直流转换电路制造技术

本公开的实施例提供了一种直流转换电路。该直流转换电路包括：第一晶体管，耦合在第一电源和开关节点之间；第二晶体管，耦合在开关节点和接地之间；以及保护电路，耦合至开关节点，并且被配置为基于开关节点的电压来调节第二晶体管的导通速度，以防止第一晶体管和第二晶体管同时导通。根据本公开的实施例，可以调节晶体管的导通速度，并且由此降低晶体管短路损坏的风险。损坏的风险。损坏的风险。

【技术实现步骤摘要】
直流转换电路


[0001]本公开的实施例涉及电子电路领域，并且更具体地，涉及具有晶体管保护特性的直流转换电路。

技术介绍

[0002]诸如降压电路、升压电路、降压升压电路等直流转换电路已经在消费电子、工业、通讯网络、汽车电子等领域得到广泛应用。在直流转换电路中通常设置有晶体管，晶体管用于改变功率的流向以实现期望的电压转换水平。每个晶体管通常设置有专用或公用的驱动电路以控制其导通和关断。尽管典型的直流转换电路还设置有用于防止同一支路上的两个以上的晶体管同时导通以避免短路的电路，然而，在一些操作情况中，仍然存在不同晶体管同时导通的风险。这可能导致很高的电流流过晶体管，并且由此造成晶体管和其他电路组件的损坏。因此，存在具有保护晶体管特性的改进的电路设计的需要。

技术实现思路

[0003]本公开的实施例提供了一种用于保护直流转换电路中的晶体管免受短路损坏的改进方案。
[0004]在本公开的一个方面，提供了一种直流转换电路。该直流转换电路包括：第一晶体管，耦合在第一电源和开关节点之间；第二晶体管，耦合在开关节点和接地之间；以及保护电路，耦合至开关节点，并且被配置为基于开关节点的电压来调节第二晶体管的导通速度，以防止第一晶体管和第二晶体管同时导通。
[0005]根据本公开的实施例，可以进一步提升直流转换电路的安全性和可靠性。
[0006]提供
技术实现思路
部分是为了简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。
技术实现思路
部分无意标识本公开的关键特征或主要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
[0007]通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。
[0008]图1示出了直流转换电路的示意性电路图；
[0009]图2示出了直流转换电路的工作时序的示意性流程图；
[0010]图3示出了直流转换电路的开关节点电压(V
SW
)的示意性波形；
[0011]图4示出了根据本公开的一个实施例的直流转换电路的示意性电路图；
[0012]图5示出了根据本公开的一个实施例的直流转换电路的保护电路的示意性框图；以及
[0013]图6示出了根据本公开的一个实施例的直流转换电路的保护电路的示意性电路
图。
具体实施方式
[0014]下面将参考附图中示出的若干示例实施例来描述本公开的原理。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，但应当理解，描述这些实施例仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。
[0015]在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
[0016]可以理解，在本文中，以单个形式示出的电阻器、电容器或电感器等电路元器件并不限于单个器件，而是可以包括具有相同或相似功能的多个器件的并联或串联。例如，单个电阻器可以包括多个电阻器的串联、并联或混合连接。
[0017]如前所述，当前广泛应用的直流转换电路通常配备有避免同一支路上的开关器件(诸如晶体管)同时导通的保护电路。这种保护电路是十分必要的，因为同一支路上的晶体管同时导通将导致非常高的电流流经这些晶体管，并且由此可能导致晶体管和其他电路组件的损坏。如下面将要讨论的，常规实现的直流转换电路通常仅能提供初步的短路保护，这种短路保护往往无法满足在特定工作条件下的保护要求，特别是无法满足在晶体管切换等暂态过程期间的保护要求。根据本公开的实施例的直流转换电路能够根据电路操作状况来自动地调整导通晶体管的速度，从而避免在晶体管导通的暂态期间出现易于引起短路现象的过高的暂态值。
[0018]图1示出了直流转换电路100的示意性电路图。作为示例，直流转换电路100为直流降压电路。可以理解，本申请的实施例不限于直流降压电路。在一些实施例中，直流转换电路可以包括升压电路、降压升压电路。
[0019]在直流转换电路100中，示出了作为主开关器件的高侧晶体管(或者第一晶体管，HS)124和低侧晶体管(或者第二晶体管，LS)126，它们与输入电压节点(VIN)104和接地节点(PGND)114串联连接。HS 124和LS 126各自包括作为其一部分的反并联二极管。HS 124和LS 126分别由HS驱动电路120和LS驱动电路122进行驱动。
[0020]HS驱动电路(第一驱动电路)120由供电电源(BOOT)102进行供电，其一个输入端经由低压转高压(L2H)电路而被连接到HS控制节点106。HS控制节点(HSON)106输入用于控制HS 124的信号，其中高电平信号(“1”)表示导通HS 124，而低电平信号(“0”)表示关断HS 124。
[0021]LS驱动电路(第二驱动电路)122由VCC进行供电，其一个输入端经由电源域转换电路(LVL)而被连接到LS控制节点108。LVL用于实现VDD到VCC的电源域转换。LS控制节点(LSON)108输入用于控制LS 126的信号，其中高电平信号(“1”)表示导通LS 126，而低电平信号(“0”)表示关断LS 126。
[0022]开关节点(SW)110设置在HS 124与LS 126之间。自举电容器(Cboot)130与HS驱动电路120并联连接在BOOT 102与SW 110之间。自举电容器130主要用于向HS驱动电路120提
供保证能够实现正确的逻辑和输出驱动能力所需的足够能量。由于自举电容器130两端的电压与BOOT 102的电压V
BOOT
和SW 110的电压V
SW
的电压差(V
BOOT-V
SW
)相同，因此可以通过检测V
BOOT-V
SW
的值来判定是否需要对自举电容器130进行充电以补充能量。自举电容器130的充电可以通过使得LS 126导通来实现。
[0023]供电电源检测电路132同样并联连接在BOOT 102与SW 110之间，并且用于检测上文所述的电压差V
BOOT-V
SW
。供电电源检测电路132输出信号BOOTUV_HV，当V
BOOT-V
SW
低于第一阈值电压(诸如2V)时，BOOTUV_HV切换到高电平(“1”)，这表示BOOT 102与SW 110之间存在欠压，因此需要通过例如导通LS 126来为自举电容器130充电。当V
BOOT-V
SW
高于第二阈值电压(诸如2.2V)时，BOOTUV_HV从高电平切本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流转换电路，包括：第一晶体管，耦合在第一电源和开关节点之间；第二晶体管，耦合在所述开关节点和接地之间；以及保护电路，耦合至所述开关节点，并且被配置为基于所述开关节点的电压来调节所述第二晶体管的导通速度，以防止所述第一晶体管和所述第二晶体管同时导通。2.根据权利要求1所述的直流转换电路，还包括：第一驱动电路，耦合至所述第一晶体管并且由第二电源进行供电；以及第二驱动电路，耦合至所述第二晶体管。3.根据权利要求1所述的直流转换电路，还包括：供电电源检测电路，并联耦合在所述第二电源和所述开关节点之间。4.根据权利要求1所述的直流转换电路，其中所述保护电路还被配置为基于所述供电电源检测电路的输出信号来调节所述第二晶体管的所述导通速度。5.根据权利要求1所述的直流转换电路，其中所述保护电路还被配置为基于所述第一驱动电路的控制信号来调节所述第二晶体管的所述导通速度。6.根据权利要求1所述的直流转换电路，其中所述直流转换电路包括降压电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树春，董玲玲，李润德，王强，
申请(专利权)人：芯洲科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：