[发明专利]电源电路切换装置

说明书

本发明涉及一种电源电路切换装置(1)，其包括：两个切换端子(2a、2b)；串联布置在所述两个切换端子(2a、2b)之间的高压耗尽型晶体管(5)和低压增强型晶体管(6)；控制电路(8)，其具有接收切换信号的第一输入端(9)以及接收激活装置(1)的激活信号的第二输入端(10)，该控制电路(8)被配置为将切换装置(1)置于非激活状态或激活状态；驱动电路(4)，其将切换信号施加到高压晶体管(5)的栅极，该驱动电路(4)被提供来自第一电压源(VDR+)的第一电压和来自第二电压源(VDR‑)的第二电压，该第一电压和第二电压分别高于和低于高压晶体管(5)的阈值电压；以及与驱动电路(4)关联的至少一个编程模块，被配置为对高压晶体管(5)的栅极处注入的输入电流以及从所述栅极汲取的输出电流进行编程；编程模块能够连接到第一无源组件和第二无源组件，以分别对输入电流和输出电流进行编程。

本发明领域

本发明涉及一种对双控电源电路进行切换的装置，该装置包括与低压晶体管串联的高压晶体管。

本发明的技术背景

文献“A dual-mode Driver IC with Monolithic Negative Drive-VoltageCapability and Digital Current-Mode Controller for Depletion-Mode GaN HEMT”(Yue Wen和Al，IEEE Transaction on Power Electronic，2016)具体描述了一种切换装置，其包括与增强型低压晶体管串联的高压耗尽型晶体管，各个晶体管都是单独进行控制。

该装置包括接收切换信号的第一端子，该第一端子经由驱动电路电连接到高压耗尽型晶体管的栅极。高压耗尽型晶体管的截止状态是通过在该晶体管的栅极与源极之间施加低于其阈值电压的负电压来获得的。由于该负电压可能不可用(例如，当开启切换装置时或者当切换装置操作于降级模式时)，所以该装置配备有与高压晶体管串联连接的低压增强型晶体管。

现有技术的切换装置还包括接收控制信号的第二端子，该第二端子电连接到低压晶体管的栅极。即使在没有负电压施加到高压晶体管的栅极的情况下，控制信号也使得可将低压晶体管切换到截止状态并检查切换装置的断开状态。

通过在“双控制”中单独地控制串联连接的高压晶体管和低压晶体管的每一个，可规定切换电路的断开或闭合状态。

应该记住，切换装置可具有与“正常”操作模式相对应的“激活”操作模式，其中，装置的断开或闭合状态由切换信号来控制。切换装置还可具有与“低功率”模式(休眠装置)或装置调试模式(启动“激活”操作模式)相对应的“非激活”操作模式。

在该“非激活”操作模式下，切换装置处于断开状态并且装置的各个有源元件未通电。例如，连接到高压晶体管的栅极的驱动电路就是这种情况。如果没有供电，则该电路具有高阻抗输出，然后施加到高压晶体管的栅极的电压浮动并且不受控制。然后，高压晶体管的漏极上可能的过电压可通过漏极与栅极之间的耦合效应而将高压晶体管维持在导通状态或切换到导通状态，而不管切换装置的去激活。在这种情况下，整个切换的电压被施加到低压晶体管的端子。该电压可以相当大(例如，大于600V)，超过该晶体管可承受的雪崩电压，从而导致装置损坏。

另外，从一个操作模式改变为另一操作模式可能导致装置的切换端子之间的瞬态电压或瞬态电流通路。如果没有完美地控制从一个操作模式到另一操作模式的改变，则这些电压或电流很可能会损坏高压晶体管或低压晶体管。

更一般地，希望有一种驱动电路，其可被配置为被完美地调整至电路的其它元件及其环境，以便限制当从一个操作模式切换到另一操作模式时或者当操作装置时可能会发生的瞬态现象的影响。

本发明的目的