[发明专利]电力电路以及集成电路

说明书

一种电力电路以及集成电路，包括电源转换器、欠压锁定电路、功率晶体管以及驱动电路。电源转换器根据欠压锁定信号，将外部电压转换至供应电压。当外部电压超过临限值时，欠压锁定电路产生欠压锁定信号。功率晶体管根据驱动节点的驱动电压，汲取功率电流。驱动电路包括上桥晶体管、下桥晶体管、电荷泵以及前置驱动电路。上桥晶体管根据上桥节点的上桥电压，将供应电压提供至驱动节点。下桥晶体管根据第一内部信号，将驱动节点耦接至接地端。电荷泵根据第一内部信号，产生超过供应电压的上桥电压。前置驱动电路根据控制信号产生第一内部信号。

技术领域

本发明涉及一种整合氮化镓(GaN)功率元件的驱动电路以及欠压锁定(under-voltage lockout，UVLO)电路。

背景技术

在一个电力电路中，往往需要利用电荷泵将供应电压升压至更高的电压来驱动功率晶体管。图1显示一般的电力电路。如图1所示的电力电路100中，上桥驱动电路DRV1用以驱动第一功率晶体管110A，下桥驱动电路DRV2用以驱动第二功率晶体管110B。此外，升压电容CB以及升压二极管DB用以将供应电压VDD升压至升压电压VB，使得第一功率晶体管110A能够完全导通。因此，第一功率晶体管110A由输入电压VIN所供应，第二功率晶体管110B能够通过电感L以及电容C来驱动负载装置RL。

因为电感L会在切换节点SW上产生显著的寄生效应，如通过第二功率晶体管110B的导通的内接二极管(body diode)而在切换节点SW上产生负电压突波，这些寄生效应会在升压电容CB经由功率晶体管充电时干扰升压电压VB。因此，需要降低驱动电路的寄生效应。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种电力电路，包括一电源转换器、一欠压锁定电路、一功率晶体管以及一驱动电路。上述电源转换器根据一欠压锁定信号，将一外部电压转换至一供应电压。当上述外部电压超过一临限值时，上述欠压锁定电路产生上述欠压锁定信号。上述功率晶体管根据一驱动节点的一驱动电压，汲取一功率电流。上述驱动电路包括：一上桥晶体管、一下桥晶体管、一电荷泵以及一前置驱动电路。上述上桥晶体管根据一上桥节点的一上桥电压，将上述供应电压提供至上述驱动节点。上述下桥晶体管根据一第一内部信号，将上述驱动节点耦接至一接地端。上述电荷泵耦接至上述上桥节点以及上述驱动节点，其中上述电荷泵用以根据上述第一内部信号，产生超过上述供应电压的上述上桥电压。上述前置驱动电路根据一控制信号产生上述第一内部信号，其中上述前置驱动电路用以增进上述控制信号的驱动能力。

根据本发明的一实施例，上述驱动电路还包括一第一迟滞电路。上述第一迟滞电路耦接于上述控制信号以及上述前置驱动电路之间，其中上述第一迟滞电路接收上述控制信号而产生一第二内部信号，使得上述前置驱动电路根据上述第二内部信号而产生上述第一内部信号，其中上述第一迟滞电路用以提供一迟滞功能给上述控制信号。

根据本发明的一实施例，上述第一迟滞电路包括一第一电阻、一第三常闭晶体管、一第四常闭晶体管、一第五常闭晶体管以及一第二电阻。上述第一电阻耦接于上述供应电压以及一输出节点之间，其中上述第二内部信号产生于上述输出节点。上述第三常闭晶体管包括耦接至一第三节点的栅极端、耦接至一第四节点的源极端以及耦接至上述输出节点的漏极端。上述第四常闭晶体管包括耦接至上述第三节点的栅极端、耦接至上述接地端的源极端以及耦接至上述第四节点的漏极端。上述第五常闭晶体管包括耦接至上述输出节点的栅极端、耦接至上述第四节点的源极端以及由上述供应电压供电的漏极端。上述第二电阻耦接至上述第三节点且接收上述控制信号。

根据本发明的一实施例，上述前置驱动电路包括一第一子前置驱动电路、一第二子前置驱动电路、一第三子前置驱动电路以及一第四子前置驱动电路。上述第一子前置驱动电路根据一第一子内部信号，产生上述第一内部信号。上述第二子前置驱动电路根据一第二子内部信号，产生上述第一子内部信号。上述第三子前置驱动电路，根据一第三子内部信号，产生上述第二子内部信号。上述第四子前置驱动电路根据上述第二内部信，产生上述第三子内部信号。