[发明专利]电容型电平移位设备、方法和系统

说明书

技术领域

多种实施例的方面涉及电平移位电路、系统及其使用。

背景技术

栅极驱动器电路可以用于控制切换用于多种应用的晶体管，所述多种应用包括但不限于：直流(DC)到DC转换器和交流(AC)到DC转换器。栅极驱动器电路可以配置为产生具有足够驱动能力和其他信号特征的输出信号。例如，栅极驱动器电路可以用于将控制信号转换为足以控制切换电压转换器电路所用功率/输出晶体管的输出驱动信号。

特定应用中，将输出晶体管设计为操作在与从中产生控制信号的电压域不同的电压域。这种设计特别有助于将输出晶体管配置为操作在高电压域的情况。为了控制这种输出晶体管，首先可以通过电平移位电路(“电平移位器”)发送该控制信号。可以将该电平移位电路设计为在电压域之间提供隔离。具体示例中，可以使用电容性隔离来提供这种隔离；然而，也有可能使用其它隔离技术。

将高边栅极驱动器用于驱动连接到正电源且并未接地参考(例如，浮置)的MOSFET或IGBT。由于需要与电源的电压转换，并且因为高边驱动器更难以截止浮置晶体管，高边驱动器比低边驱动器更复杂。

特定示例中，NMOS晶体管可以用于设置存储器电路(例如，锁存器)的值。接着可以将存储器电路用于确定/设置高边栅极驱动器电路的状态。具体地，可以向NMOS晶体管提供电流脉冲，将其固定到第二电压域的高电压。如果NMOS晶体管的漏极电压不高于源极电压，则可能无法正确导通NMOS晶体管。此外，由于高电压需求，这种NMOS晶体管的所需操作参数可能是禁止的。这些参数可以包括较大面积和较高击穿电压。此外，存储器/锁存器的状态可能在启动时是未知的，因此可能通过在启动时以不良方式执行(例如，通过在错误时间启用高边晶体管)而损坏电路。

当栅极驱动器使用高电压晶体管时，可以进行快速电压摆动(高dV/dt)。由于经过晶体管的寄生电容的高电流峰值，栅极驱动器可能需要提供相对较高的驱动电流以便满足系统的切换要求。控制逻辑可以用于检测控制信号，可以使用指示栅极驱动器电路的所需状态的短电流脉冲来提供该控制信号。接着，可以通过在由随后电流脉冲覆写的存储元件中存储该状态，来保持所需状态。

发明内容

本公开的方面涉及用于在控制信号和栅极驱动器之间提供电平移位功能的电路、设备和方法。

多种示例实施例涉及隔离和电平移位电路及其实现。

根据示例实施例，系统包括：电路，设计为检测两个控制信号的状态，其中一个控制信号指示栅极驱动器的接通状态，另一控制信号指示栅极驱动器的关断状态。所述电路通过控制栅极驱动器使得栅极驱动器驱动或高或低的输出，来响应每个控制信号。电路同样也配置为控制所述栅极驱动器，使得当不存在控制信号时驱动输出(或高或低)。

本公开也考虑了涉及第一信号驱动器电路的实施例，该第一信号驱动器电路配置为产生具有使用载波的存在或缺失编码的信息的第一信号。第二信号驱动器电路配置为产生具有使用载波的存在或缺失编码的信息的第二信号。可以操作这些第二信号驱动器电路并将其置于第一电压域。第一信号路径将第一信号电容性地耦合到第一输入，同时第二信号路径将第二信号电容性地耦合到第二输入。在第二电压域中，第一确定电路可以配置为检测第一输入上的载波的存在。同样在第二电压域中，第二确定电路可以配置为检测第二输入上的载波的存在。接着，第一输出电路响应于从第一确定电路检测到载波，将输出节点驱动到第二域的高电压。第二输出电路响应于从第二确定电路检测到载波，将输出节点驱动到第二域的低电压。

以上描述/总结不是为了描述本公开的每个实施例或每个实施。随后的附图和详细描述同样例示了多种实施例。

附图说明

根据结合附图的以下详细描述，将更全面理解多种示例实施例，附图中：

图1示出了根据本公开实施例的用于控制信号驱动器的系统的框图；

图2示出了根据本公开实施例的连同用于控制信号驱动器的系统使用的逻辑电路；

图3示出了根据本公开实施例的连同用于控制信号驱动器的系统使用的信号的时序图；

图4示出了根据本公开实施例的连同用于控制信号驱动器的系统使用的差分信令的逻辑电路；以及

图5示出了根据本公开实施例的连同用于控制信号驱动器的系统使用的单端信令的逻辑电路图。

具体实施方式