[发明专利]死区时间可调的驱动电路

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及驱动电路，尤其是用于半桥的驱动电路。

背景技术

半桥包括两个电子开关，第一电子开关又被称作高边开关，第二电子开关又被称作低边开关。开关使它们的负载路径串联连接，在半桥操作时，具有两个开关的串联电路连接在第一电源电位和第二电源电位的端子之间。半桥的输出端（output）可由电路节点形成，该节点是两个开关的负载路径的共有电路节点。

半桥的应用领域非常广泛，例如电机驱动电路、开关电源、或包含两个半桥的全桥（H桥）。半桥采用的电子开关为例如MOS晶体管，比如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）或IGBT（绝缘栅双极型晶体管）。

MOS晶体管是可通过施加适当的栅极驱动电压来导通或切断的压控器件，该栅极驱动电压施加于用作控制端子的栅极端子与源极端子（MOSFET内）或发射极端子（IGBT内）之间。可获得各种不同类型的MOS晶体管，其具有从几十伏到几千伏不等的电压阻断能力、不同的导通电阻、和/或不同的阈值电压。“阈值电压”为MOS晶体管开始导电时的栅极驱动电压。通常，具有低电压阻断能力的MOS晶体管的阈值电压低，而具有高电压阻断能力的MOS晶体管的阈值电压高。为完全导通MOS晶体管以获得最小导通电阻，将要施加的栅极驱动电压的绝对值高于阈值电压。有些MOS晶体管可使用最大信号电平为5V或3.3V的逻辑电平驱动信号来导通或切断，而另一些MOS晶体管则要求栅极驱动电压具有更高的最大电压电平。

为防止半桥在操作时产生直通电流，驱动两个开关时，不能同时将其导通（处于打开状态）。此外，切断其中两个开关中的一个开关的时间和打开两个开关中的另一个开关的时间之间应当有一个死区时间（dead time）。

需要一种驱动电路，尤其是驱动半桥的驱动电路，该驱动电路被配置为生成具有可调节的驱动信号范围和可调节的死区时间的第一和第二驱动信号。

发明内容

根据第一实施方式，驱动电路包括第一输入端子，被配置为接收第一输入信号；第一输出端子，被配置为提供第一驱动信号；第二输出端子，被配置为提供第二驱动信号；以及模式选择端子，被配置为具有连接其上的模式选择元件。该驱动电路被配置为，基于第一输入信号生成第一和第二驱动信号，使得第一和第二驱动信号中的一个信号呈现（assume，采用）关门电平（off-level，截止电平）时的时间和另一信号呈现开门电平（on-level，导通电平）时的时间之间存在死区时间。该驱动电路还被配置为计算（evaluate）模式选择元件的至少一个电参数，并被配置为基于计算出的参数来调节第一驱动信号的第一信号范围和第二驱动信号的第二信号范围以及基于计算出的参数来调节死区时间。

根据第二实施方式，驱动电路包括第一输入端子，被配置为接收第一输入信号；第二输入端子，被配置为接收第二输入信号；第一输出端子，被配置为提供第一驱动信号；第二输出端子，被配置为提供第二驱动信号；以及模式选择端子，被配置为具有连接其上的模式选择元件。该驱动电路被配置为呈现内部死区时间生成模式和外部死区时间生成模式之一，在内部死区时间生成模式中，基于第一输入信号生成第一和第二驱动信号，使得第一和第二驱动信号中的一个信号呈现关门电平时的时间和另一个信号呈现开门电平时的时间之间存在死区时间；在外部死区时间生成模式中，第一驱动信号基于第一输入信号，而第二驱动信号基于第二输入信号。该驱动电路还被配置为计算模式选择元件的至少一个电参数，并被配置为基于计算出的参数来调节内部死区时间生成模式或外部死区时间生成模式。

通过阅读下列详细描述和参看附图，本领域的技术人员会发现其他特征和优点。

附图说明

将参考附图说明实施方式。附图仅用于示出基本原理，因此本文只示出了理解基本原理所必要的方面。附图不是按照比例绘制的附图。附图中，同样的参考字符代表同样的特征。

图1示意性地示出了生成第一和第二驱动信号的驱动电路的一个实施方式。

图2示出了时序图，图示说明图1中驱动电路的操作原理。

图3示出了时序图，图示说明第一和第二驱动信号之一的关门电平和第一和第二驱动信号中的另一个的开门电平之间的死区时间。

图4示出了驱动电路的操作原理，涉及死区时间的生成以及涉及第一、第二驱动信号的信号范围的选择。

图5更详细地示出了图1中驱动电路的第一实施方式。

图6更详细地示出了图1中驱动电路的第二实施方式。