用于惯性负载驱动器电路中的至少一个引导电荷存储元件的充电电路，所述至少一个引导电荷存储元件包括能操作地耦合于所述惯性负载驱动器电路的至少一个开关元件的输出节点的第一节点。所述充电电路包括能控制成给所述至少一个引导电荷存储元件的第二节点提供电流的至少一个电流源，以及至少一个检测组件，其被布置成在其第一输入接收所述惯性负载驱动器电路的所述至少一个开关元件的所述输出节点的电压电平的指示；检测所述惯性负载驱动器电路的所述开关元件的所述输出节点的所述电压电平是否低于负阈值电压电平；以及如果所述惯性负载驱动器电路的所述开关元件的所述输出节点的所述电压电平低于所述负阈值电压电平，控制所述至少一个电流源给所述至少一个引导电荷存储元件的所述第二节点提供电流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于给引导电荷存储装置充电的方法及装置
本专利技术涉及给引导电荷存储装置充电的方法及装置，尤其涉及用于惯性负载驱动器电路中的至少一个引导电荷存储元件的充电电路及其方法。
技术介绍
在集成电路(IC)装置的领域中，主要由于管芯尺寸减小以及其它益处，只使用N-沟道MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)装置，也被称为NMOS装置，是一种常见的降低成本的方法。然而，用NMOS装置代替PMOS(P-沟道MOSFET)装置通常涉及NMOS装置被放置在负载的“高侧”，在此处NMOS装置位于负载和电源电压轨之间。当NMOS装置处于完全“开通”状态的时候(即，在电流能够自由流动通过NMOS装置的饱和模式)，源极节点经由导通的NMOS装置被有效地耦合于电源电压轨。为了达到完全开通状态，在栅极和源极节点之间的显著正电压(VGS)是必需的，以将NMOS装置偏置到饱和模式。为了达到这一目标，栅极电压必须比漏极电压(即电源轨电压)高出了至少阈值电压电平(Vth)。显然，在电源轨电压是最高可用供给电压信号的情况下，就需要一些生成较高电压电平的手段。为此，已知的是，使用引导电荷存储装置，例如引导电容器，来生成更高的电压电平。图1说明了包括高侧NMOS装置110和引导电容器120的DC(直流)电机驱动器电路100的例子的简化电路图。NMOS装置110的栅极节点电压是由被传递通过栅极控制电路的控制信号130而生成的，其在图1的简化例子中被示为包括缓冲器逻辑140。该缓冲器逻辑140的负电源轨能操作地耦合于NMOS装置110的源极节点112，并且用于该缓冲器逻辑140的正电源轨144经由引导电容器120能操作地耦合于负电源轨142。以这种方式，“浮动”电源电压轨被提供给缓冲器逻辑140，其中负轨电压被连接到NMOS装置110的源极电压，并且正轨电压是由跨越引导电容器120的电压确定的。因此，通过保持引导电容器120内的合适的电荷，可能生成足够高到迫使NMOS装置120进入其饱和模式的栅极电压。在典型的间歇驱动模式(例如，开启100ms，关闭100ms)，引导电容器120在驱动器电路100的关闭状态期间放电。因此，有必要补偿引导电容器120的这种放电，以在其中保持足够大的电荷来生成足够高到迫使NMOS装置120进入其饱和模式的栅极电压。在包括这样引导电容器120的传统驱动器电路100中，电荷泵150通常被提供并且被布置成在驱动器电路100的关闭状态期间将一些电流注入引导电容器120。以这种方式，位于引导电容器120内的合适的电荷可以被保持。最近，对这种驱动器电路的要求规定在驱动器电路100的关闭状态期间可能不发生功率消耗。因此，在这种客户要求下，在驱动器电路100的关闭状态期间不允许使用这种电荷泵150。因此，这种电荷泵150的使用将被限于在驱动器电路100的开启状态期间。然而，由于在驱动器电路100的关闭状态期间引导电容器内的固有电荷损失，在驱动器电路100的开启状态期间将有初始时段，其中引导电容器120在该初始时段需要被充电。在这样的初始时段，没有足够高的偏置电压将可用于完全使NMOS装置110导通，从而导致在该初始时段期间NMOS装置110内增加的电流限制，并从而增加了NMOS装置110内热的生成，这是不期望的，并在某些情况下可能是不可接受的。
技术实现思路
如附属权利要求所描述的，本专利技术提供了一种用于惯性负载驱动器电路中的至少一个引导电荷存储元件的充电电路、一种包括该充电电路的惯性负载驱动器电路和一种给正惯性负载驱动器电路中的至少一个引导电荷存储元件充电的方法。本专利技术的具体实施例在从属权利要求中被陈述。根据下文中描述的实施例，本专利技术的这些或其它方面将会很明显并且被阐述。附图说明根据附图，仅仅通过举例的方式，本专利技术的进一步细节、方面和实施例将被描述。在附图中，类似的符号被用于表示相同的或功能相似的元素。为了简便以及清晰，附图中的元素不一定按比例绘制。图1说明了已知DC(直流)电机驱动器电路的一个例子的简化电路图。图2说明了用于惯性负载的驱动器电路的一个例子的简化电路图。图3说明了给惯性负载驱动器电路中的至少一个引导电荷存储元件充电的方法的一个例子的简化流程图。具体实施方式本专利技术现在将参照直流(DC)电机驱动器电路中的引导电荷存储元件(例如引导电容器)的充电电路及其方法进行描述。然而，应了解，本专利技术并不限于附图中说明的以及本专利技术所描述的具体实施例，并且尤其不限于用于给DC电机的驱动器电路中的引导电荷存储装置充电的方法及设备，并且同样可以在用于给任何形式的惯性负载驱动器电路内的引导电荷存储装置充电的方法及装置内被实现。例如，可以预见本专利技术可以替代地在用于给例如电感负载的驱动器电路内的引导电荷存储装置充电的充电电路内被实现。清楚起见，本专利技术使用的术语惯性负载可能指包括了对流过其中的电流改变的电阻的任何负载。通常，这种负载能够在其中储存能量，这使得具有对电流流动的这种改变的电阻。例如，在DC电机的情况下，能量被存储为在DC电机的旋转电枢内的转动动能。同样，在电感负载的情况下，能量被存储在由电感负载所生成的磁场内。而且，由于本专利技术说明的所示出的实施例可能大部分是通过使用本领域所属技术人员所熟知的电子组件和电路被实施，因此细节不会在比上述所说明的认为有必要的程度大的任何程度上进行解释。对本专利技术基本概念的理解以及认识是为了不混淆或偏离本专利技术所教之内容。现在参照图2，图2说明了用于惯性负载的驱动器电路200的一个例子的简化电路图，其中在图示的例子中驱动器电路200包括DC电机210，并且驱动器电路200在集成电路装置205中被实现。驱动器电路200包括开关元件，例如诸如功率晶体管的电源开关，例如场效应晶体管或双极晶体管。合适的例子是例如功率(金属氧化物)场效应晶体管((MOS-)FET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、双极结型晶体管(BJT)、异质结双极晶体管(HBPS)、异质结构FET(HFET)或任何其它类型的功率晶体管。功率晶体管例如可以例如能够控制50A或更大(例如100A或更大)的电流。在一个例子中，使用具有2毫欧姆内部电阻的功率晶体管的驱动器电路并且能够控制120A最大电流已被试验用于实例。在图示的例子中，开关包括n-沟道金属氧化物半导体(NMOS)装置220，例如NMOS场效应晶体管。NMOS装置220的漏极节点222能操作地耦合于正电源电压230。在一些例子中，驱动器电路200可以在汽车应用中被实现，其中正电源电压230例如由12V的车用电池提供。NMOS装置220的源极节点224能操作地耦合于DC电机210，并因此包括NMOS装置220的输出。以这种方式，NMOS装置220能操作地耦合于DC电机210和正电源电压230之间，并因此包括高侧NMOS装置，并且被布置成根据在其栅极节点226接收的偏置电压来选择性地将DC电机210耦合于正电源电压230。为了达到NMOS装置220的完全开通状态，跨越栅极和源极节点226、224的显著正电压(VGS)是必需的，以将NMOS装置220偏置到饱和模式。尤其，在该高侧配置中，如果NMOS装置220处于完全开通状态(即，在电流能够自由流动通过NMOS装置220的饱和模式)，源极节点22本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于惯性负载驱动器电路中至少一个引导电荷存储元件的充电电路，所述至少一个引导电荷存储元件包括第一节点，所述第一节点能操作地耦合于所述惯性负载驱动器电路的至少一个开关元件的输出节点，所述充电电路包括：至少一个电流源，所述至少一个电流源能控制成给所述至少一个引导电荷存储元件的第二节点提供电流；以及至少一个检测组件，所述至少一个检测组件被布置成：在其第一输入处，接收所述惯性负载驱动器电路的所述至少一个开关元件的所述输出节点处的电压电平的指示；检测所述惯性负载驱动器电路的所述开关元件的所述输出节点处的所述电压电平是否低于负阈值电压电平；以及如果所述惯性负载驱动器电路的所述开关元件的所述输出节点处的所述电压电平低于所述负阈值电压电平，则控制所述至少一个电流源，以给所述至少一个引导电荷存储元件的所述第二节点提供电流。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于惯性负载驱动器电路中至少一个引导电荷存储元件的充电电路，所述至少一个引导电荷存储元件包括第一节点，所述第一节点能操作地耦合于所述惯性负载驱动器电路的至少一个开关元件的输出节点，所述充电电路包括：至少一个电流源，所述至少一个电流源能控制成给所述至少一个引导电荷存储元件的第二节点提供电流；以及至少一个检测组件，所述至少一个检测组件被布置成：在其第一输入处，接收所述惯性负载驱动器电路的所述至少一个开关元件的所述输出节点处的电压电平的指示；检测所述惯性负载驱动器电路的所述至少一个开关元件的所述输出节点处的所述电压电平是否低于负阈值电压电平；以及如果所述惯性负载驱动器电路的所述至少一个开关元件的所述输出节点处的所述电压电平低于所述负阈值电压电平，则控制所述至少一个电流源，以给所述至少一个引导电荷存储元件的所述第二节点提供电流。2.根据权利要求1所述的充电电路，其中所述负阈值电压电平包括与所述惯性负载驱动器电路的负钳位电压相等的负电压电平。3.根据权利要求1或2所述的充电电路，其中，所述至少一个检测组件被布置成：在其第二输入处，接收所述负阈值电压电平的指示；将所接收的所述惯性负载驱动器电路的所述至少一个开关元件的所述输出节点处的电压电平的指示和所接收的所述负阈值电压电平的指示进行比较；以及将所述比较结果的指示输出至所述至少一个电流源。4.根据权利要求3所述的充电电路，其中所述至少一个检测组件包括比较器组件。5.根据权利要求1或2所述的充电电路，其中，所述至少一个电流源包括至少一个开关元件，至少一个开关元件能操作地耦合于所述至少一个引导电荷存储元件的所述第二节点和所述惯性负载驱动器电路的接地平面之间，并且被布置成：选择性地将所述至少一个引导电荷存储元件的所述第二节点耦合于所述接地平面。6.根据权利要求5所述的充电电路，其中所述至少一个电流源的至少一个开关元件包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒂埃里·西卡尔，
申请(专利权)人：飞思卡尔半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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