发明名称 决定电晶体开关状态之方法及装置
摘要 本发明系有关一种决定具有绝缘驱动电极之电晶体开关状态之方法,该驱动电极可于开启周期内基于驱动信号来充电,或于关闭周期内基于该驱动信号而放电,且该电晶体系视该驱动电极而开启或关闭,其中该驱动电极之充电及放电电流之时域轮廓或被储存于该驱动电极之该电荷之时域轮廓系被评估来决定该开关状态,且其中基于该开关状态而提供一状态信号被提供,及有关用于实施此方法之装置。
申请公布号 TWI277296 申请公布日期 2007.03.21
申请号 TW093108445 申请日期 2004.03.26
申请人 英飞凌科技股份有限公司 发明人 安德里亚斯.基普
分类号 H03K17/18(2006.01) 主分类号 H03K17/18(2006.01)
代理机构 代理人 蔡清福 台北市中山区中山北路3段27号13楼
主权项 1.一种决定具有绝缘驱动电极(G)之电晶体开关状 态之方法,该驱动电极(G)系基于开启周期内视驱动 信号(IN)而充电,或于关闭周期内基于该驱动信号( IN)而放电,且该电晶体系基于该驱动电极(G)而开启 或关闭,其中系评估该驱动电极(G)之充电及放电电 流(Ig)之时域轮廓或被储存于该驱动电极(G)之该电 荷之时域轮廓来决定该开关状态,且其中基于该开 关状态而提供一状态信号(ST)。 2.如申请专利范围第1项之方法,其包含该下列方法 步骤: -基于该充电及放电电流(Ig)以提供电流量测信号(S 1), -对时间整合该电流量测信号(S1)来提供一充电信 号(S2), -比较该充电信号(S2)及一第一参考信号(Vref1),基于 该比较结果以提供开关状态之状态信号(ST)。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中于一开启周期 期间,一充电电流(Ig)系流至该控制电极(G),该充电 信号(S2)之最大値(S2max)系被决定,且其中该第一参 考信号(Vref1)系基于该被决定之最大値(S2max)来设 定。 4.如申请专利范围第1项之方法,其具有该下列方法 步骤: -于该电晶体之一驱动周期期间:决定第一电荷量 被储存于该驱动电极(G)之第一瞬间点(t1)及第二电 荷量被储存于该驱动电极(G)之第二瞬间点(t2)间之 第一持续期间(TS), -于该电晶体之一接续驱动周期期间:决定第一电 荷量(Qg1)被储存于该驱动电极(G)之第三瞬间点, -提供一状态信号(ST),其具有第四瞬间点处之一位 准改变,该第四瞬间点系视该第三瞬间点(t3)及该 第一持续期间(TS)而定。 5.如申请专利范围第4项之方法,其中该第一持续期 间(TS)系于该电晶体关闭周期内被决定。 6.如申请专利范围第1项之方法,其具有该下列方法 步骤: -于该电晶体之一驱动周期期间:决定第一电荷量 被储存于该驱动电极(G)之第一瞬间点(t1)及第二电 荷量被储存于该驱动电极(G)之第二瞬间点(t2)间之 第一持续期间(TS), -比较该第一持续期间(TS)及参考持续期间(Tref),及 基于该比较结果决定该第一电荷量値,及基于比较 结果产生该状态信号(ST)。 7.如申请专利范围第6项之方法,其中当该第一持续 期间(TS)及该参考持续期间(Tref)间之差异小于一预 定门槛値时,该状态信号之下降边缘系基于该第一 瞬间点(t1)而产生。 8.如申请专利范围第6或7项之方法,其中当该第一 持续期间(TS)及该参考持续期间(Tref)间之差异大于 一预定门槛値时,该状态信号之下降边缘系基于该 第二瞬间点(t2)而产生。 9.如申请专利范围第1项之方法,其具有该下列方法 步骤: -基于充电及放电电流(Ig)提供一电流量测信号(S1), -于关闭周期期间:比较该电流量测信号(S1)及一参 考信号(Vref3), -提供一状态信号(ST),其于该关闭周期期间之该电 流量测信号大小超过该参考値(Vref3)之瞬间点处具 有第n次位准改变,其中n为大于1之整数。 10.如申请专利范围第9项之方法,其中n=2。 11.一种决定具有绝缘驱动电极(G)之电晶体开关状 态之装置,其可被连接至该驱动电极(G)且其具有以 下特征: -一电流量测装置(20),其基于该电晶体(T)之充电及 放电电流(Ig)以提供一电流量测信号(S1), -一评估单元(30;40),该电流量测信号(S1)可被馈送至 且其基于该电流量测信号(S1)之时域轮廓以提供一 开关状态信号(ST),而定及表示开关状态。 12.如申请专利范围第11项之装置,其中该评估单元( 30)系具有以下特征: -一整合单元(31),该电流量测信号(S1)可被馈送至且 可提供充电信号(S2), -一比较器单元(32),该充电信号(S2)及一第一参考信 号(Vref1)可被馈送至且基于该充电信号(S2)及该第 一参考信号(Vref1)之比较而提供一状态信号(ST)。 13.如申请专利范围第12项之装置,其具有一最大値 获取单元(33),该充电信号(S2)可被馈送至且可提供 最大値信号(S2max),其表示在一预定时间间隔内之 充电信号(S2)最大値,该第一参考信号(Vref1)系视该 最大値信号(S2max)而定。 14.如申请专利范围第11项之装置,其中该评估单元( 30)系具有以下特征: -一整合单元(31),该电流量测信号(S1)可被馈送至且 可提供一充电信号(S2), -一第一比较器单元(32),该充电信号(S2)及第一参考 信号(Vref1)可被馈送至且基于该充电信号(S2)及该 第一参考信号(Vref1)之比较而提供一第一比较信号 (ST32), -一第二比较器单元(34),该充电信号(S2)及第二参考 信号(Vref2)可被馈送至且基于视该充电信号(S2)及 该第二参考信号(Vref2)之比较而提供一第二比较信 号(ST34), -一时间获取单元(35),该第一及第二比较信号(ST32, ST34)可被馈送至且基于视该第一比较信号(ST32)之 位准改变及该第二比较信号(ST34)之位准改变间之 时域距离而提供一时间信号(TS), -一组合单元(35),该第一比较信号(ST32)及该时间信 号(TS)可被馈送至且基于该第一比较信号(ST32)及该 时间信号(TS)而提供一状态信号(ST)。 15.如申请专利范围第14项之装置,其中该第二比较 信号(ST34)亦被馈送至该组合电路(35),当该时间信 号小于一预定値时,该组合单元(35)系被设计输出 第二比较信号(ST34)以做为状态信号(ST)。 16.如申请专利范围第15项之装置,其具有一最大値 获取单元(33),该充电信号(S2)可被馈送至且可提供 一最大値信号(S2max),其表示在一预定时间间隔内 之充电信号(S2)之一最大値,该第一参考信号(Vref1) 及该第二参考信号(Vref2)系视该最大値信号(S2max) 而定。 17.如申请专利范围第11项之装置,其中该评估单元( 30)系具有以下特征: -一整合单元(31),该电流量测信号(S1)可被馈送至且 可提供一充电信号(S2), -一第一比较器单元(32),该充电信号(S2)及一第一参 考信号(Vref1)可被馈送至且基于视该充电信号(S2) 及该第一参考信号(Vref1)之比较而提供一第一比较 信号(ST32), -一第二比较器单元(34),该充电信号(S2)及一第二参 考信号(Vref2)可被馈送至且基于该充电信号(S2)及 该第二参考信号(Vref2)之比较而提供一第二比较信 号(ST34), -一时间获取单元(35),该第一及第二比较信号(ST32, ST34)可被馈送至且基于该第一比较信号(ST32)之位 准改变及该第二比较信号(ST34)之位准改变间之一 时域距离而提供一时间信号(TS), -一比较单元(37),该时间信号(TS)及一参考信号(Tref) 可被馈送至且其视该时间信号(TS)及该参考信号( Tref)之比较来设定该第一参考信号(Vref1),且其提供 一比较信号(S38), -一组合单元(38),该第一比较信号(ST32)及该比较信 号(S38)可被馈送至且基于视该第一比较信号(ST32) 及该比较信号而提供状态信号(ST)。 18.如申请专利范围第17项之装置,其中该第二比较 信号(ST34)亦被馈送至该组合单元(38),该第一或第 二比较信号(ST32,ST34)系依据该比较信号(S38)被输出 当作状态信号(ST)。 19.如申请专利范围第11项之装置,其中该评估单元( 40)系具有以下特征: -一比较器单元(41),该电流量测信号(S1)及一第三参 考信号(Vref3)可被馈送至且可提供一比较信号(S3), -一计数器装置(43),其被下游连接至该比较器装置 且被设计来计数该比较信号(S3)之位准改变,且可 基于该计数器读取而提供一计数信号(S4), -一计数器信号评估单元(44),该计数器信号可被馈 送至且基于该计数器信号(S4)而提供该状态信号(ST )。 20.如申请专利范围第19项之装置,其中该计数器装 置(43)可假设该计数器信号(S4)依赖之n计数器读取, 且其中该计数器评估单元(44)可提供一状态信号(ST ),其当该计数器读取从该计数器读取之一特定计 数器读取改变至该计数器读取之另一特定计数器 读取时,呈现一位准改变。 21.如申请专利范围第20项之装置,其中该计数器装 置可假设两计数器读取。 22.一种驱动具有第一及第二电晶体(T1,T2)之半桥电 路之第一电晶体(T1,T2)之方法,其负载路径系被串 联,该方法系具有该下列方法步骤: -使用如申请专利范围第1至7项之一之方法来决定 该第二电晶体(T2,T1)之开关状态, -基于该该第二电晶体(T2,T1)之该开关状态来驱动 该第一电晶体(T1,T2)。 23.如申请专利范围第22项之方法,其中该第一电晶 体(T1,T2)之该开关状态系以如申请专利范围第1至6 项之一之方法为基础来决定,且其中该第二电晶体 (T2,T1)系基于该第一电晶体(T1,T2)之该开关状态来 驱动。 图式简单说明: 第1图显示具有被当作低侧开关之金属氧化半导体 场效电晶体及驱动电路之电路装置,该驱动电路系 具有可获取金属氧化半导体场效电晶体之开关状 态之电路装置, 第2A-2B图显示可决定视使用一参考信号(第2A图)及 使用两参考信号(第2B图)之开关状态而定之状态信 号之评估单元第一实施例, 第3A-3D图显示被描绘于第1及2图中之被选择信号时 间轮廓, 第4图显示可提供视开关状态而定之状态信号之评 估单元进一步实施例, 第5图显示用于评估单元之一之积体单元电路实施 例, 第6图显示可决定视电晶体开关状态而定之状态信 号之评估单元进一步实施例, 第7A-7D图显示被描绘于第一及六图中之被选择信 号轮廓例, 第8图显示具有被当作高侧开关之金属氧化半导体 场效电晶体及驱动电路之电路装置,该驱动电路系 具有可获取金属氧化半导体场效电晶体之开关状 态之电路装置, 第9图显示可提供视开关状态而定之状态信号之评 估单元进一步实施例, 第10A-10F图显示被描绘于第1及9图中之被选择信号 时间轮廓, 第11图显示具有两串联金属氧化半导体场效电晶 体之半桥电路及可决定金属氧化半导体场效电晶 体开关状态之评估单元, 第12A-12B图显示被描绘于第6图中之评估单元修改 。
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