发明名称 在同步整流场效电晶体驱动器中使用比较器侦测相位本体二极体之系统及方法
摘要 一种用于同步整流场效电晶体驱动器之本体二极体比较器电路系包含一个取样电路及一个比较器。该场效电晶体驱动器系具有一个连接于一对上方的及下方的切换场效电晶体之间之一个相位节点,且系回应于一个脉波宽度调变讯号,该脉波宽度调变讯号系具有用于每一个周期之第一相位及第二相位。该取样电路系在该脉波宽度调变讯号之第一相位期间取样该相位节点之一个起始电压,且于该脉波宽度调变讯号之该第二相位期间提供一个指示加入至该相位节点之电压准位之起始相位电压之总和电压。该比较器系比较该总和电压及一个预定参考电压,且提供一个指示该脉波宽度调变讯号之第二相位期间该下方的场效电晶体之致动状态之输出。当该比较器系指示该下方的场效电晶体系为关闭时,该场效电晶体驱动器系使该上方的场效电晶体导通。
申请公布号 TWI289005 申请公布日期 2007.10.21
申请号 TW093131332 申请日期 2004.10.15
申请人 英特希尔公司 发明人 诺伊尔B 迪魁纳;唐纳德R 普雷斯拉;保罗K 史费拉萨
分类号 H03K5/22(2006.01) 主分类号 H03K5/22(2006.01)
代理机构 代理人 桂齐恒 台北市中山区长安东路2段112号9楼;阎启泰 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种用于同步整流场效电晶体驱动器之本体二 极体比较器电路,其中,该场效电晶体驱动器系回 应于一个脉波宽度调变讯号,且系具有一个连接于 上方的及下方的切换场效电晶体之间之一个相位 节点,且其中,该脉波宽度调变讯号系具有用于每 一个周期之第一相位及第二相位,该本体二极体比 较器电路系包含: 一个取样电路,其系在该脉波宽度调变讯号之第一 相位期间取样该相位节点之一个起始电压,且于该 脉波宽度调变讯号之该第二相位期间提供一个指 示加入至该相位节点之电压准位之起始相位电压 之总和电压;及 一个比较器,其系比较该总和电压及一个预定参考 电压,且其系提供一个指示该脉波宽度调变讯号之 第二相位期间该下方的场效电晶体之致动状态之 输出。 2.如申请专利范围第1项之本体二极体比较器电路, 其系进一步包含: 该比较器系具有第一及第二输入端; 一个第一电压源,其系提供该预定参考电压; 一个开关电路,其系在该脉波宽度调变讯号之第一 相位期间取样该预定参考电压,且其系在该脉波宽 度调变讯号之第二相位期间施加一个指示该预定 参考电压之第一电压至该比较器之该第一输入端; 且 该取样电路系操作于在该脉波宽度调变讯号之该 第一相位期间取样一个指示该相位节点之该起始 电压之第二电压,以在该脉波宽度调变讯号之第二 相位期间藉由将该第二电压加入至该相位节点之 电压准位而决定该总和电压,且施加该总和电压至 该比较器之该第二输入端。 3.如申请专利范围第1项之本体二极体比较器电路, 其系进一步包含: 该比较器系具有第一及第二输入端; 一个第一电压源,其系提供该预定参考电压; 一个第二电压源,其系提供一个共模电压; 一个开关电路,其系在该脉波宽度调变讯号之该第 一相位期间储存该预定参考电压及该共模电压之 间之一个第一差动电压,且于该脉波宽度调变讯号 之该第二相位期间施加该第一差动电压至该比较 器之该第一输入端;且 该取样电路系可操作于在该脉波宽度调变讯号之 该第一相位期间储存该共模电压及该相位节点之 该起始电压之间之一个第二差动电压,且在该脉波 宽度调变讯号之该第二相位期间提供该相位节点 电压及该第二差动电压之一个总和至该比较器之 该第二输入端。 4.如申请专利范围第3项之本体二极体比较器电路, 其中: 该开关电路系包含: 一个第一电容器,其系连接于该比较器之该第二输 入端及一个第一节点之间; 一个第一开关,其系连接于该第二电压源及该比较 器之该第一输入端之间; 一个第二开关,其系连接于该第一电压源及该第一 节点之间;及 一个第三开关,其系连接于该第一节点及接地之间 ; 其中,该取样电路系包含: 一个第二电容器,其系连接于该比较器之该第二输 入端及该相位节点之间;及 一个第四电容器,其系连接于该第二电压源及该比 较器之该第二输入端之间;且 其中,该第一、第二及第四开关在该脉波宽度调变 讯号之该第一相位期间系为开路的,且在该脉波宽 度调变讯号之该第二相位期间系闭路的,且其中, 该第三开关在该脉波宽度调变讯号之该第一相位 期间系为闭路的,且在该脉波宽度调变讯号之该第 二相位期间系开路的。 5.如申请专利范围第4项之本体二极体比较器电路, 其系进一步包含一个限压器,其系连接于该相位节 点及该第二电容器之间。 6.如申请专利范围第1项之本体二极体比较器电路, 其中,该比较器系包含一个消隐电路。 7.一种整流同步场效电晶体功率调整器,其系包含: 一个上方的场效电晶体及一个下方的场效电晶体, 该些场效电晶体系一起连接至一个相位节点且连 接于一个输入电压讯号及一个电压源之一个参考 端点之间; 一个脉波宽度调变逻辑电路,其系根据一个具有第 一及第二状态之脉波宽度调变讯号而切换该上方 的及下方的场效电晶体;及 一个比较器电路,其系连接至该相位节点及该脉波 宽度调变逻辑电路,且其系侦测该下方的场效电晶 体之致动状态,且该比较器电路系包含: 一个取样电路,该取样电路系在该脉波宽度调变讯 号之第一状态期间取样该相位节点之一个起始电 压,且在该脉波宽度调变讯号之该第二状态期间提 供一个指示该起始电压及该相位节点之该电压准 位之总和之总和电压;及 一个比较器,其系比较该总和电压及一个预定参考 电压,且提供一个指示该下方的场效电晶体之该致 动状态之输出。 8.如申请专利范围第7项之整流同步场效电晶体功 率调整器,其中,该上方的及下方的场效电晶体系 包含金氧半导体场效电晶体。 9.如申请专利范围第7项之整流同步场效电晶体功 率调整器,其中,该比较器电路系进一步包含: 该比较器系具有第一及第二输入端; 一个第一电压源,其系提供该预定参考电压; 一个开关电路,其系在该脉波宽度调变讯号之第一 相位期间取样该预定参考电压,且其系在该脉波宽 度调变讯号之第二相位期间施加一个指示该预定 参考电压之第一电压至该比较器之该第一输入端; 且 该取样电路系操作于在该脉波宽度调变讯号之该 第一相位期间取样一个指示该相位节点之该起始 电压之第二电压,以在该脉波宽度调变讯号之第二 相位期间藉由将该第二电压加入至该相位节点之 电压准位而决定该总和电压且施加该总和电压至 该比较器之该第二输入端。 10.如申请专利范围第7项之整流同步场效电晶体功 率调整器,其中,该比较器电路系进一步包含: 该比较器系具有一个非反相输入端及一个反相输 入端; 一个第一电压源,其系提供该预定参考电压; 一个第二电压源,其系提供一个共模电压; 一个开关电路,其系在该脉波宽度调变讯号之该第 一相位期间储存该预定参考电压及该共模电压之 间之一个第一差动电压,且于该脉波宽度调变讯号 之该第二相位期间施加该第一差动电压至该比较 器之该非反相输入端;且 该取样电路系可操作于在该脉波宽度调变讯号之 该第一相位期间储存该共模电压及该相位节点之 该起始电压之间之一个第二差动电压,以将该第二 差动电压加入至该相位节点电压,以决定该总和电 压,且提供该总和电压至该比较器之该反相输入端 。 11.如申请专利范围第10项之整流同步场效电晶体 功率调整器,其中: 该开关电路系包含: 一个第一电容器,其系连接于该比较器之该非反相 输入端及一个第一节点之间; 一个第一开关,其系连接于该第二电压源及该比较 器之该非反相输入端之间; 一个第二开关,其系连接于该第一电压源及该第一 节点之间;及 一个第三开关,其系连接于该第一节点及该电压源 之该参考端点之间; 其中,该取样电路系包含: 一个第二电容器,其系连接于该比较器之该反相输 入端及该相位节点之间;及 一个第四电容器,其系连接于该第二电压源及该比 较器之该反相输入端之间;且 其中,该第一、第二及第四开关在该脉波宽度调变 讯号之该第一相位期间系为开路的,且在该脉波宽 度调变讯号之该第二相位期间系闭路的,且其中, 该第三开关在该脉波宽度调变讯号之该第一相位 期间系为闭路的,且在该脉波宽度调变讯号之该第 二相位期间系开路的。 12.如申请专利范围第11项之整流同步场效电晶体 功率调整器,其系进一步包含一个限压器,其系连 接于该相位节点及该第二电容器之间。 13.如申请专利范围第7项之整流同步场效电晶体功 率调整器,其中,该比较器系包含一个消隐电路。 14.一种侦测同步整流场效电晶体驱动器之下方的 切换场效电晶体之致动状态之方法,该同步整流场 效电晶体驱动器系拨动一起连接至一个相位节点 之上方的切换场效电晶体及下方的切换场效电晶 体之致动,该方法系包含: 当该下方的场效电晶体系导通时储存一个指示该 相位节点之起始电压准位之第一电压准位;及 在该场效电晶体驱动器开始关闭该下方的场效电 晶体之后,决定何时该相位节点之电压准位系下降 至低于该起始电压准位一预定量。 15.如申请专利范围第14项之方法,其中,该决定之步 骤系包含比较一个预定参考电压及加入至该相位 节点之该电压准位之该第一电压准位。 16.如申请专利范围第14项之方法,其系进一步包含: 该储存一个指示该相位节点之起始电压准位之第 一电压准位之步骤系包含储存一个共模电压及该 起始电压准位之间之一个第一电压差; 储存该共模电压及一预定参考电压准位之间之一 个第二电压差;及 该决定步骤系包含比较该第一电压差与该相位节 点之该电压准位之总和及该第二电压差。 17.如申请专利范围第16项之方法,其中,该储存一个 第一电压差之步骤系包含将一个第一电容器充电, 该第一电容器系具有一个连接至该相位节点之第 一端及一个连接至一个共模电压源之第二端,且其 中,该储存一个第二电压差之步骤系包含将一个第 二电容器充电,该第二电容器系具有一个连接至一 个参考电压源之第一端及一个连接至该共模电压 源之第二端。 18.如申请专利范围第17项之方法,其中,该比较步骤 系包含:在该场效电晶体驱动器开始关闭该下方的 场效电晶体之后,切换该第一电容器之该第二端至 一个比较器之一个第一输入端,切换该第二电容器 之该第一端至接地,及切换该第二电容器之该第二 端至该比较器之一个第二输入端。 19.如申请专利范围第14项之方法,其系进一步包含 在该场效电晶体驱动器开始关闭该下方的场效电 晶体之后,立即忽略该相位节点之起始振荡。 20.如申请专利范围第14项之方法,其系进一步包含 在该场效电晶体驱动器开始关闭该下方的场效电 晶体之后且当该相位节点之电压下降至低于该起 始电压准位该预定量时,使该上方的场效电晶体导 通。 图式简单说明: 第1图系为根据本发明之一个示范实施例的包含一 个用于侦测相位本体二极体之自动归零比较器之 整流同步金氧半导体场效电晶体驱动器系统的一 个示范及方块图; 第2图系为第1图之本体二极体自动归零比较器电 路之更详细示意图; 第3图系为一个显示表现于第2图之该本体二极体 自动归零比较器电路之操作的时序图; 第4图系为一个显示整合于该驱动器中之击穿保护 的单通道金氧半导体场效电晶体驱动器之时序图 。
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