电平转换电路、电平转换电路实现方法及开关电源电路技术

本申请提供一种电平转换电路、电平转换电路实现方法及开关电源电路。电平转换电路包括：与门单元、功率晶体管、延时器和触发单元。功率晶体管的数量为一个。与门单元对第一电压域内的修调信号和第一控制信号进行逻辑处理得到第一信号，通过导通的功率晶体管向触发单元发送第一信号。延时器对第二控制信号进行延迟处理，向触发单元发送延迟后的第二控制信号。触发单元基于延迟后的第二控制信号得到第二电压域内的修调信号。电平转换电路借助一个功率晶体管，将第一电压域内的修调信号转换为第二电压域内的修调信号。从而，在实现将第一电压域内的修调信号转换为第二电压域内的修调信号的基础上，减小电平转换电路所占的面积，降低成本和减少功耗。降低成本和减少功耗。降低成本和减少功耗。

【技术实现步骤摘要】
电平转换电路、电平转换电路实现方法及开关电源电路


[0001]本申请涉及集成电路
，尤其涉及一种电平转换电路及开关电源电路。

技术介绍

[0002]开关电源因高效率和高电压调整能力等特点被大量应用于电子产品中。开关电源根据其基本拓扑，可分为降压变换器(buck converter，Buck)，升压变换器(boost converter，Boost)，以及降压
‑
升压变换器(buck
‑
boost converter，Buck
‑
Boost)三种基本类型。考虑到工作条件和工作效率等因素，Buck的应用规模是最大的。以Buck芯片为例，在驱动Buck芯片中的上管时，上管的栅极电压需要比开关节点(SW)的电压高。例如，采用自举(bootstrap，BOOT)电容把上管的栅极电压抬升至BOOT电压。此时，BOOT电压比开关节点SW的电压高一个数字电源电压(digital vdd，DVDD)。
[0003]通常需要设计修调电路，调整上管的驱动强度，保证Buck芯片的驱动强度符合Buck芯片的设计预期。由于上管的驱动是发生在高电压域内，而修调电路又设置在低电压域内。因此，修调电路可以采用电平转换电路，实现修调电路输出的修调信号从低电压域向高电压域的转换，使修调信号可以调整上管的驱动强度。
[0004]传统技术中，电平转换电路中至少包括2个高压功率管，这会导致电平转换电路所占的面积较大。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种电平转换电路、电平转换电路实现方法及开关电源电路，能够减小电平转换电路所占的面积。
[0006]第一方面，本申请提供一种电平转换电路，该电平转换电路应用于开关电源电路，开关电源电路包括第一开关管和第二开关管，开关节点位于第一开关管的源极和第二开关管的漏极之间，该电平转换电路包括：与门单元、功率晶体管、延时器和触发单元，功率晶体管的数量为一个；
[0007]与门单元的第一端与修调电路电连接，与门单元的第二端与控制电路电连接，与门单元的第三端与功率晶体管的第一端电连接，功率晶体管的第二端与开关节点电连接，功率晶体管的第三端与自举电压端电连接，触发单元的第一端与连接点电连接，连接点位于功率晶体管的第三端和自举电压端之间，触发单元的第二端与延时器的第一端电连接，延时器的第二端与控制信号转换电路电连接，触发单元的第三端用于输出在第二电压域内的修调信号；
[0008]与门单元，用于从修调电路接收第一电压域内的修调信号，修调信号用于改变第一开关管的驱动强度，第一电压域的电压小于第二电压域的电压；
[0009]与门单元，还用于从控制电路接收第一控制信号，第一控制信号用于在第一电压域内控制第一开关管的导通或关断；
[0010]与门单元，还用于对第一电压域内的修调信号和第一控制信号进行逻辑处理，得
到第一信号，并通过导通的功率晶体管向触发单元发送第一信号；
[0011]延时器，用于从控制信号转换电路接收第二控制信号，对第二控制信号进行延迟处理，并向触发单元发送延迟后的第二控制信号，延迟后的第二控制信号用于在第二电压域内控制第一开关管的导通或关断；
[0012]触发单元，用于基于延迟后的第二控制信号，对第一信号进行电平转换，得到第二电压域内的修调信号。
[0013]通过第一方面提供的电平转换电路，该电平转换电路包括：与门单元、功率晶体管、延时器和触发单元。其中，功率晶体管的数量为一个。与门单元可以从修调电路接收第一电压域内的修调信号。与门单元还可以从控制电路接收第一控制信号。如此，与门单元可以对第一电压域内的修调信号和第一控制信号进行逻辑处理，得到第一信号，并通过导通的功率晶体管向触发单元发送第一信号。延时器可以从控制信号转换电路接收第二控制信号，对第二控制信号进行延迟处理，并向触发单元发送延迟后的第二控制信号。触发单元可以基于延迟后的第二控制信号，对第一信号进行电平转换，得到第二电压域内的修调信号。由于该电平转换电路仅借助一个功率晶体管，可以将第一电压域内的修调信号转换为第二电压域内的修调信号。从而，在电平转换电路能够实现将第一电压域内的修调信号转换为第二电压域内的修调信号的基础上，可以减小电平转换电路所占的面积，降低成本和减少功耗。
[0014]在一种可能的设计中，该电平转换电路还包括：第一电阻；第一电阻的第一端电连接于功率晶体管的第二端与开关节点之间，第一电阻的第二端与连接点电连接。
[0015]在一种可能的设计中，与门单元为与门器；与门器的第一端与修调电路电连接，与门器的第二端与控制电路电连接，与门器的第三端与功率晶体管的第一端电连接。
[0016]在一种可能的设计中，触发单元为D触发器；D触发器的第一端与连接点电连接，D触发器的第二端与延时器的第一端电连接，D触发器的第三端用于输出在第二电压域内的修调信号。
[0017]在一种可能的设计中，该电平转换电路还包括：第二电阻；第二电阻的第一端与自举电压端电连接，第二电阻的第二端与功率晶体管的第三端电连接。
[0018]在一种可能的设计中，该电平转换电路还包括：二极管；二极管的第一端与第二电阻的第二端电连接，二极管的第二端与功率晶体管的第三端电连接。
[0019]在一种可能的设计中，该电平转换电路还包括：第一缓冲器；第一缓冲器的第一端与连接点电连接，第一缓冲器的第二端与触发单元的第一端电连接。
[0020]在一种可能的设计中，该电平转换电路还包括：第二缓冲器；触发单元的第三端与第二缓冲器电连接。
[0021]第二方面，本申请提供一种电平转换电路实现方法，应用于第一方面及第一方面任一种可能的设计中的电平转换电路，该电平转换电路实现方法包括：
[0022]与门单元从修调电路接收第一电压域内的修调信号，修调信号用于改变第一开关管的驱动强度，第一电压域的电压小于第二电压域的电压；
[0023]与门单元还从控制电路接收第一控制信号，第一控制信号用于在第一电压域内控制第一开关管的导通或关断；
[0024]与门单元还对第一电压域内的修调信号和第一控制信号进行逻辑处理，得到第一
信号，并通过导通的功率晶体管向触发单元发送第一信号；
[0025]延时器从控制信号转换电路接收第二控制信号，对第二控制信号进行延迟处理，并向触发单元发送延迟后的第二控制信号，延迟后的第二控制信号用于在第二电压域内控制第一开关管的导通或关断；
[0026]触发单元基于延迟后的第二控制信号，对第一信号进行电平转换，得到第二电压域内的修调信号。
[0027]上述第二方面以及上述第二方面的各可能的设计中所提供的，其有益效果可以参见上述第一方面和第一方面的各可能的实施方式所带来的有益效果，在此不再赘述。
[0028]第三方面，本申请提供一种开关电源电路，该开关电源电路包括：第一开关管、第二开关管、修调电路、控制电路、控制信号转换电路、驱动电路以及上述第一方面及第一方面任一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电平转换电路，应用于开关电源电路，所述开关电源电路包括第一开关管和第二开关管，开关节点位于所述第一开关管的源极和所述第二开关管的漏极之间，其特征在于，所述电平转换电路包括：与门单元、功率晶体管、延时器和触发单元，所述功率晶体管的数量为一个；所述与门单元的第一端与修调电路电连接，所述与门单元的第二端与控制电路电连接，所述与门单元的第三端与所述功率晶体管的第一端电连接，所述功率晶体管的第二端与所述开关节点电连接，所述功率晶体管的第三端与自举电压端电连接，所述触发单元的第一端与连接点电连接，所述连接点位于所述功率晶体管的第三端和所述自举电压端之间，所述触发单元的第二端与所述延时器的第一端电连接，所述延时器的第二端与控制信号转换电路电连接，所述触发单元的第三端用于输出在第二电压域内的所述修调信号；所述与门单元，用于从修调电路接收第一电压域内的修调信号，所述修调信号用于改变第一开关管的驱动强度，所述第一电压域的电压小于所述第二电压域的电压；所述与门单元，还用于从控制电路接收第一控制信号，所述第一控制信号用于在所述第一电压域内控制所述第一开关管的导通或关断；所述与门单元，还用于对所述第一电压域内的所述修调信号和所述第一控制信号进行逻辑处理，得到第一信号，并通过导通的所述功率晶体管向所述触发单元发送所述第一信号；所述延时器，用于从控制信号转换电路接收第二控制信号，对所述第二控制信号进行延迟处理，并向所述触发单元发送延迟后的第二控制信号，所述延迟后的第二控制信号用于在第二电压域内控制所述第一开关管的导通或关断；所述触发单元，用于基于所述延迟后的第二控制信号，对所述第一信号进行电平转换，得到所述第二电压域内的所述修调信号。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电平转换电路还包括：第一电阻；所述第一电阻的第一端电连接于所述功率晶体管的第二端与所述开关节点之间，所述第一电阻的第二端与所述连接点电连接。3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述与门单元为与门器；所述与门器的第一端与修调电路电连接，所述与门器的第二端与控制电路电连接，所述与门器的第三端与所述功率晶体管的第一端电连接。4.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述触发单元为D触发器；所述D触发器的第一端与所述连接点电连接，所述D触发器的第二端与所述延时器的第一端电连接，所述D触发器的第三端用于输出在第二电压域内的所述修调信号。5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电平转换电路还包括：第二电阻；所述第二电阻的第一端与所述自举电压端电连接，所述第二电阻的第二端与所述功率晶体管的第三端电连接。6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿翔，徐鹏举，
申请(专利权)人：上海南芯半导体科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：