具有偏置電壓調(diào)節(jié)電路的電源轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及電源轉(zhuǎn)換器電路，并且更具體地涉及生成輔助偏置電源的電源轉(zhuǎn)換器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]可以在電子應(yīng)用中使用電源轉(zhuǎn)換器或者電源以將輸入電壓轉(zhuǎn)換為期望電源以對一個或者多個電子設(shè)備供電。一些電源可以分類為線性電源或者開關(guān)模式電源(SMPS)。
[0003]開關(guān)模式電源可以配置為比線性電源更高效地工作。開關(guān)模式電源可以包括開關(guān)，當(dāng)該開關(guān)接通和斷開時將能量存儲在電感器中以及將所存儲的能量釋放至開關(guān)式電源的輸出。開關(guān)可以由控制器控制，該控制器輸出開關(guān)信號以接通和斷開開關(guān)。
[0004]電源可以生成用于對電源本身的各種電路(諸如通過電源控制電壓輸出的電平的數(shù)字控制器)供電的輔助偏置電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)一些實施例的電源轉(zhuǎn)換電路包括配置為響應(yīng)于輸入電壓生成輸出電壓的升壓電路、配置為控制升壓電路的操作的升壓控制器以及配置為生成偏置電壓的偏置電壓生成電路。偏置生成電路配置為響應(yīng)于輸入電壓的電平調(diào)節(jié)偏置電壓的電平。
[0006]偏置電壓生成電路可以配置為檢測輸入電壓的電平并且響應(yīng)于檢測到輸入電壓低于閾值電壓電平，增大偏置電壓的電平。
[0007]升壓控制器可以配置為生成控制升壓電路中的開關(guān)的操作的脈沖寬度調(diào)制信號。偏置電壓生成電路可以配置為通過測量脈沖寬度調(diào)制信號的接通時間以檢測輸入電壓的電平。
[0008]在一些實施例中，偏置電壓生成電路可以包括比較器，配置為將輸入電壓的電平與閾值電壓電平進(jìn)行比較。
[0009]升壓電路可以包括配置為接收整流的輸入電壓的升壓電感器、耦合至升壓電感器的升壓二極管、耦合至升壓二極管的升壓電容器以及包括耦合至升壓電感器的第一開關(guān)和耦合至第一開關(guān)的第二開關(guān)的復(fù)合開關(guān)。升壓控制器可以配置為控制第二開關(guān)的狀態(tài)。偏置電壓生成電路可以包括耦合至偏置節(jié)點的偏置電容器、在第一開關(guān)與偏置節(jié)點之間耦合的偏置整流器以及第一開關(guān)的控制端子與偏置節(jié)點之間的開關(guān)。偏置生成電路可以配置為響應(yīng)于檢測輸入電壓低于閾值電壓電平，將第一開關(guān)的控制端子與偏置節(jié)點斷開。
[0010]電源轉(zhuǎn)換電路還可以包括控制偏置電路，耦合至第一開關(guān)的控制端子并且配置為當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)的控制端子與偏置節(jié)點斷開時，將第一開關(guān)的控制端子上的電壓維持在高于偏置節(jié)點處的電壓電平的電壓電平處。
[0011]偏置生成電路可以配置為當(dāng)輸入電壓的電平低于閾值電壓電平或者偏置節(jié)點處的電壓電平低于下偏置電壓閾值時，通過將第一開關(guān)的控制端子與偏置節(jié)點斷開將第一開關(guān)維持在接通狀態(tài)中。
[0012]偏置生成電路可以配置為響應(yīng)于檢測偏置節(jié)點處的電壓大于上偏置閾值電壓，將偏置節(jié)點處的電壓與上偏置電壓閾值進(jìn)行比較以及將第一開關(guān)的控制端子連接至偏置節(jié)點。
[0013]偏置生成電路還可以配置為響應(yīng)于升壓電感器中的電流超過電流閾值，將升壓電感器中的電流的電平與電流閾值進(jìn)行比較以及將第一開關(guān)的控制端子連接至偏置節(jié)點。
[0014]一些實施例提供操作電源轉(zhuǎn)換電路的方法。方法包括響應(yīng)于輸入電壓生成輸出電壓和生成偏置電壓用于對控制電路供電。響應(yīng)于輸入電壓的電平，調(diào)節(jié)偏置電壓的電平。
[0015]方法還可以包括檢測輸入電壓的電平并且響應(yīng)于檢測到輸入電壓低于閾值電壓電平，增大偏置電壓的電平。
[0016]方法還可以包括生成控制電源轉(zhuǎn)換電路中的開關(guān)的操作的脈沖寬度調(diào)制信號以及通過測量脈沖寬度調(diào)制信號的接通時間檢測輸入電壓的電平。
[0017]方法還可以包括將輸入電壓的電平與閾值電壓電平進(jìn)行比較。
[0018]開關(guān)可以包括復(fù)合開關(guān)，該復(fù)合開關(guān)包括耦合至升壓電感器的第一開關(guān)和耦合至第一開關(guān)的第二開關(guān)，以及方法還可以包括響應(yīng)于檢測輸入電壓低于閾值電壓電平，將第一開關(guān)的控制端子與輸出偏置電壓的偏置節(jié)點斷開。
[0019]方法還可以包括當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)的控制端子與偏置節(jié)點斷開時，將第一開關(guān)的控制端子上的電壓維持在高于偏置節(jié)點處的電壓電平的電壓電平處。
[0020]方法還可以包括當(dāng)輸入電壓的電平低于閾值電壓電平或者偏置節(jié)點處的電壓電平低于下偏置電壓閾值時，通過將第一開關(guān)的控制端子與偏置節(jié)點斷開將第一開關(guān)維持在接通狀態(tài)中。
[0021]方法還可以包括響應(yīng)于檢測偏置節(jié)點處的電壓大于上偏置閾值電壓，將偏置節(jié)點處的電壓與上偏置電壓閾值進(jìn)行比較以及將第一開關(guān)的控制端子連接至偏置節(jié)點。
[0022]方法還可以包括響應(yīng)于升壓電感器中的電流超過電流閾值，將升壓電感器中的電流的電平與電流閾值進(jìn)行比較以及將第一開關(guān)的控制端子連接至偏置節(jié)點。
[0023]根據(jù)進(jìn)一步實施例的電源轉(zhuǎn)換電路包括升壓電路，配置為響應(yīng)于整流的輸入電壓信號生成輸出電壓。升壓電路包括第一能量存儲元件、配置為控制升壓電路的操作的升壓控制器以及配置為生成偏置電壓用于操作升壓控制器的偏置電壓生成電路。偏置生成電路包括第二能量存儲元件，以及偏置生成電路配置為響應(yīng)于整流的輸入電壓信號的電平低于閾值電壓電平，將能量從第一能量存儲元件傳輸?shù)降诙芰看鎯υ?br>[0024]根據(jù)一些實施例的電源轉(zhuǎn)換電路包括升壓電路，配置為響應(yīng)于輸入電壓生成輸出電壓。升壓電路包括級聯(lián)開關(guān)，該級聯(lián)開關(guān)包括高壓開關(guān)和控制開關(guān)。高壓開關(guān)包括增強(qiáng)型MOSFET。電源轉(zhuǎn)換電路還包括配置為控制控制開關(guān)的操作的升壓控制器和耦合至高壓開關(guān)的柵極和源極的偏置電壓生成電路。偏置電壓生成電路配置為當(dāng)控制開關(guān)在接通狀態(tài)中時向高壓開關(guān)的柵極提供足以接通高壓開關(guān)的第一柵極電壓。柵極偏置電路耦合至高壓開關(guān)的柵極和升壓電路的輸出端子。柵極偏置電路配置為向高壓開關(guān)的柵極提供高于第一柵極電壓的第二柵極電壓。
[0025]當(dāng)控制開關(guān)在斷開狀態(tài)中時，第二柵極電壓可以足以接通高壓開關(guān)。
[0026]第一柵極電壓和第二柵極電壓中的每一個可以足以將控制開關(guān)置于飽和模式中。
[0027]在一些實施例中，偏置電壓生成電路可以包括具有耦合至偏置電壓供應(yīng)節(jié)點的第一端子和耦合至地的第二端子的偏置電容器以及在偏置電壓供應(yīng)節(jié)點與高壓開關(guān)的柵極之間耦合的偏置選擇開關(guān)。高壓開關(guān)的源極可以耦合至偏置電壓供應(yīng)節(jié)點，以及偏置電壓生成電路可以配置為響應(yīng)于偏置供應(yīng)節(jié)點處的電壓電平，通過偏置選擇開關(guān)將高壓開關(guān)的柵極選擇性地耦合至偏置供應(yīng)節(jié)點。
[0028]注意，盡管沒有相對于此進(jìn)行具體地描述，但是關(guān)于一個實施例描述的本發(fā)明概念的方面可以并入不同實施例中。即，所有實施例和/或任何實施例的特性可以以任何方式和/或組合進(jìn)行組合。在下面闡述的說明書中詳細(xì)地解釋本發(fā)明概念的方面和/或這些目的和其它目的。
【附圖說明】
[0029]所包括的附圖提供了對本公開的進(jìn)一步理解并且被并入本申請中并構(gòu)成本申請的一部分。在附圖中:
[0030]圖1是根據(jù)一些實施例的電源轉(zhuǎn)換器電路的框圖。
[0031]圖2是根據(jù)一些實施例的電源轉(zhuǎn)換器電路的電路圖。
[0032]圖3是圖示根據(jù)一些實施例電源轉(zhuǎn)換器電路內(nèi)的各種電壓和電流信號的時序的概念性時序圖。
[0033]圖4是根據(jù)進(jìn)一步的實施例的電源轉(zhuǎn)換器電路的電路圖。
[0034]圖5是根據(jù)進(jìn)一步的實施例的電源轉(zhuǎn)換器電路的電路圖。
[0035]圖6是根據(jù)一些實施例由電壓轉(zhuǎn)換器電路生成的偏置電壓電平Vcc的概念圖。
[0036]圖7是根據(jù)進(jìn)一步的實施例的電源轉(zhuǎn)換器電路的電路圖。
[0037]圖8是根據(jù)進(jìn)一步的實施例的電源轉(zhuǎn)換器電路的電路圖。
[0038]圖9和圖10是圖示根據(jù)一些實施例的操作的流程圖。
【具體實施方式】
[0039]現(xiàn)在將在下文中參考附圖更充分地描述本發(fā)明概念的實施例。然而，本發(fā)明的概念可以以許多不同形式體現(xiàn)并且不應(yīng)該被看作被限制為此處闡述的實施例。相反地，提供這些實施例，以使得本公開將是徹底的并且完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明概念的范圍。在整個附圖中，相同的數(shù)字指代相同的元件。
[0040]應(yīng)當(dāng)理解，盡管此處可以使用術(shù)語第一、第二等等描述各種元件，但是這些元件不應(yīng)該被這些術(shù)語所限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件與另一個元件進(jìn)行區(qū)別。例如，在不背離本發(fā)明概念的范圍的情況下，第一元件可以稱為第二元件，并且類似地，第二元件可以稱為第一元件。如此處使用的，術(shù)語"和/或"包括關(guān)聯(lián)列舉項目中的一個或者多個的任意組合和全部組合。