电力电路以及驱动电路制造技术

一种电力电路，包括：功率晶体管、驱动电路、接收第二内部信号而产生第一内部信号的第一前置驱动电路、接收第三内部信号而产生第二内部信号的第二前置驱动电路以及接收控制信号而产生第三内部信号且提供迟滞功能给控制信号的迟滞电路。功率晶体管根据驱动节点的电压而将功率电流流至接地端。驱动电路包括根据上桥节点的上桥电压而将供应电压提供至驱动节点的上桥晶体管、根据第一内部信号而将驱动节点耦接至接地端下桥晶体管以及耦接至上桥节点以及驱动节点且用以根据第一内部信号而产生超过供应电压的上桥电压的电荷泵。

【技术实现步骤摘要】
电力电路以及驱动电路
本专利技术涉及整合氮化镓(GaN)功率元件的驱动电路。
技术介绍
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是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(bodydiode)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。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种电力电路，包括：一功率晶体管、一驱动电路、一第一前置驱动电路、一第二前置驱动电路以及一迟滞电路。上述功率晶体管根据一驱动节点的一驱动电压而将一功率电流流至一接地端。上述驱动电路包括：一上桥晶体管、一下桥晶体管以及一电荷泵。上述上桥晶体管根据一上桥节点的一上桥电压，将一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上述接地端。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而产生一上桥电压，其中上述上桥电压超过上述供应电压。上述第一前置驱动电路接收一第二内部信号而产生上述第一内部信号，上述第二前置驱动电路接收一第三内部信号而产生上述第二内部信号。上述迟滞电路接收一控制信号而产生上述第三内部信号，并且用以提供一迟滞功能给上述控制信号，其中上述第一前置驱动电路以及上述第二前置驱动电路用以增进上述控制信号的驱动能力。根据本专利技术的一实施例，上述上桥晶体管以及上述下桥晶体管为常闭晶体管。根据本专利技术的一实施例，上述功率晶体管为一氮化镓晶体管。根据本专利技术的一实施例，上述电荷泵包括：一第一单向导通装置、一电容、一放电电阻、一第二单向导通装置、一第三单向导通装置以及一开关。上述第一单向导通装置单方向地将上述供应电压提供至一第一节点。上述电容耦接于上述第一节点以及一第二节点之间。上述放电电阻耦接于上述第一节点以及上述上桥节点之间，其中当上述第二节点的电压超过上述上桥电压时，上述第二单向导通装置单方向地将上述第二节点耦接至上述上桥节点。一第三单向导通装置，其中当上述驱动电压超过上述第二节点的电压时，上述第三单向导通装置单方向地将供应电压提供至上述第二节点。上述开关接收上述控制信号，并且用以根据上述控制信号而将上述上桥节点耦接至上述接地端。根据本专利技术的一实施例，当上述控制信号是位于一高电压电平时，上述开关为导通且上述供应电压对上述电容充电，并经过上述第一单向导通装置、上述第二单向导通装置以及上述开关而至上述接地端，当上述控制信号是位于一低电压电平时，上述开关为不导通，上述第三单向导通装置提供上述驱动电压至上述第二节点，上述电容是经由上述放电电阻放电至上述放电节点。根据本专利技术的一实施例，上述第一单向导通装置、上述第二单向导通装置以及上述第三单向导通装置的每一者为一二极管或耦接成二极管形式的一常闭二极管。根据本专利技术的一实施例，上述驱动电路还包括：一上桥常开晶体管。上述上桥常开晶体管包括耦接至上述驱动节点的源极端、耦接至上述驱动节点的栅极端以及由上述供应电压供电的漏极端，其中上述上桥常开晶体管用以增进上述上桥晶体管的驱动能力。根据本专利技术的一实施例，上述第一前置驱动电路包括：一第一常开晶体管以及一第一常闭晶体管。上述第一常开晶体管包括耦接至上述驱动电路的栅极端、耦接至上述驱动电路的源极端以及由上述供应电压供电的漏极端。上述第一常闭晶体管包括接收上述控制信号的栅极端、耦接至上述接地端的源极端以及耦接至上述驱动电路的漏极端。根据本专利技术的一实施例，上述第二前置驱动电路包括：一第二常开晶体管以及一第二常闭晶体管。上述第二常开晶体管包括耦接至上述第一常闭晶体管的栅极端的栅极端、耦接至上述第一常闭晶体管的栅极端的源极端以及由上述供应电压供电的漏极端。上述第二常闭晶体管包括接收上述控制信号的栅极端、耦接至上述接地端的源极端以及耦接至上述第一常闭晶体管的栅极端的漏极端。根据本专利技术的一实施例，上述迟滞电路包括：一第三电阻、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。上述第三电阻耦接至上述供应电压。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第一电阻的漏极端。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一电阻的栅极端、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。根据本专利技术的一实施例，上述驱动电路为一满摆幅(rail-to-rail)驱动电路，使得上述驱动电压的范围是自上述供应电压至上述接地电平。本专利技术更提出一种驱动电路，用以驱动一功率晶体管，其中上述功率晶体管根据一驱动节点的一驱动电压将一功率电流流至一接地端，上述驱动电路包括：一上桥晶体管、一下桥晶体管、一电荷泵、一第一前置驱动电路、一第二前置驱动电路以及一迟滞电路。上述上桥晶体管根据一上桥节点的一上桥电压，将一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上述接地端。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而产生一上桥电压，其中上述上桥电压超过上述供应电压。上述第一前置驱动电路接收一第二内部信号而产生上述第一内部信号。上述第二前置驱动电路接收一第三内部信号而产生上述第二内部信号。上述迟滞电路接收一控制信号而产生上述第三内部信号，并且用以提供一迟滞功能给上述控制信号，其中上述第一前置驱动电路以及上述第二前置驱动电路用以增进上述控制信号的驱动能力。根据本专利技术的一实施例，上述上桥晶体管以及上述下桥晶体管为常闭晶体管。根据本专利技术的一实施例，上述功率晶体管为氮化镓(GaN)晶体管。根据本专利技术的一实施例，上述电荷泵包括：一第一单向导通装置、一电容、一放电电阻、一第二单向导通装置、一第三单向导通装置以及一开关。上述第一单向导通装置单方向地将上述供应电压提供至一第一节点。上述电容耦接于上述第一节点以及一第二节点之间。上述放电电阻耦接于上述第一节点以及上述上桥节点之间，其中当上述第二节点的电压超过上述上桥电压时，上述第二单向导通装置单方向地将上述第二节点耦接至上述上桥节点。一第三单向导通装置，其中当上述驱动电压超过上述第二节点的电压时，上述第三单向导通装置单方向地将供应电压提供至上述第二节点。上述开关接收上述控制信号，并且用以根据上述控制信号而将上述上桥节点耦接至上述接地端。根据本专利技术的一实施例，当上述控制信号是位于一高电压电平时，上述开关为导通且上述供应电压经由上述第一单向导通装置、上述第二单向导通装置以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力电路，包括：一功率晶体管，根据一驱动节点的一驱动电压而将一功率电流流至一接地端；以及一驱动电路，包括：一上桥晶体管，根据一上桥节点的一上桥电压，将一供应电压提供至上述驱动节点；一下桥晶体管，根据一第一内部信号，将上述驱动节点耦接至上述接地端；以及一电荷泵，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而产生一上桥电压，其中上述上桥电压超过上述供应电压；一第一前置驱动电路，接收一第二内部信号而产生上述第一内部信号；一第二前置驱动电路，接收一第三内部信号而产生上述第二内部信号；以及一迟滞电路，接收一控制信号而产生上述第三内部信号，并且用以提供一迟滞功能给上述控制信号，其中上述第一前置驱动电路以及上述第二前置驱动电路用以增进上述控制信号的驱动能力。

【技术特征摘要】
2016.12.30 US 15/395,7381.一种电力电路，包括：一功率晶体管，根据一驱动节点的一驱动电压而将一功率电流流至一接地端；以及一驱动电路，包括：一上桥晶体管，根据一上桥节点的一上桥电压，将一供应电压提供至上述驱动节点；一下桥晶体管，根据一第一内部信号，将上述驱动节点耦接至上述接地端；以及一电荷泵，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而产生一上桥电压，其中上述上桥电压超过上述供应电压；一第一前置驱动电路，接收一第二内部信号而产生上述第一内部信号；一第二前置驱动电路，接收一第三内部信号而产生上述第二内部信号；以及一迟滞电路，接收一控制信号而产生上述第三内部信号，并且用以提供一迟滞功能给上述控制信号，其中上述第一前置驱动电路以及上述第二前置驱动电路用以增进上述控制信号的驱动能力。2.如权利要求1所述的电力电路，其中上述上桥晶体管以及上述下桥晶体管为常闭晶体管。3.如权利要求1所述的电力电路，其中上述功率晶体管为一氮化镓晶体管。4.如权利要求1所述的电力电路，其中上述电荷泵包括：一第一单向导通装置，单方向地将上述供应电压提供至一第一节点；一电容，耦接于上述第一节点以及一第二节点之间；一放电电阻，耦接于上述第一节点以及上述上桥节点之间；一第二单向导通装置，其中当上述第二节点的电压超过上述上桥电压时，上述第二单向导通装置单方向地将上述第二节点耦接至上述上桥节点；一第三单向导通装置，其中当上述驱动电压超过上述第二节点的电压时，上述第三单向导通装置单方向地将供应电压提供至上述第二节点；以及一开关，接收上述控制信号，并且用以根据上述控制信号而将上述上桥节点耦接至上述接地端。5.如权利要求4所述的电力电路，其中当上述控制信号是位于一高电压电平时，上述开关为导通且上述供应电压对上述电容充电，并经过上述第一单向导通装置、上述第二单向导通装置以及上述开关而至上述接地端，当上述控制信号是位于一低电压电平时，上述开关为不导通，上述第三单向导通装置提供上述驱动电压至上述第二节点，上述电容是经由上述放电电阻放电至上述放电节点。6.如权利要求4所述的电力电路，其中上述第一单向导通装置、上述第二单向导通装置以及上述第三单向导通装置的每一者为一二极管或耦接成二极管形式的一常闭二极管。7.如权利要求4所述的电力电路，其中上述驱动电路还包括：一上桥常开晶体管，包括耦接至上述驱动节点的源极端、耦接至上述驱动节点的栅极端以及由上述供应电压供电的漏极端，其中上述上桥常开晶体管用以增进上述上桥晶体管的驱动能力。8.如权利要求1所述的电力电路，其中上述第一前置驱动电路包括：一第一常开晶体管，包括耦接至上述驱动电路的栅极端、耦接至上述驱动电路的源极端以及由上述供应电压供电的漏极端；以及一第一常闭晶体管，包括接收上述控制信号的栅极端、耦接至上述接地端的源极端以及耦接至上述驱动电路的漏极端。9.如权利要求8所述的电力电路，其中上述第二前置驱动电路包括：一第二常开晶体管，包括耦接至上述第一常闭晶体管的栅极端的栅极端、耦接至上述第一常闭晶体管的栅极端的源极端以及由上述供应电压供电的漏极端；以及一第二常闭晶体管，包括接收上述控制信号的栅极端、耦接至上述接地端的源极端以及耦接至上述第一常闭晶体管的栅极端的漏极端。10.如权利要求9所述的电力电路，其中上述迟滞电路包括：一第三电阻，耦接至上述供应电压；一第三常闭晶体管，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第一电阻的漏极端；一第四常闭晶体管，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；一第五常闭晶体管，包括耦接至上述一电阻的栅极端、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；以及一第二电阻，耦接至上述第三节点且接收上述控制信号。11.如权利要求1所述的电力电路，其中上述驱动电路为一满摆幅...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨长暻，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71