電平偏移電路的輸出級電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種電平偏移電路的輸出級電路。輸出級電路包括穩(wěn)定電路以及多級反相器電路。穩(wěn)定電路包括控制開關(guān)和空乏式晶體管?？辗κ骄w管耦接控制開關(guān)、以及電平偏移電路的輸出端上的第一節(jié)點。多級反相器電路包括第一反相器與第二反相器。第一反相器與第二反相器之間具有第二節(jié)點?？刂崎_關(guān)耦接第二節(jié)點。此輸出級電路具有電流提供能力，且能穩(wěn)定電平偏移電路的輸出。
【專利說明】電平偏移電路的輸出級電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是有關(guān)于一種穩(wěn)定輸出電平的技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種電平偏移電路的輸出級電路。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1為現(xiàn)有應用于切換式電源供應器的示意圖。圖2為圖1的切換式電源供應器的波形圖。請合并參閱圖1和圖2。
[0003]現(xiàn)有的切換式電源供應器100包括控制器10、電平偏移電路20以及多級反相器電路30。切換式電源供應器100需要電平偏移電路20以轉(zhuǎn)換電源來源，并用于推動上橋開關(guān)(high side switch)。當切換式電源供應器100在時間T0，系統(tǒng)使能信號SE由邏輯高電平轉(zhuǎn)換為邏輯低電平用來關(guān)閉電源，于是電平偏移電路20經(jīng)由多級反相器電路30的輸出端(節(jié)點UG)產(chǎn)生短時間脈沖以關(guān)閉上橋開關(guān)與下橋開關(guān)(low side switch).在時間TO之后的電源關(guān)閉期間，相位節(jié)點PHASE上的電壓在時間Tl產(chǎn)生相位振蕩(phase ringing)的情形。由于在時間Tl已經(jīng)關(guān)閉電源，相位振蕩原因可能是因電感電流IL使得相位振蕩過快，導致電平偏移電路20輸出端(節(jié)點preUG)的電壓跟不上相位振蕩的速度，因而導致多級反相器電路30的輸出端(節(jié)點UG)誤動作而再次開啟上橋開關(guān)。因此，在電源關(guān)閉期間的時間Tl，輸出電壓(未示出)將突然提高。最糟情況將使多級反相器電路30的后端的應用電路毀損。
[0004]另一方面，現(xiàn)有技術(shù)在時間TO之后的電源關(guān)閉期間，無法確認在多久時間后還會有相位振蕩的情形，因此除了時間Tl的其他時間點還是有可能發(fā)生上述誤動作情形。
實用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實用新型提出一種電平偏移電路的輸出級電路，藉以解決現(xiàn)有技術(shù)所述及的問題。
[0006]本實用新型提供一種電平偏移電路的輸出級電路，其包括穩(wěn)定電路以及多級反相器電路。穩(wěn)定電路包括控制開關(guān)和空乏式晶體管。空乏式晶體管耦接控制開關(guān)、以及電平偏移電路的輸出端上的第一節(jié)點。多級反相器電路包括第一反相器和第二反相器。第一反相器與第二反相器之間具有第二節(jié)點?？刂崎_關(guān)耦接第二節(jié)點。
[0007]在本實用新型的一實施例中，在第一節(jié)點上存在第一控制信號，在第二節(jié)點上存在一第二控制信號，第一控制信號的邏輯電平與第二控制信號的邏輯電平反相。
[0008]在本實用新型的一實施例中，在第二節(jié)點上存在第二控制信號，在第二反相器的輸出端上存在第三控制信號，第二控制信號的邏輯電平與第三控制信號的邏輯電平反相。
[0009]在本實用新型的一實施例中，控制開關(guān)為N型金氧半場效晶體管。
[0010]在本實用新型的一實施例中，多級反相器電路還包括第三反相器，第三反相器的輸入端耦接第二反相器的輸出端，且控制開關(guān)為P型金氧半場效晶體管。
[0011]在本實用新型的一實施例中，多級反相器電路的每一級反相器包括N型金氧半場效晶體管與P型金氧半場效晶體管。
[0012]本實用新型另提供一種電平偏移電路的輸出級電路，其包括多級反相器電路以及穩(wěn)定電路。多級反相器電路包括多個第一導通類型的開關(guān)元件以及第二導通類型的開關(guān)元件。多級反相器電路耦接外部的開關(guān)元件。穩(wěn)定電路耦接多級反相器電路與電平偏移電路的輸出端。穩(wěn)定電路包括空乏式開關(guān)元件。
[0013]在本實用新型的一實施例中，空乏型開關(guān)元件為空乏式N型晶體管。
[0014]在本實用新型的一實施例中，多級反相器電路的每一級反相器包括N型金氧半場效晶體管與P型金氧半場效晶體管。
[0015]基于上述，在本實用新型中當在關(guān)機的系統(tǒng)電路應用了此輸出級電路時，因輸出級電路具有電流提供能力，能夠穩(wěn)定電平偏移電路的輸出。另一方面，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的輸出級電路提供了一種具有電流提供能力且為較簡單的保護電路設計。
[0016]為讓本實用新型的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面的附圖是本實用新型的說明書的一部分，其示出了本實用新型的示例實施例，附圖是與說明書的描述一起用來說明本實用新型的原理。
[0018]圖1為現(xiàn)有應用于切換式電源供應器的示意圖；
[0019]圖2為圖1的切換式電源供應器的波形圖；
[0020]圖3是本實用新型一實施例的系統(tǒng)電路的電路圖；
[0021]圖4是本實用新型另一實施例的系統(tǒng)電路的電路圖；
[0022]圖5為本實用新型實施例的系統(tǒng)電路的波形圖。
[0023]附圖標記說明:
[0024]10:控制器；
[0025]20:電平偏移電路；
[0026]30:多級反相器電路；
[0027]100:切換式電源供應器；
[0028]300:系統(tǒng)電路；
[0029]310:控制器；
[0030]320:電平偏移電路；
[0031]330:穩(wěn)定電路；
[0032]340:多級反相器電路；
[0033]342:第一反相器；
[0034]344:第二反相器；
[0035]350:輸出級電路；
[0036]400:系統(tǒng)電路；
[0037]410:控制器；
[0038]420:電平偏移電路；
[0039]430:穩(wěn)定電路；[0040]440:多級反相器電路；
[0041]442:第一反相器；
[0042]444:第二反相器；
[0043]446:第三反相器；
[0044]450:輸出級電路；
[0045]G1、G2:工作電壓；
[0046]IL:電感電流；
[0047]麗1、麗2、麗3:N型金氧半場效晶體管；
[0048]MN4:空乏式晶體管；
[0049]麗5:控制開關(guān)；
[0050]MP1、MP2、MP3:P型金氧半場效晶體管；
[0051]MP4:控制開關(guān)；
[0052]PHASE:相位節(jié)點；
[0053]preUG> preUGB:節(jié)點；
[0054]SE:系統(tǒng)使能信號；
[0055]T0、Tl:時間;
[0056]UG:節(jié)點；
[0057]VP1、VP2:工作電壓。
【具體實施方式】
[0058]現(xiàn)在將詳細參考本實用新型的實施例，并在附圖中說明所述的實施例的實例。另夕卜，在附圖及實施方式中所使用的相同或類似標號的元件/構(gòu)件是用來代表相同或類似部分。
[0059]在下述諸實施例中，當元件被指為「連接」或「耦接」至另一元件時，其可為直接連接或耦接至另一元件，或可能存在介于其間的元件。術(shù)語「電路」可表示為至少一元件或多個元件，或者主動地且/或被動地而耦接在一起的元件以提供合適功能。術(shù)語「信號」可表示為至少一電流、電壓、負載、溫度、數(shù)據(jù)或其他信號。此外，應理解，貫穿本說明書以及附圖所指代的信號，其物理特性可以為電壓或是電流。
[0060]圖3是本實用新型一實施例的系統(tǒng)電路的電路圖。請參閱圖3。系統(tǒng)電路300包括控制器310、電平偏移電路320以及輸出級電路350。
[0061]輸出級電路350耦接電平偏移電路320的輸出端。輸出級電路350包括穩(wěn)定電路330以及多級反相器電路340。在此實施例中，多級反相器電路340具有二級反相器，包括第一反相器342和第二反相器344。多級反相器電路340包括多個P型金氧半場效晶體管(第一導通類型的開關(guān)元件)MP1、MP2以及多個N型金氧半場效晶體管(第二導通類型的開關(guān)元件)MN1、MN2。多級反相器電路340耦接輸出級電路350外部的開關(guān)元件的控制端(未示出)于節(jié)點UG。穩(wěn)定電路330耦接多級反相器電路340與電平偏移電路320的輸出端(節(jié)點 preUG)。
[0062]穩(wěn)定電路330包括控制開關(guān)MN5和空乏式晶體管(空乏式開關(guān)元件)MN4?？刂崎_關(guān)MN5可以為金氧半場效晶體管?？刂崎_關(guān)MN5的柵極耦接多級反相器電路340中的第一反相器342的輸出端(節(jié)點preUGB)?？辗κ骄w管MN4與控制開關(guān)麗5以串接方式連接?？辗κ骄w管MN4的柵極連接其源極。
[0063]空乏式晶體管MN4的漏極耦接電平偏移電路320的輸出端與第一反相器342的輸入端于節(jié)點preUG。空乏式晶體管MN4的源極耦接控制開關(guān)MN5的漏極。多級反相器電路340中的多個N型金氧半場效晶體管MNl、MN2的每一個源極耦接控制開關(guān)MN5的源極。
[0064]在一實施例中，控制器310可被施加工作電壓VPl和工作電壓Gl，例如工作電壓VPUGl分別為5V、0V。電平偏移電路320可被施加工作電壓VP2和工作電壓G1，例如工作電壓VP2、Gl分別為12V、0V。輸出級電路350可被施加工作電壓VP2和工作電壓G2，例如工作電壓VP2、G2分別為12V、7V。請注意，本實用新型的工作電壓的數(shù)值不以上述公開內(nèi)容為限。
[0065]值得一提的是，控制開關(guān)麗5可以為N型金氧半場效晶體管，空乏式晶體管MN4可以為空乏式N型金氧半場效晶體管。
[0066]多級反相器電路340為二級反相器。當?shù)谝环聪嗥?42的輸入端接收來自電平偏移電路320的輸出端的邏輯低電平(在節(jié)點preUG上的第一控制信號為邏輯低電平)時，第一反相器342輸出邏輯高電平(在節(jié)點preUGB上的第二控制信號為邏輯高電平)至第二反相器344的輸入端，第二反相器344輸出邏輯低電平(在節(jié)點UG上的第三控制信號為邏輯低電平)至節(jié)點UG (開關(guān)元件的控制端)以關(guān)閉外部的開關(guān)元件。第一控制信號的邏輯電平與第二控制信號的邏輯電平反相，第二控制信號的邏輯電平與第三控制信號的邏輯電平反相。另一方面，第一反相器342的輸出端將輸出邏輯高電平至控制開關(guān)MN5的柵極，也即穩(wěn)定電路330將導通控制開關(guān)麗5和空乏式晶體管MN4的串接路徑。因此，穩(wěn)定電路330將電平偏移電路320的輸出端鎖住在邏輯低電平。因此，穩(wěn)定電路330具有電流提供能力，且能穩(wěn)定電平偏移電路320的輸出。
[0067]圖4是本實用新型另一實施例的系統(tǒng)電路的電路圖。請參閱圖4。系統(tǒng)電路400包括控制器410、電平偏移電路420以及輸出級電路450。
[0068]輸出級電路450包括穩(wěn)定電路430以及多級反相器電路440。多級反相器電路440具有三級反相器，包括第一反相器442、第二反相器444和第三反相器446。多級反相器電路440包括多個P型金氧半場效晶體管MPl、MP2、MP3以及多個N型金氧半場效晶體管麗1、麗2、麗3。多級反相器電路440耦接輸出級電路450外部的開關(guān)元件的控制端(未示出)于節(jié)點UG0穩(wěn)定電路430耦接多級反相器電路440與電平偏移電路320的輸出端(節(jié)點 preUGB)。
[0069]穩(wěn)定電路430包括控制開關(guān)MP4以及空乏式晶體管MN4?？刂崎_關(guān)MP4可以為金氧半場效晶體管。控制開關(guān)MP4的柵極耦接多級反相器電路440中的第一反相器442的輸出端(節(jié)點preUG)。空乏式晶體管MN4與控制開關(guān)MP4以串接方式連接。空乏式晶體管MN4的柵極連接其源極。
[0070]空乏式晶體管MN4的源極耦接電平偏移電路420的輸出端與第一反相器442的輸入端于節(jié)點preUGB?？辗κ骄w管MN4的漏極耦接控制開關(guān)MP4的漏極。多級反相器電路440中的多個P型金氧半場效晶體管MP1、MP2、MP3的每一個源極耦接控制開關(guān)MP4的源極。
[0071]在一實施例中，控制器410可被施加工作電壓VPl和工作電壓Gl，例如工作電壓VPUGl分別為5V、0V。電平偏移電路420可被施加工作電壓VP2和工作電壓G1，例如工作電壓VP2、Gl分別為12V、0V。輸出級電路350可被施加工作電壓VP2和工作電壓G2，例如工作電壓VP2、G2分別為12V、7V。請注意，本實用新型的工作電壓的數(shù)值不以上述公開內(nèi)容為限。
[0072]值得一提的是，控制開關(guān)MP4可以為P型金氧半場效晶體管，空乏式晶體管MN4可以為空乏式N型金氧半場效晶體管。
[0073]多級反相器電路440為三級反相器。當?shù)谝环聪嗥?42的輸入端接收來自電平偏移電路420的輸出端的邏輯高電平時，第三反相器446輸出邏輯低電平至節(jié)點UG (節(jié)點UG用于耦接外部的開關(guān)元件的控制端)，以關(guān)閉輸出級電路450外部的開關(guān)元件(未示出)。另一方面，第一反相器442的輸出端(節(jié)點preUG)將輸出邏輯低電平至控制開關(guān)MP4的柵極，也即穩(wěn)定電路430將導通控制開關(guān)MP4和空乏式晶體管MN4的串接路徑。因此，穩(wěn)定電路430將電平偏移電路420的輸出端(節(jié)點preUGB)鎖住在邏輯高電平。故，穩(wěn)定電路430具有電流提供能力，且能穩(wěn)定電平偏移電路420的輸出。
[0074]圖5為本實用新型實施例的系統(tǒng)電路的波形圖。請參閱圖3至圖5。
[0075]系統(tǒng)電路300或400可以為電源供應器，但不以此為限。在時間T0，系統(tǒng)使能信號SE由邏輯高電平轉(zhuǎn)為邏輯低電平以關(guān)閉電源，電平偏移電路320經(jīng)由多級反相器電路340或是電平偏移電路420經(jīng)由多級反相器電路440的輸出端(節(jié)點UG)將產(chǎn)生一短時間脈沖以關(guān)閉上橋開關(guān)與下橋開關(guān)。在時間TO之后的電源關(guān)閉期間，工作電壓G2上的電壓若在時間Tl產(chǎn)生相位振蕩，由于電平偏移電路320或420的輸出信號被穩(wěn)定電路330或430鎖住，因此不會影響節(jié)點UG的電壓值。因此，多級反相器電路340或440的后端的應用電路受到輸出級電路350或450的防護且不會誤動作。
[0076]基于上述，在本實用新型中當在關(guān)機的系統(tǒng)電路應用了此輸出級電路時，因穩(wěn)定電路具有電流提供能力，能夠穩(wěn)定電平偏移電路的輸出。另一方面，相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型的輸出級電路提供了一種具有電流提供能力且為較簡單的保護電路設計。
[0077]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電平偏移電路的輸出級電路，其特征在于，包括: 一穩(wěn)定電路，包括一控制開關(guān)和一空乏式晶體管，所述空乏式晶體管耦接所述控制開關(guān)、以及所述電平偏移電路的輸出端上的一第一節(jié)點；以及 一多級反相器電路，包括一第一反相器和一第二反相器，所述第一反相器與所述第二反相器之間具有一第二節(jié)點， 其中所述控制開關(guān)耦接所述第二節(jié)點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出級電路，其特征在于，在所述第一節(jié)點上存在一第一控制信號，在所述第二節(jié)點上存在一第二控制信號，所述第一控制信號的邏輯電平與所述第二控制信號的邏輯電平反相。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出級電路，其特征在于，在所述第二節(jié)點上存在一第二控制信號，在所述第二反相器的輸出端上存在一第三控制信號，所述第二控制信號的邏輯電平與所述第三控制信號的邏輯電平反相。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出級電路，其特征在于，所述控制開關(guān)為一N型金氧半場效晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出級電路，其特征在于，所述多級反相器電路還包括一第三反相器，所述第三反相器的輸入端耦接所述第二反相器的輸出端，且所述控制開關(guān)為一 P型金氧半場效晶體管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸出級電路，其特征在于，所述多級反相器電路的每一級反相器包括一 N型金氧半場效晶體管與一 P型金氧半場效晶體管。
7.一種電平偏移電路的輸出級電路，其特征在于，所述電平偏移電路包括: 一多級反相器電路，包括多個第一導通類型的開關(guān)元件以及多個第二導通類型的開關(guān)元件，所述多級反相器電路耦接外部的開關(guān)元件；以及 一穩(wěn)定電路，耦接所述多級反相器電路與所述電平偏移電路的輸出端，所述穩(wěn)定電路包括一空乏式開關(guān)元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸出級電路，其特征在于，所述空乏型開關(guān)元件為空乏式N型晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸出級電路，其特征在于，所述多級反相器電路的每一級反相器包括一 N型金氧半場效晶體管與一 P型金氧半場效晶體管。
【文檔編號】H03K19/0175GK203788267SQ201420124922
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】陳盈吉 申請人:力智電子股份有限公司