用于切换电路的驱动器控制的电路及方法

用于切换电路的驱动器控制的电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明一般来说涉及切换电路的驱动器控制的领域。
【背景技术】
[0002]各种电源管理应用中的电负载由切换电路驱动。电源管理应用的实例可包含但不限于直流到直流(DC/DC)转换器及D级放大器。切换电路采用具有高切换频率的由驱动器电路驱动的半导体开关。
[0003]在驱动器电路的操作期间，可诱发切换噪声(其可(举例来说)由封装电感或由印刷电路板电感导致)，借此导致例如切换电路的操作电压中的供应反弹及接地反弹的现象。此噪声诱发的现象可进一步导致开关的崩溃。可针对例如(举例来说)薄的扁平封装及小的扁平封装的低成本封装以较高比例导致供应反弹及接地反弹。此外，除供应反弹及接地反弹的不合意现象之外，切换噪声还可形成切换电路的可靠性及性能问题，驱动器电路及其它电路共享共同电力供应器。切换噪声可通过衬底耦合到存在于芯片上的电路上且还耦合到与切换电路共享电力供应器的存在于板上的其它电路上。此外，另外，切换噪声还可导致较高电磁干扰(EMI)水平，因此违反与切换电路相关联的发射规格。
[0004]除前文之外，在特定情景中，如果以低速度操作驱动器电路，那么可减少切换噪声及继而供应反弹及接地反弹。然而，以低速度操作驱动器电路可由于切换损耗的增加而导致切换电路的效率的降级。此外，如果高电压装置用于减少供应反弹及接地反弹，那么还可减少切换噪声以及切换电路中的可靠性及性能问题。然而，此些高电压装置可由于掩模添加而增加制造及产品成本，同时切换噪声仍与共享共同电力供应器的电路相关联。

【发明内容】

[0005]提供此
【发明内容】
以按简化形式引入下文在【具体实施方式】中进一步描述的概念精选。此
【发明内容】
并不打算识别所主张标的物的关键或基本特征，也不打算用作确定所主张标的物的范围的辅助。
[0006]揭示用于切换电路的驱动器控制的各种电路及方法。用于切换电路的驱动器控制的电路包含驱动器电路及控制电路。所述驱动器电路能够耦合到包含第一开关及第二开关的所述切换电路。所述驱动器电路经配置以通过促进所述第一开关及所述第二开关的交替状态改变而控制所述切换电路的导电状态。所述控制电路耦合到所述驱动器电路且经配置以在所述第一开关的状态改变期间启用噪声信号的检测。所述控制电路进一步经配置以控制所述驱动器电路以借此使所述第一开关的所述状态改变放慢。
[0007]在实施例中，揭示包含切换电路、驱动器电路及控制电路的调节电路。所述切换电路包含第一开关及第二开关，其中所述第一开关及所述第二开关经配置以经历交替状态改变以借此在所述切换电路的导电状态期间将电力提供到负载。所述驱动器电路耦合到所述切换电路且包含第一驱动器电路及第二驱动器电路。所述驱动器电路经配置以通过促进所述第一开关及所述第二开关的所述交替状态改变而控制所述切换电路的导电状态。所述控制电路耦合到所述驱动器电路且经配置以在所述第一开关的状态改变期间启用噪声信号的检测。所述控制电路进一步经配置以控制所述驱动器电路以借此使所述第一开关的所述状态改变放慢。
[0008]另外，在实施例中，揭示切换电路的驱动器控制的方法。所述方法包含启用包括第一开关及第二开关的所述切换电路，所述第一开关及所述第二开关经配置以经历其导电状态与非导电状态之间的交替状态改变，以借此在所述切换电路的导电状态期间将电力提供到负载。所述方法还包含在所述第一开关的状态改变期间启用噪声信号的检测。所述方法进一步包含促进到所述第一开关的电流输入的减少以借此使所述第一开关的所述状态改变放慢。
[0009]在以下图式及详细说明中提供其它方面及实例性实施例。
【附图说明】
[0010]图1是根据实例性情景的用于切换电路的驱动器控制的电路的框图；
[0011]图2是根据实施例的包含经配置以用于切换电路的驱动器控制的控制电路的调节电路的电路图；
[0012]图3是根据实例性情景的实施经配置以用于切换电路的驱动器控制的电路的实例性电路的框图；
[0013]图4是根据实例性实施例的图解说明电路中的切换电压关于时间的变化的图形表不;
[0014]图5是根据实例性实施例的图解说明第一驱动器输出电压关于时间的变化的图形表示;
[0015]图6是根据实例性实施例的图解说明施加到切换电路的内部负供应电压关于时间的变化的图形表示；
[0016]图7是根据实例性实施例的图解说明施加到切换电路的内部正供应电压关于时间的变化的图形表示；及
[0017]图8图解说明根据实例性实施例的切换电路的驱动器控制的实例性方法的流程图。
[0018]此说明中所提及的图式不应理解为是按比例绘制的，除非明确注明，且此些图式仅为实例性目的而提供。
【具体实施方式】
[0019]切换电路广泛地用于需要高供应效率的电源管理应用中。电源管理应用的实例可包含采用切换电路以用于高效电池寿命的电池供电且手持式装置。在另一实例中，切换电路用于切换电力供应转换器中，举例来说用于直流到直流(DC/DC)转换器中。在一个实例中，非电池供电装置还采用包含切换电路以用于较低电力耗散的DC/DC转换器。切换电力供应转换器包含共同经配置以驱动负载的切换电路(包含第一开关及第二开关)及驱动器电路。在另一实例中，切换电路用于切换放大器中，举例来说用于D级放大器中。在DC/DC转换器中，切换电路实现恒定且稳定DC电压的产生作为输出。在D级放大器中，切换电路调制切换电压或输出电流。
[0020]在各种实施例中，切换电路可包含可交替地经历状态改变以用于调制切换电压或输出电流的一对开关。在其它实施例中，该对开关可包含可经历状态改变以用于调制切换电压或输出电流的单个开关及二极管。在实例性实施例中，切换电路的交替状态改变由耦合到切换电路的驱动器电路驱动。在各种实施例中，经配置以驱动切换电路的驱动器电路可由控制电路控制。参考图1阐释由切换电力供应系统中的驱动器电路驱动的实例性切换电路。将注意，可在例如异步转换器、DC/DC转换器等等的各种应用中实施用于控制切换电路的技术。参考图3进一步阐释体现用于控制切换电路的所揭示技术的实例性DC/DC转换器实施方案。
[0021]图1是根据实例性情景的用于切换电路(举例来说切换电路110)的驱动器控制的电路的区块100的框图。在实例性实施例中，区块100可体现于图1中所图解说明的切换电力供应系统中。在实例性实施例中，切换电力供应系统包含用于调节到负载(举例来说，负载120)的电力供应的调节电路100(由图1中的区块100表示)。在实施例中，可使用用于切换电路110的驱动器控制的电路来调节多个应用中的电子装置的输出电压。电子装置的实例包含但不限于切换模式电力供应器(SMPS)、DC/DC转换器等等。
[0022]在实施例中，调节电路100包含切换电路110、驱动器电路130及控制电路140。驱动器电路130耦合到切换电路110，且经配置以驱动切换电路110以便提供切换电压(表示为信号160)作为切换电路110的输出。在实施例中，控制电路140耦合到驱动器电路130且经配置以控制驱动器电路130的输出(表示为信号162及信号164)，此可进一步促进调节采用切换电路110的电子装置的输出电压(表示为信号166)。
[0023]在实例性实施例中，切换电路110包含一对开关，举例来说，第一开关及第二开关。在实例性实施例中，第一开关及第二开关经配置以交替地改变其状态以便将电流提供到耦合到切换电路110的负载120。举例来说，第一开关及第二开关可经历交替状态改变以借此将恒定电流提供到负载120。在实施例中，第一开关及第二开关的交替状态改变可称为第一开关或第二开关的‘操作转变’。在特定实施例中，第一开关及第二开关的状态改变可称为第一开关及第二开关的接通/关断或操作转变。将注意，例如状态改变、操作转变、接通/关断、逻辑高/低及任何其它相似术语的术语将是指开关的接通或关断，且不应解释为限制性。本文中，‘第一开关或第二开关的操作转变’是指第一开关的状态改变或第二开关的状态改变(举例来说，第一开关或第二开关将状态从导电状态改变为非导电状态)。
[0024]在实例性实施例中，驱动器电路130能够耦合到切换电路110以用于驱动切换电路110的操作。举例来说，驱动器电路130经配置以通过促进切换电路110的第一开关及第二开关的交替状态改变而控制切换电路110的导电状态。
[0025]在实例性实施例中，在第一开关的状态改变期间，在状态改变期间产生噪声信号168。在实例性实施例中，由于例如体现切换电路(举例来说切换电路110)的电路中的供应反弹及接地反弹的不合意状况/现象的发生而产生噪声信号168。在实例性情景中，可由于由电路中的寄生电感的存在导致的切换噪声(还称为di/dt噪声)而发生例如供应反弹及接地反弹的状况。举例来说，在各种情景中，供应反弹及接地反弹是指调节电路100的电力供应器及接地线上的切换噪声，所述切换噪声包含芯片中归因于芯片上接合线及迹线电阻的电阻下降、归因于包含接合线自电感、迹线自电感、迹线间互电感的芯片封装界面电感的电感噪声及归因于芯片封装界面交叉耦合电容的电容性耦合。作为‘供应反弹’及‘接地反弹’现象的结果，在状态改变期间，与由外部电压源供应的电压相比较，在调节电路100处施加的有效电压的值增加。
[0026]在实例性实施例中，控制电路140耦合到驱动器电路130，且经配置以控制驱动器电路130的操作。举例来说，控制电路140经配置以检测例如在调节电路100的操作电压中及/或在切换电路110中的第一开关的交替状态改变期间的供应反弹及接地反弹的状况的发生。在实例性实施例中，控制电路140经配置以通过检测在第一开关的状态改变期间产生的噪声信号168而检测例如供应反弹及接地反弹的状况的发生。在实例性实施例中，控制电路140经配置以在检测噪声信号168时减少到第一开关的电流输入。在实例性实施例中，减少到第一开关的电流输入促进使第一开关的状态改变放慢，借此促进减少例如供应反弹及接地反弹的状况的发生。
[0027]在一些实施例中，调节电路(由区块100表示)可包含耦合到切换电路110的滤波器电路150。滤波器电路150可经配置以减少及/或消除来自切换电路110的切换电压的纹波。本文中，‘滤波器电路150’为可允许来自切换电路110的输出信号的直流(DC)分量传递到负载120但阻挡输出信号的交流(