用于高压功率级的隔离连接制造技术

公开用于直流(DC)

【技术实现步骤摘要】
用于高压功率级的隔离连接


[0001]涉及高压功率级。

技术介绍

[0002]例如，直流(DC)
‑
DC转换器中可以使用功率级将DC电源从一个电压电平转换到另一个电压电平。高压(例如，5伏特(V)至36V)功率级可以由额定电压较低(例如，2.5V或20V)的开关装置的堆叠形成，所述开关装置交替地启用输入电源或地任一者与输出之间的开关段。堆叠的开关装置中的每一个可具有额定电压，所述额定电压低于功率级的额定电压。但是，在开关空载期间可能发生大量衬底注入，开关空载是其间不接通开关路径的间隔。因此，需要由堆叠开关装置形成的功率级，在所述功率级中，开关装置的隔离连接被适当偏置以减小或最小化衬底注入的影响，同时保持电路运行效率，并且避免堆叠开关装置的过压应力。

技术实现思路

[0003]公开用于DC
‑
DC转换器的功率级和DC
‑
DC转换器的实施例。在实施例中，一种用于DC
‑
DC转换器的功率级包括：输入端，从所述输入端接收所述DC
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DC转换器的具有输入DC电压的输入功率；高侧段，所述高侧段连接在所述输入DC电压与所述功率级的输出信号之间；以及低侧段，所述低侧段连接在所述功率级的所述输出信号与地之间。所述高侧段和所述低侧段中的至少一个包括堆叠晶体管，所述堆叠晶体管具有被偏置以减少衬底注入的隔离端。还描述其它实施例。
[0004]在实施例中，所述堆叠晶体管中的一个具有连接到所述输入DC电压的隔离端。
[0005]在实施例中，所述堆叠晶体管中的一个具有连接到启动电压的隔离端，所述启动电压通过电容器连接到所述功率级的输出信号。
[0006]在实施例中，所述堆叠晶体管中的一个具有连接到肖特基二极管或齐纳二极管的隔离端。
[0007]在实施例中，所述堆叠晶体管中的一个具有连接到地的隔离端。
[0008]在实施例中，所述堆叠晶体管包括场效应晶体管(FET)。
[0009]在实施例中，所述FET包括：第一FET，所述第一FET具有连接到所述输入DC电压的漏极端；以及第二FET，所述第二FET具有连接到所述第一FET的源极端的漏极端。
[0010]在实施例中，所述第一FET具有连接到所述输入DC电压的隔离端。
[0011]在实施例中，所述第一FET具有连接到第三FET的源极端的隔离端。
[0012]在实施例中，所述第二FET具有连接到启动电压的隔离端，所述启动电压通过电容器连接到所述功率级的输出信号。
[0013]在实施例中，所述FET另外包括：第一FET，所述第一FET具有连接到所述功率级的所述输出信号的漏极端；以及第二FET，所述第二FET具有连接到所述第一FET的源极端的漏极端和连接到地的源极端。
[0014]在实施例中，所述第一FET具有连接到肖特基二极管或齐纳二极管的隔离端。
[0015]在实施例中，所述第二FET具有连接到地或正固定电压的隔离端。
[0016]在实施例中，一种用于DC
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DC转换器的高压(HV)功率级包括：输入端，从所述输入端接收所述DC
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DC转换器的具有输入DC电压的输入功率；高侧段，所述高侧段连接在所述输入DC电压与所述HV功率级的输出信号之间；以及低侧段，所述低侧段连接在所述HV功率级的输出信号与地之间。所述高侧段和所述低侧段中的每一个包括堆叠晶体管，所述堆叠晶体管具有被偏置以减少衬底注入的隔离端。
[0017]在实施例中，高侧段的堆叠晶体管包括：第一LV N沟道FET，所述第一LV N沟道FET具有连接到所述输入DC电压的漏极端；以及第二LV N沟道FET，所述第二LV N沟道FET具有连接到所述第一LV N沟道FET的源极端的漏极端。所述低侧段的堆叠晶体管包括：第三LV N沟道FET，所述第三LV N沟道FET具有连接到所述第二LV N沟道FET的源极端的漏极端；以及第四LV N沟道FET，所述第四LV N沟道FET具有连接到所述第三LV N沟道FET的源极端的漏极端和连接到地的源极端。
[0018]在实施例中，所述第一LV N沟道FET具有连接到所述输入DC电压的隔离端。
[0019]在实施例中，所述第二LV N沟道FET具有连接到启动电压的隔离端，所述启动电压通过电容器连接到所述HV功率级的输出信号。
[0020]在实施例中，所述第三LV N沟道FET具有连接到肖特基二极管或齐纳二极管的隔离端。
[0021]在实施例中，所述第四LV N沟道FET具有连接到地的隔离端。
[0022]在实施例中，一种DC
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DC转换器包括功率级和连接到所述功率级的电感器
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电容器(LC)网络，所述功率级包括：输入端，所述输入端接收所述DC
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DC转换器的具有输入直流(DC)电压的输入功率；高侧段，所述高侧段连接在所述输入DC电压与所述功率级的输出信号之间；以及低侧段，所述低侧段连接在所述功率级的所述输出信号与地之间。所述高侧段和所述低侧段中的至少一个包括堆叠晶体管，所述堆叠晶体管具有被偏置以减少衬底注入的隔离端。所述功率级和所述LC网络被配置成将具有所述输入DC电压的所述输入功率转换为具有输出DC电压的输出信号。
[0023]根据本专利技术的其它方面将从以下结合附图、借助于本专利技术的原理的例子说明的详细描述而变得显而易见。
附图说明
[0024]图1是根据本专利技术的实施例的DC
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DC转换器的示意性框图。
[0025]图2描绘图1所示DC
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DC转换器的功率级的实施例。
[0026]图3描绘图2所示功率级的场效应晶体管(FET)的实施例的横截面。
[0027]贯穿描述，可以使用类似的附图标记来识别类似的元件。
具体实施方式
[0028]容易理解的是，如本文中总体描述且在附图中示出的实施例的组成部分可以用各种各样不同的配置来布置和设计。因此，以下如图中所表示的各种实施例的更详细描述并非意在限制本公开的范围，而仅仅是表示各种实施例。尽管在附图中呈现了实施例的各个
方面，但是除非特别地说明，否则附图未必按比例绘制。
[0029]在不脱离本专利技术的精神或基本特性的情况下，可以其它特定形式体现本专利技术。所描述的实施例在所有方面均被认为仅仅是说明性的而非限制性的。因此，本专利技术的范围由所附权利要求书而不是由此详细描述来指示。只要符合权利要求等同物的意义和范围，可在此意义和范围内进行各种改变。
[0030]贯穿本说明书对特征、优点或类似语言的涉及并不暗示可以本专利技术实现的所有特征和优点都应该在或在本专利技术的任何单一实施例中。实际上，涉及特征和优点的语言应理解成意指结合实施例描述的特定特征、优点或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书对特征、优点的论述和类似语言可以但不一定必须参考同一实施例。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于直流DC
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DC转换器的功率级，其特征在于，所述功率级包括：输入端，从所述输入端接收所述DC
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DC转换器的具有输入DC电压的输入功率；高侧段，所述高侧段连接在所述输入DC电压与所述功率级的输出信号之间；以及低侧段，所述低侧段连接在所述功率级的所述输出信号与地之间；其中，所述高侧段和所述低侧段中的至少一个包括堆叠晶体管，所述堆叠晶体管具有被偏置以减少衬底注入的多个隔离端。2.根据权利要求1所述的功率级，其特征在于，所述堆叠晶体管中的一个具有连接到所述输入DC电压的隔离端。3.根据权利要求1所述的功率级，其特征在于，所述堆叠晶体管中的一个具有连接到启动电压的隔离端，所述启动电压通过电容器连接到所述功率级的输出信号。4.根据权利要求1所述的功率级，其特征在于，所述堆叠晶体管中的一个具有连接到肖特基二极管或齐纳二极管的隔离端。5.根据权利要求1所述的功率级，其特征在于，所述堆叠晶体管中的一个具有连接到地的隔离端。6.根据权利要求1所述的功率级，其特征在于，所述堆叠晶体管包括多个场效应晶体管FET。7.根据权利要求6所述的功率级，其特征在于，所述FET包括：第一FET，所述第一FET具有连接到所述输入DC电压的漏极端；以及第二FET，所述第二FET具有连接到所述第一FET的源极端的漏极端。8.根据权利要求6所述的功率级，其特征在于，所述FET另外包括：第一FET，所述第一FET具有连接到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：