电源电路、驱动电路及提供驱动电压的方法与流程

本发明的实施例涉及一种电子电路，更具体地说，尤其涉及一种电压调整电路的驱动电路以及电源电路。

背景技术：

1、图1示出了传统的电压调整电路100的电路图。电压调整电路100包括晶体管m1、晶体管m2、电感l、驱动电路110以及反馈控制电路120。如图1所示，电压调整电路100为降压变换器(buck converter)。驱动电路110用于接收脉冲宽度调制(pulse width modulation,pwm)控制信号spwm，并根据所述pwm控制信号spwm提供驱动信号g1到晶体管m1的控制端，以及提供驱动信号g2到晶体管m2的控制端。晶体管m1的第一端连接至电压源(例如，输入电压节点vin)，晶体管m1的第二端连接到晶体管m2的第一端(例如，节点sw)，晶体管m2的第二端连接至地gnd。晶体管m1受驱动信号g1控制交替地导通和关断。晶体管m2受驱动信号g2控制交替地导通和关断。输出电容cout跨接在输出电压的两端(例如，电压输出节点vout)，以对输出的电压信号进行滤波。反馈控制电路120接收输出电压，并产生提供给驱动电路110的pwm控制信号spwm。

2、电压转换电路在负载从重载切换到轻载时，在电感储存的能量被输出电容吸收的过程中，输出电压在达到稳态之前会产生尖峰。输出电压尖峰可能会导致元件的损坏。在此情况下，可以使用具有大的电容值的输出电容以抑制电压尖峰。然而，这会造成成本增加和整个电路的尺寸变大。

3、为了减轻输出电压的尖峰，一种做法是通过关断电压转换电路的低侧晶体管m2而导通晶体管m2内部寄生的体二极管，而将通过电感的电流以更快的速率下降而被拉低以降低输出电压的尖峰。然而，体二极管的导通会造成衬底注入电流(substrate currentinjections)的问题，可能影响开关管的电气特性，甚至因此影响了系统的性能。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提出一种电源电路、驱动电路及提供驱动电压的方法。

2、根据本发明的一实施例提供了一种电源电路，包括第一开关、第二开关以及驱动电路。第一开关具有第一端、第二端及控制端。第一开关的第一端耦接至电压源。第二开关具有第一端、第二端及控制端。第二开关的第一端耦接至第一开关的第二端，第二开关的第二端耦接至地。驱动电路用于接收pwm控制信号，并根据pwm控制信号提供第一驱动信号至第一开关的控制端及提供第二驱动信号至第二开关的控制端，驱动电路还用于判断pwm控制信号是否为高阻抗逻辑电平。其中，驱动电路还用于在pwm控制信号为低逻辑电平时，提供第一电平的第二驱动信号至第二开关以导通第二开关；在pwm控制信号为高逻辑电平时，提供第二电平的第二驱动信号至第二开关以关断第二开关；在pwm控制信号为高阻抗逻辑电平时，调整第二驱动信号的电压值以使第二开关工作在线性区。

3、根据本发明的另一实施例提供了一种用于电压调整电路的驱动电路。驱动电路包括三态检测电路以及控制电路。三态检测电路用于接收pwm控制信号，并判断pwm控制信号的电压值是否介于第一电压阈值及第二电压阈值之间。其中，若pwm控制信号的电压值介于第一电压阈值及第二电压阈值之间，则三态检测电路判断pwm控制信号为高阻抗逻辑电平并提供三态信号，其中，第一电压阈值小于第二电压阈值，第一电压阈值用于指示低逻辑电平，且第二电压阈值用于指示高逻辑电平。

4、根据本发明的又一实施例提供了一种提供驱动电压的方法。所述方法包括以下步骤：接收pwm控制信号；判断pwm控制信号是否为高阻抗逻辑电平；根据pwm控制信号提供驱动信号到开关。其中，当pwm控制信号为低逻辑电平时，提供第一电平的驱动信号至开关以导通开关；当pwm控制信号为高逻辑电平时，提供第二电平的驱动信号至开关以关断开关；当pwm控制信号为高阻抗逻辑电平时，调整驱动信号的电压值以使开关工作在线性区。

技术特征：

1.一种电源电路，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：

3.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，第二开关为晶体管，该晶体管具有体二极管，其中，当pwm控制信号为高阻抗逻辑电平时，第二开关两端的漏源电压小于所述体二极管的正向导通电压值。

4.如权利要求2所述的电源电路，其特征在于，第二开关的第一端用于通过电感耦接至电压输出节点，该驱动电路还包括：

5.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述控制电路还用于在pwm控制信号为高阻抗逻辑电平的第一时间点提供第二电平的第二驱动信号以关断第二开关；且所述控制电路还用于在pwm控制信号为高阻抗逻辑电平的第二时间点，调整第二驱动信号的电压值以使该第二开关工作在线性区，其中，第二时间点在第一时间点之后。

6.如权利要求5所述的电源电路，其特征在于，所述控制电路还用于在第三时间点，提供第一电平的第二驱动信号以导通第二开关，其中，第三时间点在第二时间点之后。

7.如权利要求5所述的电源电路，其特征在于，所述驱动电路还包括：

8.一种驱动电路，用于电压调整电路，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，第二开关为晶体管，所述晶体管具有体二极管，其中，pwm控制信号为高阻抗逻辑电平时，第二开关两端的漏源电压小于所述体二极管的正向导通电压值。

10.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，第二开关的第一端用于通过电感耦接至所述电压调整电路的电压输出节点，所述驱动电路还包括：

11.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于，控制电路还用于在pwm控制信号为高阻抗逻辑电平的第一时间点提供第二电平的第二驱动信号以关断第二开关；且控制电路还用于在pwm控制信号为高阻抗逻辑电平的第二时间点，调整第二驱动信号的电压值以使第二开关工作在线性区，其中，第二时间点在第一时间点之后。

12.如权利要求11所述的驱动电路，其特征在于，控制电路还用于在第三时间点，提供第一电平的第二驱动信号以导通第二开关，其中，第三时间点在第二时间点之后。

13.如权利要求11所述的驱动电路，其特征在于，还包括：

14.一种提供驱动电压的方法，其特征在于，包括：

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，判断pwm控制信号是否为高阻抗逻辑电位的步骤还包括：

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，开关具有体二极管，其中，当pwm控制信号为高阻抗逻辑电平时，开关两端的漏源电压小于体二极管的正向导通电压值。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，开关通过电感耦接至电压输出节点，还包括：

18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，调整驱动信号的电压值以使开关工作在线性区的步骤还包括：

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明公开了电源电路、驱动电路及提供驱动电压的方法。电源电路包括第一开关、第二开关及驱动电路。第一开关的第一端耦接至电压源。第二开关的第一端耦接至第一开关的第二端，第二开关的第二端耦接至地。驱动电路用于接收脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)控制信号，并根据PWM控制信号提供第一驱动信号至第一开关的控制端及提供第二驱动信号至第二开关的控制端，驱动电路还用于判断PWM控制信号是否为高阻抗逻辑电平。其中，驱动电路还用于在PWM控制信号为高阻抗逻辑电平时，调整第二驱动信号的电压值以使第二开关工作在线性区。本发明的驱动电路可使电感电流能够快速下降从而抑制电压尖峰，同时避免体二极管的长时间导通造成的衬底注入电流的问题。

技术研发人员：黄俊狮
受保护的技术使用者：芯源系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17