一種開關電路及其驅動方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子電路，更具體地說，本發明涉及電子電路中的開關電路。
【背景技術】
[0002]在包含串聯相接的上拉功率開關和下拉功率開關的開關電路中，上拉功率開關和下拉功率開關通常輪流導通來將輸入電壓轉換成所需的輸出電壓，給負載提供能量。通常情況下，在下拉功率開關關斷后且上拉功率開關導通前，會有一個死區時間，以防止上拉功率開關和下拉功率開關在瞬間同時導通引起的開關電路的電源到地的短路。在死區時間內，上拉功率開關和下拉功率開關會同時關斷。遺憾的是，在死區時間內，下拉功率開關的寄生體二極管會儲存電荷，從而引起功率損耗、開關尖峰和開關振蕩等問題。
【發明內容】
[0003]考慮到現有技術的一個或多個技術問題，提出了一種開關電路，包括可提供具有三級電平的下拉驅動信號的下拉驅動電路。在死區時間段，該下拉驅動信號保持下拉功率開關微導通，從而分流一部分流經下拉功率開關的體二極管的電流，減少死區時間段儲存于體二極管的電荷，以減輕功率損耗、開關尖峰和振蕩等問題。
[0004]根據本技術的實施例，提出了一種開關電路，包括:上拉功率開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收開關電路的輸入電壓，所述第二端耦接至開關節點，所述控制端接收上拉驅動信號；下拉功率開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至開關節點，所述第二端耦接參考地，所述控制端接收下拉驅動信號；以及下拉驅動電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至開關節點接收開關信號，所述第二輸入端接收開關控制信號，基于開關信號和開關控制信號，所述下拉驅動電路在輸出端輸出下拉驅動信號；其中，所述上拉功率開關和下拉功率開關輪流導通，所述下拉驅動信號在下拉功率開關關斷后且上拉功率開關導通前的死區時間內具有介于電源電壓與參考地之間的中間值，用以保持下拉功率開關微導通。
[0005]在一個實施例中，所述開關電路還包括上拉驅動電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收開關控制信號，基于開關控制信號，所述上拉驅動電路在輸出端輸出上拉驅動信號。
[0006]在一個實施例中，所述下拉驅動電路包括:反相器，具有電源端、接地端、輸入端和輸出端，所述電源端接收電源電壓，所述接地端耦接至電壓源接收電壓值等于下拉驅動信號的中間值的電壓信號，所述輸入端接收開關控制信號，基于所述電源電壓、電壓信號和開關控制信號，所述反相器在輸出端輸出下拉驅動信號；第一開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至反相器的輸出端，所述第二端耦接至參考地，所述控制端接收第一控制信號；以及第一開關控制電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收開關信號，基于所述開關信號，所述第一開關控制電路在輸出端輸出第一控制信號。
[0007]在一個實施例中，所述反相器包括:第二開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收電源電壓，所述第二端耦接至反相器的輸出端，所述控制端接收開關控制信號；以及第三開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至反相器的輸出端，所述第二端接收電壓值等于下拉驅動信號的中間值的電壓信號，所述控制端接收開關控制信號。
[0008]在一個實施例中，所述第一開關控制電路包括:電容，具有第一端和第二端，所述第一端接收開關信號，所述第二端耦接至第一開關的控制端；以及第二電阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一開關的控制端，所述第二端接參考地。
[0009]在一個實施例中，所述電壓源包括二極管、二極管連接方式的場效應管或二極管連接方式的三極管。
[0010]在一個實施例中，所述下拉驅動電路包括:第二開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收電源電壓，所述第二端耦接至下拉驅動電路的輸出端，所述控制端接收開關控制信號；IGBT器件，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第二開關的第二端，所述第二端接參考地，所述控制端接收開關控制信號；第一開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至下拉驅動電路的輸出端，所述第二端接參考地，所述控制端接收第一控制信號；以及第一開關控制電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收開關信號，基于所述開關信號，所述第一開關控制電路在輸出端輸出第一控制信號。
[0011 ] 在一個實施例中，所述第一開關控制電路包括第四開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收開關信號，所述第二端耦接至第一開關的控制端，所述控制端接收電源電壓。
[0012]在一個實施例中，所述第一開關控制電路還包括耦接在電源電壓和第四開關的控制端的第一電阻。
[0013]根據本技術的實施例，還提出了一種開關電路的驅動方法，所述開關電路包括上拉功率開關和具有寄生體二極管的下拉功率開關，所述體二極管與下拉功率開關并聯，包括:輪流導通上拉功率開關和下拉功率開關，以將輸入電壓轉換成輸出電壓；在下拉功率開關關斷后及上拉功率開關導通前加入死區時間；在死區時間內保持下拉功率開關微導通；以及在死區時間后關斷下拉功率開關并且開啟上拉功率開關。
[0014]根據本技術的實施例，還提出了一種開關電路，包括上拉功率開關和下拉功率開關，所述下拉功率開關具有與其并聯的寄生體二極管，所述開關電路包括:下拉驅動電路，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端耦接至上拉功率開關和下拉功率開關的連接點接收開關信號，所述第二輸入端接收開關控制信號，基于開關信號和開關控制信號，所述下拉驅動電路在輸出端輸出下拉驅動信號以控制下拉功率開關；其中，所述上拉功率開關和下拉功率開關輪流導通，所述下拉驅動信號在下拉功率開關關斷后且上拉功率開關導通前的死區時間內具有介于開關電路的電源電壓與參考地之間的中間值，用以保持下拉功率開關微導通。
[0015]在一個實施例中，所述開關電路還包括上拉驅動電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收開關控制信號，基于開關控制信號，所述上拉驅動電路在輸出端輸出上拉驅動信號。
[0016]在一個實施例中，所述下拉驅動電路包括:反相器，具有電源端、接地端、輸入端和輸出端，所述電源端接收電源電壓，所述接地端耦接至電壓源接收電壓值等于下拉驅動信號的中間值的電壓信號，所述輸入端接收開關控制信號，基于所述電源電壓、電壓信號和開關控制信號，所述反相器在輸出端輸出下拉驅動信號；第一開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至反相器的輸出端，所述第二端耦接至參考地，所述控制端接收第一控制信號；以及第一開關控制電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收開關信號，基于所述開關信號，所述第一開關控制電路在輸出端輸出第一控制信號。
[0017]在一個實施例中，所述反相器包括:第二開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收電源電壓，所述第二端耦接至反相器的輸出端，所述控制端接收開關控制信號；以及第三開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至反相器的輸出端，所述第二端接收電壓值等于下拉驅動信號的中間值的電壓信號，所述控制端接收開關控制信號。
[0018]在一個實施例中，所述第一開關控制電路包括:電容，具有第一端和第二端，所述第一端接收開關信號，所述第二端耦接至第一開關的控制端；以及第二電阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一開關的控制端，所述第二端接參考地。
[0019]在一個實施例中，所述電壓源包括二極管、二極管連接方式的金屬氧化物半導體場效應管或二極管連接方式的三極管。
[0020]在一個實施例中，所述下拉驅動電路包括:第二開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收電源電壓，所述第二端耦接至下拉驅動電路的輸出端，所述控制端接收開關控制信號；IGBT器件，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第二開關的第二端，所述第二端接參考地，所述控制端接收開關控制信號；第一開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至下拉驅動電路的輸出端，所述第二端接參考地，所述控制端接收第一控制信號；以及第一開關控制電路，具有輸入端和輸出端，所述輸入端接收開關信號，基于所述開關信號，所述第一開關控制電路在輸出端輸出第一控制信號。
[0021]在一個實施例中，所述第一開關控制電路包括第四開關，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收開關信號，所述第二端耦接至第一開關的控制端，所述控制端接收電源電壓。
[0022]在一個實施例中，所述第一開關控制電路還包括耦接在電源電壓和第四開關的控制端的第一電阻。
【附圖說明】
[0023]為了更好的理解本發明，將根據以下附圖對本發明進行詳細描述:
[0024]圖1不出了現有的開關電路10的電路結構不意圖；
[0025]圖2不出了圖1中開關電路10的上拉功率開關Ml和下拉功率開關M2均為N型金屬氧化物半導體場效應管時的部分信號波形；
[0026]圖3示出了根據本發明一實施例的開關電路30的結構示意圖；
[0027]圖4示出了圖3中開關電路30的上拉功率開關Ml和下拉功率開關M2均為N型金屬氧化物半導體場效應管時的部分信號波形；<