用于源極切換和電壓生成的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于源極切換和電壓生成的系統(tǒng)和方法
[0001]本申請是申請?zhí)枮?01210564309.4、申請日為2012年12月21日、題為“用于源極切換和電壓生成的系統(tǒng)和方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及集成電路。更具體地，本發(fā)明提供了用于源極切換(sourceswitching)和/或內(nèi)部電壓生成的系統(tǒng)和方法。僅僅作為示例，本發(fā)明已應(yīng)用于電源變換系統(tǒng)。但是將認(rèn)識到，本發(fā)明具有更廣泛的應(yīng)用范圍。
【背景技術(shù)】
[0003]傳統(tǒng)的開關(guān)模式電源經(jīng)常使用高壓功率MOSFET來實(shí)現(xiàn)門控切換。但是，用于這樣的開關(guān)模式電源的高壓啟動電路通常是利用昂貴的高壓半導(dǎo)體工藝制造的。另外，傳統(tǒng)的開關(guān)模式電源經(jīng)常經(jīng)歷慢的啟動和高的待機(jī)功耗。
[0004]因此，改善電源變換系統(tǒng)的切換方案變得非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及集成電路。更具體地，本發(fā)明提供了用于源極切換和/或內(nèi)部電壓生成的系統(tǒng)和方法。僅僅作為示例，本發(fā)明已應(yīng)用于電源變換系統(tǒng)。但是將認(rèn)識到，本發(fā)明具有更廣泛的應(yīng)用范圍。
[0006]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種用于調(diào)整電源變換系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器包括:第一控制器端子，該第一控制器端子與第一控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被耦合到第一晶體管的第一晶體管端子，第一晶體管還包括第二晶體管端子和第三晶體管端子，第二晶體管端子被耦合到電源變換系統(tǒng)的初級繞組；第二控制器端子，該第二控制器端子與第二控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被耦合到第三晶體管端子；以及第三控制器端子，該第三控制器端子與第三控制器電壓相關(guān)聯(lián)。第一控制器電壓等于第一電壓差與第三控制器電壓之和。第二控制器電壓等于第二電壓差與第三控制器電壓之和。系統(tǒng)控制器被配置為使第一電壓差保持恒定，并且改變第二電壓差，以導(dǎo)通或截止第一晶體管并影響流經(jīng)初級繞組的初級電流。
[0007]根據(jù)第二實(shí)施例，一種用于調(diào)整電源變換系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器包括:第一控制器端子，該第一控制器端子與第一控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被耦合到第一晶體管的第一晶體管端子，第一晶體管還包括第二晶體管端子和第三晶體管端子，第二晶體管端子被耦合到電源變換系統(tǒng)的初級繞組；第二控制器端子，該第二控制器端子與第二控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被耦合到第三晶體管端子和第一電容器的第一電容器端子；和第三控制器端子，該第三控制器端子與第三控制器電壓相關(guān)聯(lián)。該系統(tǒng)控制器包括:第二晶體管，該第二晶體管包括第四晶體管端子、第五晶體管端子和第六晶體管端子，第五晶體管端子被耦合到第二控制器端子；以及第一鉗位組件，該第一鉗位組件包括第一組件端子和第二組件端子，第一組件端子被耦合到第一控制器端子。
[0008]根據(jù)又一實(shí)施例，一種用于調(diào)整電源變換系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器包括:第一控制器端子，該第一控制器端子與第一控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被耦合到第一晶體管的第一晶體管端子，第一晶體管還包括第二晶體管端子和第三晶體管端子，第二晶體管端子被耦合到電源變換系統(tǒng)的初級繞組；第二控制器端子，該第二控制器端子與第二控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被耦合到第三晶體管端子，第二控制器端子還通過二極管被耦合到第一電容器的第一電容器端子；以及第三控制器端子，該第三控制器端子與第三控制器電壓相關(guān)聯(lián)。該系統(tǒng)控制器還包括:第二晶體管，該第二晶體管包括第四晶體管端子、第五晶體管端子和第六晶體管端子，第五晶體管端子被耦合到第二控制器端子；以及二極管，包括陽極端子和陰極端子，陰極端子被耦合到第一電容器端子，陽極端子被耦合到第二控制器端子。該系統(tǒng)控制器被配置為響應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)電流尖峰通過二極管對第一電容器充電。
[0009]根據(jù)又一實(shí)施例，一種用于調(diào)整電源變換系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器包括:第一控制器端子，該第一控制器端子與第一控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被耦合到第一晶體管的第一晶體管端子，第一晶體管還包括第二晶體管端子和第三晶體管端子，第二晶體管端子被耦合到電源變換系統(tǒng)的初級繞組；第二控制器端子，該第二控制器端子與第二控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被耦合到第三晶體管端子；以及第三控制器端子，該第三控制器端子與第三控制器電壓相關(guān)聯(lián)。該系統(tǒng)控制器還包括:第四控制器端子，該第四控制器端子與第四控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被親合到電容器的第一電容器端子，電容器還包括親合到第三控制器端子的第二電容器端子；第二晶體管，該第二晶體管包括第四晶體管端子、第五晶體管端子和第六晶體管端子，第五晶體管端子被耦合到第二控制器端子；以及開關(guān)，被配置為接收控制信號并且包括第一開關(guān)端子和第二開關(guān)端子，第一開關(guān)端子被耦合到第二控制器端子，第二開關(guān)端子被耦合到第一控制器端子。該系統(tǒng)控制器被配置為如果第二晶體管導(dǎo)通時(shí)并且如果第四控制器電壓小于第一閾值時(shí)，則閉合開關(guān)。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，一種用于調(diào)整電源變換系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器包括:第一控制器端子，該第一控制器端子與第一控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被耦合到第一晶體管的第一晶體管端子，第一晶體管還包括第二晶體管端子和第三晶體管端子，第三晶體管端子被耦合到電源變換系統(tǒng)的初級繞組；第二晶體管，該第二晶體管包括第四晶體管端子、第五晶體管端子和第六晶體管端子，第五晶體管端子被耦合到第一電阻器；以及第一鉗位組件，被耦合到第四晶體管端子。第一鉗位組件被配置為接收與第一控制器電壓相關(guān)聯(lián)的電流，至少基于與電流相關(guān)聯(lián)的信息生成參考電壓，并且將第四晶體管端子偏置為參考電壓以在第五晶體管端子處生成供電電壓。
[0011]在另一實(shí)施例中，一種用于調(diào)整電源變換系統(tǒng)的方法，該電源變換系統(tǒng)包括具有第一控制器端子、第二控制器端子和第三控制器端子的系統(tǒng)控制器，該方法包括:生成與第一控制器端子相關(guān)聯(lián)的第一控制器電壓，第一控制器端子被耦合到第一晶體管的第一晶體管端子，第一晶體管還包括第二晶體管端子和第三晶體管端子，第二晶體管端子被耦合到電源變換系統(tǒng)的初級繞組；生成與耦合到第三晶體管端子的第二控制器端子相關(guān)聯(lián)的第二控制器電壓；以及生成與第三控制器端子相關(guān)聯(lián)的第三控制器電壓。該方法還包括:處理與第一控制器電壓、第二控制器電壓和第三控制器電壓相關(guān)聯(lián)的信息，第一控制器電壓等于第一電壓差與第三控制器電壓之和，第二控制器電壓等于第二電壓差與第三控制器電壓之和；使第一電壓差保持恒定；以及改變第二電壓差，以導(dǎo)通或截止第一晶體管并影響流經(jīng)初級繞組的初級電流。
[0012]在又一實(shí)施例中，一種用于調(diào)整電源變換系統(tǒng)的方法，該電源變換系統(tǒng)包括具有控制器端子的系統(tǒng)控制器，該方法包括:生成與控制器端子相關(guān)聯(lián)的控制器電壓，控制器端子被耦合到第一晶體管的第一晶體管端子，第一晶體管還包括第二晶體管端子和第三晶體管端子，第三晶體管端子被耦合到電源變換系統(tǒng)的初級繞組；生成與控制器電壓相關(guān)聯(lián)的電流；至少基于與電流相關(guān)聯(lián)的信息將第二晶體管的第四晶體管端子偏置為參考電壓，第二晶體管還包括第五晶體管端子和第六晶體管端子，第六晶體管被耦合到電阻器；以及至少基于與參考電壓相關(guān)聯(lián)的信息在第五晶體管端子處生成供電電壓。
[0013]根據(jù)另一實(shí)施例，一種用于調(diào)整電源變換系統(tǒng)的系統(tǒng)控制器包括:控制器端子，該控制器端子與控制器電壓相關(guān)聯(lián)并被耦合到第一晶體管的第一晶體管端子，第一晶體管還包括第二晶體管端子和第三晶體管端子，第三晶體管端子被耦合到電源變換系統(tǒng)的初級繞組；第一電阻器，該第一電阻器被耦合到控制器端子；以及鉗位組件，該鉗位組件被耦合到第一電阻器。鉗位組件被配置為從第一電阻器接收與控制器電壓相關(guān)聯(lián)的電流，至少基于與電流相關(guān)聯(lián)的信息生成參考電壓，并且將參考電壓輸出到調(diào)壓器。
[0014]根據(jù)又一實(shí)施例，一種用于調(diào)整電源變換系統(tǒng)的方法，該電源變換系統(tǒng)包括具有控制器端子的系統(tǒng)控制器，該方法包括:生成與控制器端子相關(guān)聯(lián)的控制器電壓，控制器端子被耦合到第一晶體管的第一晶體管端子，第一晶體管還包括第二晶體管端子和第三晶體管端子，第三晶體管端子被耦合到電源變換系統(tǒng)的初級繞組；生成與控制器電壓相關(guān)聯(lián)的電流，電流流經(jīng)耦合到控制器端子的電阻器；至少基于與電流相關(guān)聯(lián)的信息生成參考電壓；以及將參考電壓輸出給調(diào)壓器。
[0015]相比于傳統(tǒng)技術(shù)，通過本發(fā)明獲得了許多益處。例如，本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了使用系統(tǒng)控制器中的內(nèi)部晶體管進(jìn)行源極切換的方案。在另一示例中，本發(fā)明的某些實(shí)施例提供了用于將欠壓鎖定(UVLO)閾值電壓減小為例如接近內(nèi)部供電電壓的系統(tǒng)和方法。在又一示例中，本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了用于在啟動處理期間