。
[0010]對(duì)于上述諧振柵驅(qū)動(dòng)器，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)為PM0S晶體管，所述第五開關(guān)、所述第六開關(guān)為NM0S晶體管。
[0011]對(duì)于上述諧振柵驅(qū)動(dòng)器，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括第一本體二極管、第二本體二極管、第三本體二極管、第四本體二極管、第五本體二極管以及第六本體二極管，其中:所述第一本體二極管的正極與所述第一開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接，所述第一本體二極管的負(fù)極與所述第一開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第二本體二極管的正極與所述第二開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接，所述第二本體二極管的負(fù)極與所述第二開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第三本體二極管的正極與所述第三開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接，所述第三本體二極管的負(fù)極與所述第三開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第四本體二極管的正極與所述第四開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接，所述第四本體二極管的負(fù)極與所述第四開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第五本體二極管的正極與所述第五開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接，所述第五本體二極管的負(fù)極與所述第五開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接；所述第六本體二極管的正極與所述第六開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接，所述第六本體二極管的負(fù)極與所述第六開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接。
[0012]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種電壓調(diào)整器，包括:第一功率晶體管，所述第一功率晶體管的第一觸點(diǎn)與電源的一端連接；第二功率晶體管，所述第二功率晶體管的第一觸點(diǎn)與所述電源的另一端連接，所述第二功率晶體管的第二觸點(diǎn)與所述第一功率晶體管的第二觸點(diǎn)連接；以及采用本發(fā)明實(shí)施例中任意一種結(jié)構(gòu)的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，與所述第一功率晶體管的控制端以及所述第二功率晶體管的控制端連接，用于驅(qū)動(dòng)所述第一功率晶體管和所述第二功率晶體管。
[0013]對(duì)于上述電壓調(diào)整器，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括:反饋電感、反饋電容、控制電路、以及調(diào)制電路，其中:所述反饋電感的一端與所述第一功率晶體管的第二觸點(diǎn)連接，所述反饋電感的另一端與所述反饋電容的一端連接，所述反饋電容的另一端與所述第一功率晶體管的第一觸點(diǎn)連接；所述控制電路連接在所述反饋電感的兩端，能夠根據(jù)所述反饋電感兩端的電壓產(chǎn)生控制信號(hào)；所述調(diào)制電路與所述控制電路連接，能夠根據(jù)所述控制信號(hào)產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)；所述諧振柵驅(qū)動(dòng)器與所述調(diào)制電路連接，能夠根據(jù)所述調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述第一功率晶體管與所述第二功率晶體管。
[0014]對(duì)于上述電壓調(diào)整器，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一功率晶體管為NM0S晶體管，所述第二功率晶體管為PM0S晶體管。
[0015]對(duì)于上述電壓調(diào)整器，在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一功率晶體管的第一觸點(diǎn)為所述NM0S晶體管的源極，所述第一功率晶體管的第二觸點(diǎn)為所述NM0S晶體管的漏極，所述第一功率晶體管的控制端為所述NM0S晶體管的柵極，所述第二功率晶體管的第一觸點(diǎn)為所述PM0S晶體管的源極，所述第二功率晶體管的第二觸點(diǎn)為所述PM0S晶體管的漏極，所述第二功率晶體管的控制端為所述PMOS晶體管的柵極。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器將現(xiàn)有技術(shù)中兩次電感的放電時(shí)間省去，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比，使得驅(qū)動(dòng)周期縮減了約25%，提高了響應(yīng)速度。
[0017]根據(jù)下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它特征及方面將變得清楚。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】 [0018]包含在說(shuō)明書中并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分的附圖與說(shuō)明書一起示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例、特征和方面，并且用于解釋本發(fā)明的原理。
[0019]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電壓調(diào)整器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器的具體電路結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖4a至圖4c示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)一個(gè)功率晶體管打開與關(guān)閉的步驟示意圖；
[0023]圖5a至圖5c示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)另外一個(gè)功率晶體管打開與關(guān)閉的步驟示意圖；
[0024]圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器與現(xiàn)有技術(shù)的諧振柵驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)周期的對(duì)比示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的各種示例性實(shí)施例、特征和方面。附圖中相同的附圖標(biāo)記表示功能相同或相似的元件。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0026]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說(shuō)明性”。這里作為“示例性”所說(shuō)明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。
[0027]另外，為了更好的說(shuō)明本發(fā)明，在下文的【具體實(shí)施方式】中給出了眾多的具體細(xì)節(jié)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，沒(méi)有某些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。在一些實(shí)例中，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法、手段、元件和電路未作詳細(xì)描述，以便于凸顯本發(fā)明的主旨。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)第一功率晶體管和第二功率晶體管，可以通過(guò)控制如圖1所示的電壓調(diào)整器中兩個(gè)功率晶體管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，對(duì)輸入電壓Vi進(jìn)行脈沖調(diào)制，從而使得輸出電壓Vo可調(diào)并能夠維持穩(wěn)定，其中，圖1所示的第一功率晶體管110具體可以為NM0S晶體管，第二功率晶體管120具體可以為PM0S晶體管。
[0029]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該諧振柵驅(qū)動(dòng)器主要包括第一控制通路210、第二控制通路220以及電感1^，其中:第一控制通路210的第一端與第二控制通路220的第一端連接；第一控制通路210的第二端經(jīng)由電感LK與第二控制通路220的第二端連接；第一控制通路210的第三端與第一功率晶體管110連接，第二控制通路220的第三端與第二功率晶體管120連接。
[0030]通過(guò)圖1所述的控制電路150與調(diào)制電路140，可以控制本發(fā)明的諧振柵驅(qū)動(dòng)器的第一控制通路210與第二控制通路220通過(guò)的電流強(qiáng)度，從而能夠控制第一功率晶體管110與第二功率晶體管120的開通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖1所示的輸入電壓Vi的脈沖調(diào)制。
[0031]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，本發(fā)明一實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器的具體電路結(jié)構(gòu)圖可以如圖3所示，第一控制通路210包括第一開關(guān)S1、第三開關(guān)S3以及第五開關(guān)S5，第二控制通路220包括第二開關(guān)S2、第四開關(guān)S4以及第六開關(guān)S6。其中:第一開關(guān)Si的第一觸點(diǎn)與第二開關(guān)S2的第一觸點(diǎn)連接，第一開關(guān)Si的第二觸點(diǎn)與第五開關(guān)S5的第二觸點(diǎn)以及第三開關(guān)S3的第一觸點(diǎn)連接；第二開關(guān)S2的第二觸點(diǎn)與第六開關(guān)S6的第二觸點(diǎn)以及第四開關(guān)s4的第一觸點(diǎn)連接；第三開關(guān)s3的第二觸點(diǎn)與第一功率晶體管110連接；第四開關(guān)s4的第二觸點(diǎn)與第二功率晶體管120連接；第五開關(guān)S5的第一觸點(diǎn)以及第六開關(guān)S6的第一觸點(diǎn)接地；電感LK的一端與第一開關(guān)Si的第二觸點(diǎn)連接，電感LK的另一端與第二開關(guān)S2的第二觸點(diǎn)連接。
[0032]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器還可以包括電源U,電源U與第一開關(guān)Si的第一觸點(diǎn)以及第二開關(guān)s2的第一觸點(diǎn)連接。[0033]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，第一開關(guān)&、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)s5以及第六開關(guān)s6均為半導(dǎo)體元件。在一種可能的具體實(shí)現(xiàn)方式中，所述半導(dǎo)體元件為場(chǎng)效應(yīng)晶體管，第一開關(guān)S1、第二開關(guān)s2、第三開關(guān)s3、第四開關(guān)s4、第五開關(guān)s5以及第六開關(guān)s6的第一觸點(diǎn)均為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極，第一開關(guān)S1、第二開關(guān)s2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)s4、第五開關(guān)s5以及第六開關(guān)s6的第二觸點(diǎn)均為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，第一開關(guān)S1、第二開關(guān)s2、第三開關(guān)s3、第四開關(guān)s4、第五開關(guān)s5以及第六開關(guān)s6的控制端均為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極，與圖1所述的調(diào)制電路140連接，能夠通過(guò)調(diào)制電路140被控制電路150控制。
[0034]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4為PM0S晶體管，第五開關(guān)S5、第六開關(guān)S6為NM0S晶體管。
[0035]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器還可以包括第一本體二極管D1、第二本體二極管D2、第三本體二極管D3、第四本體二極管D4、第五本體二極管D5以及第六本體二極管D6，其中:第一本體二極管01的正極與第一開關(guān)Si的第二觸點(diǎn)連接，第一本體二極管Di的負(fù)極與第一開關(guān)Si的第一觸點(diǎn)連接；第二本體二極管D2的正極與第二開關(guān)S2的第二觸點(diǎn)連接，第二本體二極管D2的負(fù)極與第二開關(guān)S2的第一觸點(diǎn)連接；第三本體二極管D3的正極與第三開關(guān)S3的第二觸點(diǎn)連接，第三本體二極管D3的負(fù)極與第三開關(guān)S3的第一觸點(diǎn)連接；第四本體二極管D4的正極與第四開關(guān)S4的第二觸點(diǎn)連接，第四本體二極管d4的負(fù)極與第四開關(guān)S4的第一觸點(diǎn)連接；第五本體二極管05的正極與第五開關(guān)s5的第一觸點(diǎn)連接，第五本體二極管d5的負(fù)極與第五開關(guān)s5的第二觸點(diǎn)連接；第六本體二極管D6的正極與第六開關(guān)s6的第一觸點(diǎn)連接，第六本體二極管d6的負(fù)極與第六開關(guān)s6的第二觸點(diǎn)連接。本體二極管的存在可以減少電路中的逆向損耗、并能夠起到保護(hù)開關(guān)的目的。
[0036]圖4a至圖4c示出本發(fā)明實(shí)施例的振柵驅(qū)動(dòng)器打開與關(guān)閉第一功率晶體管110的簡(jiǎn)化步驟圖，具體地，圖4a為打開第一功率晶體管110即對(duì)其寄生電容仏進(jìn)行充電的過(guò)程，通過(guò)控制第二開關(guān)S2控制端的電壓，使得第二開關(guān)S2導(dǎo)通，從而能夠?qū)纳娙輖充電，一段時(shí)間之后，當(dāng)?shù)谝还β示w管110的柵極電壓超過(guò)閾值電壓時(shí)導(dǎo)通。接下來(lái)如圖4b所示，為電感LK放電過(guò)程，此過(guò)程將電感LK的能量還給供電源U，能夠?qū)崿F(xiàn)能量的節(jié)省。圖4c為關(guān)閉第一功率晶體管110的過(guò)程即其寄生電容Ci放電的過(guò)程，通過(guò)控制第六開關(guān)s6控制端的電壓，使得第六開關(guān)s6導(dǎo)通，從而能夠使得寄生電容Q通過(guò)電感LK進(jìn)行放電。打開與關(guān)閉第二功率晶體管120即對(duì)其寄生電容(:2充電和放電的過(guò)程，簡(jiǎn)化步驟圖如圖5a至5c所示，具體步驟可以參考上述第一功率晶體管110的打開與關(guān)閉步驟。
[0037]需要說(shuō)明的是，第一開關(guān)S1、第二開關(guān)S2、第三開關(guān)S3、第四開關(guān)S4、第五開關(guān)S5以及第六開關(guān)s6的導(dǎo)通和關(guān)斷可以通過(guò)調(diào)制電路140邏輯控制，當(dāng)上述開關(guān)的控制端電壓被控制為邏輯高電平時(shí)，該開關(guān)導(dǎo)通，當(dāng)上述開關(guān)的控制端電壓被控制為邏輯低電平時(shí)，該開關(guān)關(guān)斷。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要，在調(diào)制電路140中預(yù)先設(shè)定好上述各個(gè)開關(guān)的控制端需要被控制為高電平或低電平的時(shí)刻。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解，上述各個(gè)開關(guān)也可以是具有類似功能的開關(guān)管。
[0038]在對(duì)圖1所示的電壓調(diào)整器的一個(gè)驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)，本實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器需要執(zhí)行兩次對(duì)功率晶體管的打開操作和關(guān)閉操作，也就是:第一功率晶體管110打開，第一功率晶體管110關(guān)閉，第二功率晶體管120打開，第二功率晶體管120關(guān)閉。
[0039]根據(jù)上述分析，本實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器對(duì)單個(gè)功率晶體管的驅(qū)動(dòng)可以總結(jié)為以下三個(gè)步驟，在一個(gè)驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)，下述步驟被執(zhí)行兩次:
[0040]步驟01、寄生電容充電過(guò)程；
[0041]步驟02、電感放電，返還能量；
[0042]步驟03、寄生電容放電，電感儲(chǔ)能。
[0043]而如【背景技術(shù)】中描述的現(xiàn)有諧振柵驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)對(duì)單個(gè)功率晶體管驅(qū)動(dòng)可以總結(jié)為以下四個(gè)步驟，在一個(gè)驅(qū)動(dòng)周期內(nèi)，下述步驟被執(zhí)行兩次:
[0044]步驟11、寄生電容充電過(guò)程；
[0045]步驟12、電感放電,返還能量；
[0046]步驟13、寄生電容放電，電感儲(chǔ)能；
[0047]步驟14、電感放電，返還能量。
[0048]如果以50ns為諧振柵驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)周期的步進(jìn)單位，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的諧振柵驅(qū)動(dòng)器以及本發(fā)明實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器對(duì)功率晶體管驅(qū)動(dòng)的仿真實(shí)驗(yàn)，可以得到兩種結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)周期比較示意圖。如圖6所示，可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器將現(xiàn)有技術(shù)中兩次電感的放電時(shí)間省去，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠使得驅(qū)動(dòng)周期縮減了約25%，提高了響應(yīng)速度。另外，本發(fā)明實(shí)施例的諧振柵驅(qū)動(dòng)器相比現(xiàn)有技術(shù)減少了對(duì)功率晶體管驅(qū)動(dòng)的步驟，從而能夠降低負(fù)責(zé)控制諧振柵驅(qū)動(dòng)器開關(guān)的邏輯單元的復(fù)雜度。
[0049]需要說(shuō)明的是，盡管以運(yùn)用到電壓調(diào)整器的驅(qū)動(dòng)電路中作為示例介紹了本發(fā)明提出的諧振柵驅(qū)動(dòng)器如上，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能夠理解，本發(fā)明的應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)不限于此。本發(fā)明提出的新型諧振柵驅(qū)動(dòng)器還能運(yùn)用到其他類似電路中，例如對(duì)功率開關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路等。另外，盡管上述實(shí)施例以圖4a至4c以及圖5a至5c為例，具體介紹了本發(fā)明的諧振柵驅(qū)動(dòng)器的一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能夠理解，本發(fā)明的諧振柵驅(qū)動(dòng)器的具體電流流向應(yīng)不限于此，完全可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景靈活設(shè)定各個(gè)開關(guān)的控制端的邏輯電平值，所有采用權(quán)利要求所述的諧振柵驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)，都屬于本發(fā)明的范圍。
[0050]根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電壓調(diào)整器的結(jié)構(gòu)圖可以如圖1所示。電壓調(diào)整器可以包括:第一功率晶體管110、第二功率晶體管120、以及諧振柵驅(qū)動(dòng)器130。其中，第一功率晶體管110的第一觸點(diǎn)與電源E的一端連接；第二功率晶體管120的第一觸點(diǎn)與電源E的另一端連接，第二功率晶體管120的第二觸點(diǎn)與第一功率晶體管110的第二觸點(diǎn)連接；諧振柵驅(qū)動(dòng)器130采用根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例所述的電路結(jié)構(gòu)，與第一功率晶體管110的控制端以及第二功率晶體管120的控制端連接，能夠驅(qū)動(dòng)第一功率晶體管110和第二功率晶體管120的打開和關(guān)閉。
[0051]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述電壓調(diào)整器還包括:反饋電感L、反饋電容C、控制電路150、以及調(diào)制電路140，其中:反饋電感L的一端與第一功率晶體管110的第二觸點(diǎn)連接，反饋電感L的另一端與反饋電容C的一端連接，反饋電容C的另一端與第一功率晶體管110的第一觸點(diǎn)連接；控制電路150連接在反饋電感L的兩端，能夠根據(jù)反饋電感L兩端的電壓產(chǎn)生控制信號(hào)；調(diào)制電路140與控制電路150連接，能夠根據(jù)所述控制信號(hào)產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)；諧振柵驅(qū)動(dòng)器130與調(diào)制電路140連接，能夠根據(jù)所述調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一功率晶體管110與第二功率晶體管120。
[0052]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，第一功率晶體管110為NM0S晶體管，第二功率晶體管120為PM0S晶體管。
[0053]在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，第一功率晶體管110的第一觸點(diǎn)為所述NM0S晶體管的源極，第一功率晶體管110的第二觸點(diǎn)為所述NM0S晶體管的漏極，第一功率晶體管110的控制端為所述NM0S晶體管的柵極；第二功率晶體管120的第一觸點(diǎn)為所述PM0S晶體管的源極，第二功率晶體管120的第二觸點(diǎn)為所述PM0S晶體管的漏極，第二功率晶體管120的控制端為所述PM0S晶體管的柵極。
[0054]諧振柵驅(qū)動(dòng)器130對(duì)第一功率晶體管110和對(duì)第二功率晶體管120的控制具體可以參照上述實(shí)施例以及圖4a至圖4c以及圖5a至5c所述，通過(guò)控制第一功率晶體管110與第二功率晶體管120的開通和關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖1所示的輸入電壓Vi的脈沖調(diào)制。
[0055]另外，需要說(shuō)明的是，在采用圖3所示結(jié)構(gòu)的諧振柵驅(qū)動(dòng)器時(shí)，由于諧振柵驅(qū)動(dòng)器中第一開關(guān)S1、第二開關(guān)s2、第三開關(guān)s3、第四開關(guān)s4、第五開關(guān)s5以及第六開關(guān)s6的導(dǎo)通和關(guān)斷可以通過(guò)調(diào)制電路140邏輯控制，也就是說(shuō)當(dāng)上述開關(guān)的控制端電壓被控制為邏輯高電平時(shí)，該開關(guān)導(dǎo)通，當(dāng)上述開關(guān)的控制端電壓被控制為邏輯低電平時(shí)，該開關(guān)關(guān)斷。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要，在調(diào)制電路140中預(yù)先設(shè)定好上述各個(gè)開關(guān)的控制端需要被控制為高電平或低電平的時(shí)刻。
[0056]本實(shí)施例的電壓調(diào)整器采用了本發(fā)明上述實(shí)施例所述的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，能夠提高響應(yīng)速度，更有利于電壓調(diào)整器的片上集成。另外，本發(fā)明實(shí)施例的電壓調(diào)整器能夠降低負(fù)責(zé)控制諧振柵驅(qū)動(dòng)器的開關(guān)的邏輯單元、也就是調(diào)制電路的復(fù)雜度。
[0057]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種諧振柵驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)第一功率晶體管和第二功率晶體管，其特征在于，包括第一控制通路、第二控制通路以及電感，其中:所述第一控制通路的第一端與所述第二控制通路的第一端連接；所述第一控制通路的第二端經(jīng)由所述電感與所述第二控制通路的第二端連接；所述第一控制通路的第三端與所述第一功率晶體管連接，所述第二控制通路的第三端與所述第二功率晶體管連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述第一控制通路包括第一開關(guān)、第三開關(guān)以及第五開關(guān)，所述第二控制通路包括第二開關(guān)、第四開關(guān)以及第六開關(guān)，其中:所述第一開關(guān)的第一觸點(diǎn)與所述第二開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接，所述第一開關(guān)的第二觸點(diǎn)與所述第五開關(guān)的第二觸點(diǎn)以及所述第三開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第二開關(guān)的第二觸點(diǎn)與所述第六開關(guān)的第二觸點(diǎn)以及所述第四開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第三開關(guān)的第二觸點(diǎn)與所述第一功率晶體管連接；所述第四開關(guān)的第二觸點(diǎn)與所述第二功率晶體管連接；所述第五開關(guān)的第一觸點(diǎn)以及所述第六開關(guān)的第一觸點(diǎn)接地；所述電感的一端與所述第一開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接，所述電感的另一端與所述第二開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接?！?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括電源，所述電源與所述第一開關(guān)的第一觸點(diǎn)以及所述第二開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)、所述第五開關(guān)以及所述第六開關(guān)均為半導(dǎo)體元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述半導(dǎo)體元件為場(chǎng)效應(yīng)晶體管，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)、所述第五開關(guān)以及所述第六開關(guān)的第一觸點(diǎn)均為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)、所述第五開關(guān)以及所述第六開關(guān)的第二觸點(diǎn)均為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)、所述第五開關(guān)以及所述第六開關(guān)的控制端均為所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)、所述第三開關(guān)、所述第四開關(guān)為PMOS晶體管，所述第五開關(guān)、所述第六開關(guān)為NMOS晶體管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，還包括第一本體二極管、第二本體二極管、第三本體二極管、第四本體二極管、第五本體二極管以及第六本體二極管，其中:所述第一本體二極管的正極與所述第一開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接，所述第一本體二極管的負(fù)極與所述第一開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第二本體二極管的正極與所述第二開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接，所述第二本體二極管的負(fù)極與所述第二開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第三本體二極管的正極與所述第三開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接，所述第三本體二極管的負(fù)極與所述第三開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第四本體二極管的正極與所述第四開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接，所述第四本體二極管的負(fù)極與所述第四開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接；所述第五本體二極管的正極與所述第五開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接，所述第五本體二極管的負(fù)極與所述第五開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接；所述第六本體二極管的正極與所述第六開關(guān)的第一觸點(diǎn)連接，所述第六本體二極管的負(fù)極與所述第六開關(guān)的第二觸點(diǎn)連接。
8.一種電壓調(diào)整器，其特征在于，包括:第一功率晶體管，所述第一功率晶體管的第一觸點(diǎn)與電源的一端連接；第二功率晶體管，所述第二功率晶體管的第一觸點(diǎn)與所述電源的另一端連接，所述第二功率晶體管的第二觸點(diǎn)與所述第一功率晶體管的第二觸點(diǎn)連接；以及如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的諧振柵驅(qū)動(dòng)器，與所述第一功率晶體管的控制端以及所述第二功率晶體管的控制端連接，用于驅(qū)動(dòng)所述第一功率晶體管和所述第二功率晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓調(diào)整器，其特征在于，還包括:反饋電感、反饋電容、控制電路、以及調(diào)制電路，其中:所述反饋電感的一端與所述第一功率晶體管的第二觸點(diǎn)連接，所述反饋電感的另一端與所述反饋電容的一端連接，所述反饋電容的另一端與所述第一功率晶體管的第一觸點(diǎn)連接; 所述控制電路連接在所述反饋電感的兩端，能夠根據(jù)所述反饋電感兩端的電壓產(chǎn)生控制信號(hào)；所述調(diào)制電路與所述控制電路連接，能夠根據(jù)所述控制信號(hào)產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)；所述諧振柵驅(qū)動(dòng)器與所述調(diào)制電路連接，能夠根據(jù)所述調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述第一功率晶體管與所述第二功率晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的電壓調(diào)整器，其特征在于，所述第一功率晶體管為NMOS晶體管，所述第二功率晶體管為PMOS晶體管。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電壓調(diào)整器，其特征在于，所述第一功率晶體管的第一觸點(diǎn)為所述NMOS晶體管的源極，所述第一功率晶體管的第二觸點(diǎn)為所述NMOS晶體管的漏極，所述第一功率晶體管的25控制端為所述NMOS晶體管的柵極，所述第二功率晶體管的第一觸點(diǎn)為所述PMOS晶體管的源極，所述第二功率晶體管的第二觸點(diǎn)為所述PMOS晶體管的漏極，所述第二功率晶體管的控制端為所述PMOS晶體管的柵極。
【文檔編號(hào)】H02M1/08GK103715870SQ201310733241
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】唐樣洋, 張臣雄 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司