[发明专利]用于检测和调整晶体管导通和截止期间的操作区域持续时间的自适应阈值控制系统

说明书

本申请公开用于检测和调整晶体管导通和截止期间的操作区域持续时间的自适应阈值控制系统。一种系统包括耦合到比较器(320)的缓冲器电路(310)以及耦合到计时器(355)和比较器的自适应阈值控制电路(350)。缓冲器电路接收跨晶体管的控制端子和第一电流端子的第一电压以及跨晶体管的第二电流端子和第一电流端子的第二电压。比较器将第一电压与第一阈值进行比较，从而当其跨过第一阈值时生成第一触发信号(325)，并且将第二电压与第二阈值进行比较，从而当其跨过第二阈值时生成第二触发信号(330)。计时器确定触发信号之间的时间长度。自适应阈值控制电路针对第一触发信号生成第一控制信号(360)并且针对第二触发信号生成第二控制信号，并且向比较器提供指示时间长度是大于还是小于用户编程值的控制信号(365)，从而致使比较器调整第一阈值。

背景技术

H桥驱动器包括两个高侧晶体管和两个低侧晶体管，并且被配置为使得每个高侧晶体管与相应的低侧晶体管串联，并且负载耦合到在高侧和低侧晶体管对之间的节点。每对高侧和低侧晶体管被称为半桥。栅极驱动器电路将控制信号转换为功率信号，该功率信号可以有效地导通和截止H桥驱动器中的每个晶体管。为了防止在从高到低或从低到高的转变期间半桥内的直通条件，在一个晶体管的截止和另一晶体管的导通之间插入死区时间。死区时间的长度通常等于导通或截止半桥驱动器中的晶体管所需的时间。然而，死区时间限制了H桥驱动器的操作频率，并允许通过H桥驱动器中的晶体管的功率耗散。

一些栅极驱动器电路通过更快地导通和截止晶体管来减少死区时间期间的功率耗散。这可以增加H桥驱动器的效率，但是以在集成电路(IC)中生成电磁干扰(EMI)为代价，从而破坏了IC中其他电路的操作。一些栅极驱动器电路通过实施比较器来检测导通和截止期间每个晶体管的不同操作区域，并仅加速不太可能引起EMI的区域，从而平衡了快速导通和截止时间的需求与受控EMI。然而，这些比较器必须针对每个晶体管、系统电压、马达类型、电路板寄生电容等进行调谐，并且随着系统参数的变化(例如随着温度或电源电压的变化)，经常会随着时间而经历性能下降。

发明内容

一种自适应阈值控制系统包括缓冲器电路、比较器电路、计时器电路和自适应阈值控制电路。缓冲器电路被配置为耦合到晶体管，使得缓冲器电路接收跨晶体管的控制端子和第一电流端子的第一电压以及跨晶体管的第二电流端子和第一电流端子的第二电压。比较器电路耦合到缓冲器电路，并且被配置为将第一电压与第一阈值进行比较，并且响应于第一电压跨过第一阈值而生成第一触发信号。比较器电路还被配置为将第二电压与第二阈值进行比较，并且响应于第二电压跨过第二阈值而生成第二触发信号。计时器电路被配置为确定第一触发信号和第二触发信号之间的时间长度。自适应阈值控制电路耦合到比较器电路和计时器电路。自适应阈值控制电路被配置为响应于第一触发信号而生成第一控制信号，并且响应于第二触发信号而生成第二控制信号。自适应阈值控制电路还被配置为向比较器电路提供第三控制信号。第三控制信号指示时间长度是大于还是小于用户编程值，并且致使比较器电路调整第一阈值。在一些实施方式中，第一控制信号和第二控制信号致使用于晶体管的栅极驱动器电路调整驱动电流。

对于晶体管导通，比较器电路被配置为响应于第三控制信号指示时间长度大于用户编程值而增加第一阈值，并且响应于第三控制信号指示时间长度小于用户编程值而减小第一阈值。对于晶体管导通，比较器电路被配置为响应于第一电压增加到第一阈值以上而生成第一触发信号。在一些实施方式中，晶体管是半桥电路中的低侧晶体管，并且比较器电路被配置为响应于第二电压减小到第二阈值以下而生成第二触发信号。在其他实施方式中，晶体管是半桥电路中的高侧晶体管，并且比较器电路被配置为响应于第二电压增加到第二阈值以上而生成第二触发信号。