对于切换DC-DC的MOSFET通过驱动器的单引脚多路转换数字和模拟信息的电路制造技术

提供对于切换DC-DC的MOSFET通过驱动器的单引脚多路转换数字和模拟信息的电路。用单基于引脚的数字和模信息多路转换电路对DC-DC变换器的多特性编程，例如它的操作模式(例如强制连续导电模式或者不连续导电模式)，和变换器的操作参数(例如输出切换器件(上下MOSFET)的切换时间之间的停止时间)，其相关的驱动器集成电路具有仅留下可用于辅助目的的单引脚的引脚使用，仅仅借助于一个可利用的引脚，多路转换电路将相同控制信号中的数字信息和模拟信息都耦合到驱动器IC。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及DC电源以及由此的控制/驱动器电路，并尤其涉及借助于单输入引脚将数字信息和模拟信息多路转换到DC-DC变换器的驱动器的电路。可以使用数字信息成分控制DC-DC变换器的操作模式(例如，或者是强制连续导电模式(FCCM)，或者是不连续导电模式(DCM))。可以使用模拟信息成分对变换器的操作参数(例如输出切换器件(上下 M0SFET)的切换时间之间的停止时间)编程。单输入引脚仅仅是在包括用于输出MOSFET的控制/驱动器电路中的多引脚集成电路(IC)中，例如八引脚、半桥驱动器IC仅仅可以利用单输入引脚。因此，在这种电路中本专利技术能够提供比当前可利用的更高程度的特征集成。
技术介绍
除了用于控制DC-DC变换器的输出和MOSFET切换时间的控制/驱动电路的标准组驱动器功能之外，存在可能对于一些应用需要的两个附加功能。这些功能的第一个是能控制驱动器的操作模式，作为强制连续导电模式(FCCM)或者不连续导电模式(DCM)。这在便携式电源应用中非常需要，并通常通过向IC的逻辑输入引脚施加数字信号来实现，数字信号的逻辑状态指定操作模式。第二个功能是允许对输出MOSFET的切换之间的停止时间编程，其对于在广泛选择电源设备的过程中优化切换特性很重要。在今天的驱动器IC市场中，八引脚SOIC封装对于半桥驱动器设备是最普遍的。不幸地是，八引脚封装意味着，只有一个引脚对于辅助功能是可以使用的，例如上述的两个控制/编程功能，因为其它的七个引脚已经被占用用于驱动器IC的基本操作了。问题是怎么利用一个可用的引脚使上面的两个功能都可以应用于驱动器IC。
技术实现思路
根据本专利技术，需要控制/编程DC-DC变换器的多个操作特性，例如它的操作模式 (例如强制连续导电模式或者不连续导电模式)和变换器的操作参数(例如输出切换器件 (上下M0SFET)的切换时间之间的停止时间)，它的相关驱动器集成电路具有只剩下一个可用于辅助目的的引脚的引脚作用，并用基于单引脚的数字和模拟信息的多路转换电路成功地实现，仅仅借助于一个可用的引脚将相同控制信号内的数字信息和模拟信息都耦合到驱动器IC是有效的。为此目的，本专利技术的多路转换电路的第一个实施例的输入电路包括耦合到驱动器集成电路的输入/控制引脚的控制信号耦合电阻器，该驱动器集成电路控制DC-DC变换器， 例如补偿模式的DC-DC变换器的输出MOSFET电路的上下MOSFET的切换操作。通过控制信号传输的数字信息用它的逻辑状态表示，其在第一电压电平和第二电压电平之间变化。可以使用控制信号的这两个逻辑状态分别表示驱动器IC内输出MOSFET驱动器电路的不同操作模式(例如，之前提到的FCCM和DCM)。为了检测控制信号的数字信息成分的逻辑状态，驱动器IC的内部电路是可操作的，以在参考电压值等于控制信号的第一和第二电压电平之间的电压差的一半时维持输入 /控制引脚的电压。保持施加到单引脚的电压在该中间参考电压值使得数字信息的二进制可以在根据电流是流“进”还是流“出”引脚确定的控制信号内。为此目的，增大驱动器IC的内部电路，以包括具有耦合到引脚的电流极性检测器的数字信息提取电路。电流极性检测器检测电流是以第一方向流到引脚中，还是以第二方向流出引脚，其依据施加到耦合电阻器的控制信号的两个逻辑状态。如果控制信号的逻辑状态在第一逻辑状态，对应于第一电压电平(例如，接地)，施加到引脚的参考电压电平将高于施加到耦合电阻器的电压电平，使得电流将通过耦合电阻器流“出”引脚。通过电流极性检测器检测该向外流出的电流为负流动电流。另一方面，如果控制信号的逻辑状态在第二逻辑状态，对应于第二电压电平(例如，Vcc)，施加到引脚的参考电压电平将低于施加到耦合电阻器的电压(Vcc)，使得电流将从耦合电阻器流“进”引脚，并将通过电流极性检测器检测为正流动电流。也就是，相对于单引脚的电流流动的方向决定控制信号内数字信息成分的二进制状态，并可以用于设置驱动器IC将操作的模式(例如，上面所述对应于连续脉宽调制(PWM) 的强制连续导电模式(FCCM)和完全同步操作，或者不连续导电模式(DCM)，对应于驱动器根据负载从固定频率PWM操作转变到脉冲频率操作的能力)。电流极性检测器的输出作为控制输入耦合到模式选择电路，根据控制信号的逻辑状态(电压电平)，其设置驱动器IC以 FCCM或者DCM操作，由此获得要实现的第一所需功能-‘数字’模式控制。通过流过单个可利用的引脚的模拟电流的振幅表示控制信号(如上所述，其可以用于设置所需的停止时间)内的模拟信息。根据控制信号的两个逻辑状态之间的电压差除以控制信号耦合电阻器的值定义该模拟电流值。为了实现第二所需的功能，如上所述，例如对输出MOSFET的切换之间的停止时间编程，借助于模拟信息提取电路内的绝对值电路，读出流过单引脚(对于负流动电流和正流动电流该引脚是一样的，因为保持在该引脚的参考电压是第一和第二电压电平之间的中间值)的电流的绝对值。流过单引脚的电流的绝对值等于中间电压除以耦合电阻器的值的值，耦合电阻器的值对于给定应用的停止时间是编程机理。停止时间(正向或者反向)与流过单引脚的电流的绝对值成比例。在停止时间正比于电流时，那么耦合电阻器的值越小，停止时间越长， 以及耦合电阻器的值越大，停止时间越短。相反，在停止时间反比于电流时，那么耦合电阻器的值越小，停止时间越短，以及耦合电阻器的值越大，停止时间越长。由绝对值电路读出的电流的绝对值耦合到延时电路，其设置输出MOSFET的切换(先通后断)之间的延时或者停止时间，和读出的模拟电流的绝对值成比例。因此，用户具有仅仅通过改变控制信号耦合电阻器的电阻值编程停止时间的能力。由于读出的电流的振幅在正和负流动方向中是相同的，停止时间设置点不依赖于施加给单引脚的控制信号内的数字信息成分。根据第二个基于边缘检测的实施例，控制信号不是直接通过耦合电阻器耦合到一个输入引脚，是通过微分电路或者由串联电容器以及耦合在引脚和地之间的电阻器构成的高通滤波器耦合，通过微分电路或者高通滤波器，包含数字和模拟控制信息的控制信号耦合到单引脚。如在第一个实施例中，将控制信号的第一和第二电压电平之间的参考电压的中间电压施加给单引脚。因此，高通滤波器的电阻器耦合到地，通过电阻器的电流将总是从引脚流到地，并将具有等于参考电压除以接地电阻器的值的振幅。这允许电阻器充当用于编程通过单引脚的模拟电流的振幅以及由此所需的停止时间的机构。也就是，如在第一个实施例中，用流过单个可利用引脚的模拟电流的振幅表示通过控制信号传送的模拟信息成分。然而，不是根据控制信号的两个逻辑状态之间的电压 ‘差’(如除以耦合电阻器的值)，在第二个实施例中的模拟电流的振幅是基于参考电压的值 (如除以接地电阻器的值)。由于通过单引脚的模拟电流的极性没有变化，所以在模拟信息提取电路中没有绝对值电路。相反，读出的电流的稳定状态值直接耦合到模拟信息提取电路内的延时电路，其设置和读出的模拟电流值成比例的输出MOSFET的切换(先通后断)之间的延时或者停止时间，如在第一个实施例中。用在控制信号的逻辑状态中的转变“方向”表示第二个实施例中控制信号的数字信息成分。当通过高通滤波器微分时，控制信号中的正向或者从低到高转变或者边缘在单个可利用引脚产本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于通过ＤＣ－ＤＣ变换器的驱动器电路的单引脚提取包含在控制信号中的数字信息和模拟信息的电路，其中所述数字信息可被用于选择所述变换器多种操作模式的其中一种，以及所述模拟信息可被用于对所述变换器的操作参数编程，所述电路包括：输入电路，通过该电路将所述控制信号施加给所述驱动器电路的所述单引脚；数字信息提取电路，耦合在所述单引脚和所述驱动器电路之间，并可操作地从所述控制信号提取所述数字信息，并将所述数字信息提供给所述驱动器电路；以及模拟信息提取电路，耦合在所述单引脚和所述驱动器电路之间，并可操作地从所述控制信号提取所述模拟信息，并将所述模拟信息提供给所述驱动器电路，其中所述数字信息提取电路可操作地基于流过所述单引脚的模拟电流的正方向和流过所述单引脚的所述模拟电流的负反向中至少一个，从所述控制信号提取所述数字信息，所述模拟电流响应于所述控制信号施加到所述输入电路而流过所述单引脚；以及其中所述模拟信息提取电路可操作地响应于所述控制信号施加到所述输入电路，基于流过所述单引脚的稳态模拟电流的绝对值，从所述控制信号提取所述模拟信息。

【技术特征摘要】
2005.09.28 US 60/721,210;2006.02.22 US 11/359,0761.一种用于通过DC-DC变换器的驱动器电路的单引脚提取包含在控制信号中的数字信息和模拟信息的电路，其中所述数字信息可被用于选择所述变换器多种操作模式的其中一种，以及所述模拟信息可被用于对所述变换器的操作参数编程，所述电路包括输入电路，通过该电路将所述控制信号施加给所述驱动器电路的所述单引脚；数字信息提取电路，耦合在所述单引脚和所述驱动器电路之间，并可操作地从所述控制信号提取所述数字信息，并将所述数字信息提供给所述驱动器电路；以及模拟信息提取电路，耦合在所述单引脚和所述驱动器电路之间，并可操作地从所述控制信号提取所述模拟信息，并将所述模拟信息提供给所述驱动器电路，其中所述数字信息提取电路可操作地基于流过所述单引脚的模拟电流的正方向和流过所述单引脚的所述模拟电流的负反向中至少一个，从所述控制信号提取所述数字信息， 所述模拟电流响应于所述控制信号施加到所述输入电路而流过所述单引脚；以及其中所述模拟信息提取电路可操作地响应于所述控制信号施加到所述输入电路，基于流过所述单引脚的稳态模拟电流的绝对值，从所述控制信号提取所述模拟信息。2.根据权利要求1的电路，其中所述数字信息提取电路可操作地响应于所述控制信号施加到所述输入电路，基于在所述单引脚产生的电条件的极性从所述控制信号提取所述数子fe息。3.根据权利要求1的电路，其中所述输入电路包括编程电阻器，通过该电阻器，所述控制信号耦合到所述单引脚。4.根据权利要求2的电路，其中通过所述控制信号的逻辑电压电平之间的迁跃表示所述数字信息，以及响应所述控制信号施加到所述输入电路，用流过所述单引脚的所述稳态模拟电流的值表示所述模拟信息。5.根据权利要求4的电路，其中所述数字信息提取电路可操作地响应于所述控制信号施加到所述输入电路，基于在所述单引脚产生的电压脉冲的极性，从所述控制信号提取所述数字信息。6.根据权利要求5的电路，其中所述输入电路包括高通滤波器。7.根据权利要求1的电路，其中所述数字信息代表所述DC-DC变换器的操作的强制连续导电模式和不连续导电模式的其中一种，以及其中所述模拟信息代表所述DC-DC变换器的输出切换器件的切换时间之间的停止时间。8.—种通过DC-DC变换器的驱动器电路的单引脚提取包含在控制信号中的数字信息和模拟信息的方法，其中所述数字信息被用于选择所述变换器多种操作模式的其中一个， 以及所述模拟信息被用于对用于所述变换器的所述多种操作模式的每一种的所述变换器的操作参数进行编程，所述方法包括以下步骤(a)通过输入电路将所述控制信号耦合到所述驱动器电路的所述单引脚，以在所述驱动器电路的所述单引脚产生信号；(b)处理在所述驱动器电路的所述单引脚在步骤(a)中产生的所述信号，以便于从所述信号中提取所述数字信息，并将所述数字信息提供给所述驱动器电路，所述数字信息由所述控制信号的逻辑电压电平表示；以及(c)处理在所述驱动器电路的所述单引脚在步骤(a)中产生的所述信号，以便于从所述信号中提取所述模拟信息，并将所述模拟信息提供给所述驱动器电路，所述模拟信息由响应于所述控制信号施加到所述输入电路而流过所述单引脚的稳态模拟电流的绝对值表9.根据权利要求8的方法，其中所述数字信息代表所述DC-DC变换器的操作的强制连续导电模式和不连续导电模式的其中一种，以及其中所述模拟信息代表所述DC-DC变换器的输出切换器件的切换时间之间的停止时间。10.根据权利要求8的方法，其中步骤(b)包括响应于所述控制信号施加到所述输入电路，基于在所述单引脚产生的电条件极性，从所述控制信号提取所述数字信息，以及步骤 (c)包括响应于所述控制信号施加到所述输入电路，根据流过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·P·劳尔，W·东，M·D·沙阿，
申请(专利权)人：英特赛尔美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US