栅极驱动器与其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种栅极驱动技术，尤其涉及一种栅极驱动器与其控制方法。
【背景技术】
[0002]图1为现有技术的栅极驱动器的示意图。请参照图1。为了能够精准地控制电容器C2两端的电压值不会超过一耐电压值，栅极驱动器100利用比较器110检测电容器C2两端的电压值，并将检测结果传送至位准偏移电路120。一旦检测结果表示超过或低于电压参考值REF的临界值范围时，位准偏移电路120将P型金属氧化物半导体(P type MetalOxide Semiconductor,简称PM0S)晶体管130关闭。然而,栅极驱动器100在控制第一开关140与第二开关150的切换过程时，第一开关140与第二开关150在短暂时间期间都关闭。此短暂时间为非交错时间(non-1nteractive time),约为2毫微秒(ns)。在非交错时间期间，电感电流IL会流经第二开关150的寄生二极管(parasitic d1de),此时若工作电压VDD通过二极管132以及P型金属氧化物半导体晶体管130而对电容器C2持续充电，可能导致电容器C2两端的电压值超过第一开关140所能承受耐电压值的范围。换言之，在这么短的非交错时间期间内需完成一连串程序(检测、判断、控制程序)是困难的。例如:在2毫微秒内，比较器110检测电容器C2的两端电压值，并且位准偏移电路120根据检测结果决定是否关闭P型金属氧化物半导体晶体管130。因此，在实际电路设计有困难，且因电路设计复杂而增加成本。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种栅极驱动器与其控制方法，以解决现有技术中电路设计困难的问题。
[0004]本发明提出一种栅极驱动器，耦接电容器。该栅极驱动器包括时序控制电路以及开关单元。该时序控制电路接收输入控制信号且对输入控制信号进行时序控制，以产生第一控制信号与第二控制信号。该开关单元耦接该时序控制电路、该电容器与工作电压，以根据第一控制信号与第二控制信号使得工作电压通过该开关单元对该电容器充电。该开关单元包括第一开关组件与第二开关组件。该第二开关组件耦接该第一开关组件。该第二开关组件根据该第二控制信号控制第一开关组件的基体电压。
[0005]在本发明的一实施例中，该输入控制信号为驱动输入信号。当驱动输入信号由第一位准转变为第二位准时，时序控制电路在默认时间后产生第一控制信号与第二控制信号。
[0006]在本发明的一实施例中，该输入控制信号为驱动信号，当驱动信号由第一位准转变为一第二位准时，时序控制电路在默认时间后产生第一控制信号与第二控制信号。
[0007]在本发明的一实施例中，该栅极驱动器耦接相位节点，该输入控制信号为相位控制信号。当该相位节点上的电压由负电压成为默认电压时，则该相位控制信号被产生，使得该时序控制电路在默认时间后产生第一控制信号与第二控制信号。
[0008]在本发明的一实施例中，该输入控制信号由第二位准转变为第一位准时，该时序控制电路控制该开关单元关闭，使得工作电压无法通过该开关单元对该电容器充电。
[0009]在本发明的一实施例中，栅极驱动器还耦接第一开关与第二开关。该第一开关耦接该第二开关，该第一开关与该第二开关之间具有相位节点。该栅极驱动器耦接该相位节点。
[0010]在本发明的一实施例中，该输入控制信号关联于该第二开关。
[0011]在本发明的一实施例中，该第一开关与该第二开关为氮化镓晶体管。
[0012]本发明还提出一种栅极驱动器的控制方法，包括:提供时序控制电路和开关单元，该开关单元耦接时序控制电路、电容器与工作电压，其中该开关单元包括第一开关组件与第二开关组件；
[0013]利用该时序控制电路来接收输入控制信号且对该输入控制信号进行时序控制，以产生第一控制信号与第二控制信号；以及
[0014]利用该开关单元根据第一控制信号与第二控制信号使得工作电压通过该开关单元对该电容器充电，其中第二开关组件根据该第二控制信号控制该第一开关组件的基体电压。
[0015]在本发明的一实施例中，该输入控制信号为驱动输入信号，当该驱动输入信号由第一位准转变为第二位准时，该时序控制电路在默认时间后产生该第一控制信号与该第二控制信号。
[0016]在本发明的一实施例中，该输入控制信号为驱动信号，当该驱动信号由第一位准转变为第二位准时，该时序控制电路在默认时间后产生该第一控制信号与该第二控制信号。
[0017]在本发明的一实施例中，该栅极驱动器耦接相位节点，该输入控制信号为相位控制信号，当该相位节点上的电压由负电压成为默认电压时，则该相位控制信号被产生，使得该时序控制电路在默认时间后产生该第一控制信号与该第二控制信号。
[0018]在本发明的一实施例中，该输入控制信号由第二位准转变为第一位准时，该时序控制电路控制该开关单元关闭，使得该工作电压无法通过该开关单元对该电容器充电。
[0019]在本发明的一实施例中，该栅极驱动器还耦接第一开关与第二开关，该第一开关耦接该第二开关，该第一开关与该第二开关之间具有相位节点，该栅极驱动器耦接该相位节点。
[0020]在本发明的一实施例中，该输入控制信号关联于该第二开关。
[0021]在本发明的一实施例中，该第一开关与该第二开关为氮化镓晶体管。
[0022]本发明的栅极驱动器及其控制方法，能够通过控制电容器的充电路径来避免因电容器两端过大的电压而损坏输出级内的开关。另一方面，相较于现有技术，本发明的栅极驱动器与其控制方法提供了一种较为简单的电路设计；栅极驱动器配置在集成电路上时还可减少面积且降低成本。
[0023]应了解的是，上述描述及以下【具体实施方式】仅为示例及解释，其并不能限制本发明所要保护的范围。
【附图说明】
[0024]下面附图是本发明的说明书的一部分，其示出了本发明的示例实施例，附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。
[0025]图1为现有技术的栅极驱动器的示意图；
[0026]图2是本发明一实施例的栅极驱动器的电路图；
[0027]图3是本发明另一实施例的栅极驱动器的电路图；
[0028]图4是本发明一实施例的栅极驱动器的波形图；
[0029]图5是本发明另一实施例的栅极驱动器的电路图；
[0030]图6是本发明另一实施例的栅极驱动器的波形图；
[0031]图7是本发明一实施例的栅极驱动器的控制方法的流程图。
[0032]附图标记说明:
[0033]10:驱动器电路；
[0034]12:比较器；
[0035]14:位准偏移电路；
[0036]16:预驱动电路；
[0037]18:反相器；
[0038]20:驱动器电路；
[0039]22:比较器；
[0040]26:预驱动电路；
[0041]28:反相器；
[0042]30A、30B、30C:时序控制电路；
[0043]40:开关单元；
[0044]41:第一开关组件；
[0045]42:第二开关组件；
[0046]50:输出级；
[0047]51:第一开关；
[0048]52:第二开关；
[0049]60:负载；
[0050]100:栅极驱动器；
[0051]110:比较器；
[0052]120:位准偏移电路；
[0053]130:P型金属氧化物半导体晶体管；
[0054]132: 二极管；
[0055]140:第一开关；
[0056]150:第二开关；
[0057]200A、200B、200C:栅极驱动器；
[0058]CB、C2:电容器；
[0059]GND:地；
[0060]IL:电感电流；
[0061]LG:驱动信号；
[0062]N1:相位节点；
[0063]PHASE:电压；
[0064]REF:电压参考值；
[0065]SL、SU:驱动输入信号；
[0066]S701、S703、S705:步骤；
[0067]T0、T1、T3、T4、T5、T6、T8、T9:时间；
[0068]Τ2、Τ7:时间期间；
[0069]UG:驱动信号；
[0070]VCC:工作电压；
[0071]VD:负电压；
[0072]VDD:工作电压；
[0073]VG:第一控制信号；
[0074]VG2:第二控制信号；
[0075]Vin:输入电压；
[0076]Vout:输出电压；
[0077]Vl:默认电压。
【具体实施方式】
[0078]现在将详细参考本发明的实施例，并在附图中说明所述实施例。另外，在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的组件/构件是用来代表相同或类似部分。
[0079]在下述实施例中，当组件“连接”或“耦接”至另一组件时，其可为直接连接或耦接至另一组件，或可能存在介于其间的组件。术语“电路”可表示为至少一组件或多个组件，或者主动/或被动地耦接在一起的组件以提供合适功能。术语“信号”可表示为至少一电流、电压、负载、温度、数据或其他信号。应理解，贯穿本说明书以及附图所指代的信号，其物理特性可以为电压或是电流。