CN103578520B - 驱动电路以及驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驱动电路，包含：一第一驱动模块，于一第一模式下操作于一第一操作电压，并于一第二模式关闭；一第二驱动模块，其中该第二驱动模块的至少一部份于该第一模式下操作于一保护电压，并于该第二模式下操作于一第二操作电压，其中该第二操作电压以及该保护电压均低于该第一操作电压；一保护电路，于该第一模式下接收该第一操作电压并提供该保护电压给该第二驱动模块，并于该第二模式下接收该第二操作电压并提供该第二操作电压给该第二驱动模块。还揭示了相关的驱动方法。
Description
技术领域
本发明有关于驱动电路以及驱动方法，特别有关于可操作于多数操作电压下的驱动电路以及驱动方法。
背景技术
图1绘示了已知技术的驱动电路100的方块图。如图1所示，驱动电路100包含了驱动模块101、103，根据输入信号DIN来产生驱动电流I1和I2至连接垫107。驱动电路100包含一操作电压接收端106来接收操作电压VOP，以作为驱动模块101、103的操作电压。驱动电路100可能会被用以驱动不同的电子装置，因此驱动模块101、103通常会被设计成一个适合在高压操作，而另一个适合在低压操作，以配合不同的电子装置，且操作电压VOP也会有所不同。举例来说，驱动电路100用以驱动LPDDR1(移动装置用的DDR1)时，操作电压VOP为1.8V，而驱动电路100用以驱动LPDDR2(移动装置用的DDR2)时，操作电压VOP为1.2V。驱动模块101中为耐高压的元件，可在1.8V下操作。驱动模块103中则为较无法承受高压的元件，适合在1.2V下操作。
已知技术的操作中，当操作电压VOP为1.2V时，驱动模块101为关闭的状态而驱动模块103正常运作。当操作电压VOP为1.8V时，驱动模块101正常运作但驱动模块103会关闭以避免被破坏。然而，因为输入信号DIN并不是定电压，而是会不断变动的信号，因此会造成驱动模块103无法完整的关闭而造成漏电流，但若将驱动模块103中的元件均换成耐高压的元件，则会使电路面积增加。
发明内容
因此，本发明的一目的为提供一种可操作于不同操作电压下的驱动电路以及驱动方法。
本发明的一实施例揭示了一种驱动电路，包含：第一驱动模块，于一第一模式下操作于一第一操作电压，并于一第二模式关闭；一第二驱动模块，其中该第二驱动模块的至少一部份于该第一模式下操作于一保护电压，并于该第二模式下操作于一第二操作电压，其中该第二操作电压以及该保护电压均低于该第一操作电压；一保护电路，于该第一模式下接收该第一操作电压并提供该保护电压给该第二驱动模块，并于该第二模式下接收该第二操作电压并提供该第二操作电压给该第二驱动模块。
根据前述的实施例，可得到一驱动方法，其步骤可由前述的实施例推得，故于此不再赘述。
藉由前述的实施例，藉由在高电压状态下提供保护电压的方式，可在不增加太多电路面积的情况下，使驱动电路能正常的操作在不同的操作电压。
附图说明
图1绘示了已知技术的驱动电路的方块图。
图2绘示了根据本发明实施例的操作于第一模式下的驱动电路的方块图。
图3绘示了根据本发明实施例的操作于第二模式下的驱动电路的方块图。
图4、5绘示了图2和图3中，驱动模块和保护电路的详细电路。
图6绘示了保护电路的其他示范性电路。
图7绘示了图4所示的预驱动级和驱动级的详细电路。
图8绘示了根据本发明实施例的驱动方法。
主要元件符号说明
100、200 驱动电路
101、103、201、203 驱动模块
106、206 操作电压接收端
107 连接垫
205 保护电路
208 保护电压接收端
401、405 预驱动级
403、407 驱动级
409、411、601 开关元件
602、604 输出端
603 可变电阻
701、703 电位调节器
705、707 缓冲器
709 反相器
711P 型金氧半导体晶体管
713N 型金氧半导体晶体管
具体实施方式
图2绘示了根据本发明实施例的操作于第一模式下的驱动电路200的方块图。须注意的是，底下的实施例使用图1所举的例子1.8v、1.2v来描述驱动电路200的操作，但并不表示驱动电路200仅适用于此两种电压下，其可因应所驱动电子装置或元件的不同而改变电压的组合。如图2所示，驱动电路200包含了驱动模块201、203，以及保护电路205。驱动模块201中为耐高压的元件，可正常的在1.8v下操作。驱动模块203中则为较无法承受高压的元件，因此适合在1.2v下操作。于第一模式下，即操作电压接收端206所接收的操作电压为VOPH(1.8v)时，驱动模块201会接收操作电压VOPH并操作于操作电压VOPH下。保护电路205于第一模式下，会接收操作电压VOPH但输出保护电压VP(此例中为1.1v)至驱动模块203的至少一部份元件，使得驱动模块203至少一部份元件操作于保护电压VP而不是操作于操作电压VOPH下。如此一来，驱动模块203至少一部份元件得以被保护而不会被操作电压VOPH破坏，且可维持在启动的状态，可避免已知技术中，因为输入信号DIN的变化而有漏电流的问题。
请参阅图3，图3绘示了根据本发明实施例的操作于第二模式下的驱动电路的方块图。于第二模式中，操作电压接收端206所接收的操作电压为VOPL(1.2v)，驱动模块201为关闭的状态。由于驱动模块203可正常的操作于1.2v下，因此保护电路205会输出操作电压VOPL给驱动模块203，使驱动模块203操作于操作电压VOPL下。保护电路205可接收来自控制电路207的控制信号CS而决定要输出保护电压VP或是操作电压VOPL。于一实施例中，控制电路207耦接至操作电压接收端206来检测操作电压接收端206上的电压，并据以控制保护电路205来输出保护电压VP或是操作电压VOPL。但请留意其他可达成相同功效的控制机制亦可运用在本发明中。控制电路207可为一硬件电路，但亦可将轫体写入如微处理器之类的元件来达成控制电路207的功能。
须注意的是，前述之实施例仅用于说明而并非用以限定本发明。如前所述，驱动电路200不限于运作于1.8v、1.2v的电压组合下。而且，保护电压VP亦不限制在1.1v。因此，只要操作电压VOPH大于操作电压VOPL，而保护电压VP小于或等于操作电压VOPL，则VOPH、VOPL以及VP可为任何值。此外，保护电路205可如图2、图3所示般，另外接收保护电压VP，并于第一模式下不使操作电压VOPH通过而输出所接收的保护电压VP，但亦可于第一模式下调整操作电压VOPH来产生保护电压VP。此类变化均应在本发明的范围之内。
图4绘示了图2和图3中，驱动模块和保护电路的详细电路。如图4所示，驱动模块201包含了预驱动级401(pre-driving stage)以及驱动级403(driving stage)，驱动模块203包含了预驱动级405以及驱动级407。预驱动级401、405分别根据输入信号DIN的电压(即输入电压)分别产生预驱动电压Vpre1和Vpre2。驱动级403、407根据预驱动电压Vpre1和Vpre2产生驱动电流I1和I2。于一实施例中，预驱动级401、405为电位调节器(level shifter)，用以调整输入电压的电位以产生预驱动电压Vpre1和Vpre2。驱动模块203的预驱动级405以及驱动级407至少其一于第一模式下操作于保护电压VP，并于第二模式下操作于该操作电压VOPL。图4和图5分别绘示了驱动模块203不同的接线方式。在图4中，仅有预驱动级405连接至保护电路205，而驱动级407则是连接于操作电压接收端206。因此，仅有预驱动级405受到保护，会于第一模式下操作于保护电压VP而于第二模式下操作于操作电压VOPL，而驱动级407和驱动模块203一样，于第一模式下操作于操作电压VOPH而于第二模式下操作于操作电压VOPL。在图5中，则两个元件均受到保护。因此，在本发明所揭露的概念下，可针对不同设计或需求，来对驱动模块的不同元件进行保护。请留意图4的接线方式对应于图2、3的接线方式，而熟知本技术领域者当可知悉如何根据图5所揭示的内容来更改图2、3的接线方式，故于此不再赘述。
此外，在图4至图5的实施例中，保护电路205包含了开关元件409和411，其根据控制信号CS而动作。开关元件409具有耦接至操作电压接收端206的一接收端T1并具有耦接至驱动模块203的一输出端O1，于第一模式下使接收端T1和输出端O1之间不导通而使操作电压VOPH无法输出，且于第二模式下使接收端T1和输出端O1之间导通以输出VOPL。开关元件411，具有耦接至保护电压接收端208的接收端T2以及具有耦接至驱动模块203的输出端O2，于第一模式下使接收端T2和输出端O2之间导通以输出保护电压VP且于该模式下使接收端T2和输出端O2之间不导通，使保护电压VP无法输出。
保护电路205并不受限于前述图4和图5所示的结构，其可使用其他的结构来达到相同的效果。以图6中的图(a)为例，保护电路601可包含开关元件601以及输出端602。输出端602用以输出保护电压VP或操作电压VOPL给驱动模块203开关元件601可受控制信号CS控制而在操作电压接收端206和保护电压接收端208之间切换。详细言之，开关元件601于第一模式下使保护电压接收端208和输出端602导通，且于第二模式下使操作电压接收端206和输出端602导通。
且如前所述，保护电路205可如图2、图3所示般，另外接收保护电压VP，并于第一模式下不使操作电压VOPH通过而输出所接收的保护电压VP，但亦可于第一模式下调整操作电压VOPH来产生保护电压VP。因此在图6(b)中，保护电路205包含可变电阻603，其一端连接至操作电压接收端206，可根据是在第一模式或第二模式来调整可变电阻603的电阻值，使保护电路205得以在第一模式下产生保护电压VP而在第二模式下产生操作电压VOPL。可变电阻603的电阻值亦可由控制电路207产生的控制信号CS来控制。详细言之，可变电阻603可视为一电压调整元件，于第一模式下接收第一操作电压VOPH并调整第一操作电压VOPH以在输出端604形成保护电压VP，且于第二模式下接收第二操作电压VOPL并于输出端604该第二操作电压VOPL，但可以其他具有相同功能的元件取代。
图7绘示了图4所示的预驱动级和驱动级的详细电路。如图7所示，预驱动级405包含了电位调节器(level shifter)701、703、缓冲器705、707，和反相器709。驱动级407则包含了P型金氧半导体晶体管711以及N型金氧半导体晶体管713。电位调节器701、703用以调整输入信号DIN的电压电位，缓冲器705、707用以增加电位调节器701、703所产生的电压的驱动力。反相器709则是为了让P型金氧半导体晶体管711以及N型金氧半导体晶体管713能同时导通或不导通。图7对应至图4的实施例，因此预驱动级405中的所有元件会耦接至保护电路205，而驱动级407会耦接至操作电压接收端208。图7中的电路结构亦可使用在图5所示的实施例中，熟知本技术领域者当可根据图5以及图7的揭示而了解当图7中的电路结构亦使用在图5所示的实施例时的连接方式，故于此不再赘述。
根据前述的实施例，可得到一驱动方法，包含了如图8所示的步骤：
步骤801
使一第一驱动模块(如201)于一第一模式下操作于一第一操作电压VOPH，并于一第二模式关闭。
步骤803
于第一模式时让一第二驱动模块(如203)不接收第一操作电压VOPH而接收一保护电压VP，并于第二模式下使第二驱动模块接收一第二操作电压VOPL，其中该第二操作电压以及该保护电压均低于该第一操作电压。
步骤805
使第二驱动模块的至少一部份于第一模式下操作于保护电压VP并于第二模式下操作于第二操作电压VOPL。
其他详细步骤可由前述实施例推得，于此不再赘述。
藉由前述的实施例，藉由在高电压状态下提供保护电压的方式，可在不增加太多电路面积的情况下，使驱动电路能正常的操作在不同的操作电压。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种驱动电路，包含：
一第一驱动模块，于一第一模式下操作于一第一操作电压，并于一第二模式关闭；
一第二驱动模块，包含：
一预驱动级，用以根据一输入电压以产生一预驱动电压；以及
一驱动级，用以根据该预驱动电压产生一驱动电流；
其中，该预驱动级与该驱动级于该第一模式下均操作于一保护电压，该驱动级于该第一模式下没有任何元件操作于该第一操作电压，该预驱动级和该驱动级于该第二模式下操作于一第二操作电压；以及
一保护电路，于该第一模式下接收该第一操作电压并提供该保护电压给该第二驱动模块中的该预驱动级与该驱动级，并于该第二模式下接收该第二操作电压并提供该第二操作电压给该第二驱动模块，其中该第二操作电压和该保护电压均低于该第一操作电压。
2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，该保护电压不大于该第二操作电压。
3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，该预驱动级包含一电位调节器，用以调整该输入电压的电位以产生该预驱动电压。
4.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包含：
一操作电压接收端，该第一模式时接收该第一操作电压，且于该第二模式时接收该第二操作电压：以及
一保护电压接收端，用以接收该保护电压；
其中该保护电路包含：
一第一开关元件，具有耦接至该操作电压接收端的一第一接收端并具有耦接至该第二驱动模块的一第一输出端，于该第一模式下使该第一接收端和该第一输出端之间不导通且于该第二模式下使该第一接收端和该第一输出端之间导通；以及
一第二开关元件，具有耦接至该保护电压接收端的一第二接收端以及具有耦接至该第二驱动模块的一第二输出端，于该第一模式下使该第二接收端和该第二输出端之间导通且于该第二模式下使该第二接收端和该第二输出端之间不导通。
5.如权利要求1所述的驱动电路，还包含：
一操作电压接收端，该第一模式时接收该第一操作电压，且于该第二模式时接收该第二操作电压：以及
一保护电压接收端，用以接收该保护电压；
其中该保护电路包含：
一输出端，用以输出该保护电压或该第二操作电压给该第二驱动模块；
一开关元件，于该第一模式下使该保护电压接收端和该输出端导通，且于该第二模式下使该输出端和该操作电压接收端导通。
6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，还包含：
一操作电压接收端，该第一模式时接收该第一操作电压，且于该第二模式时接收该第二操作电压；
其中该保护电路包含：
一输出端，用以输出该保护电压或该第二操作电压给该第二驱动模块；
一电压调整元件，于该第一模式下接收该第一操作电压并调整该第一操作电压以在该输出端形成该保护电压，且于该第二模式下接收该第二操作电压并于该输出端输出该第二操作电压。
7.一种驱动方法，包含：
使一第一驱动模块于一第一模式下操作于一第一操作电压，并于一第二模式关闭；
于该第一模式下，一第二驱动模块的一预驱动级与一驱动级均操作于一保护电压，且于该第一模式该第二驱动模块的该驱动级没有任何元件操作于该第一操作电压，于该第二模式下使该第二驱动模块中的该预驱动级和该驱动级接收一第二操作电压；以及
接收一保护电压，使该第二驱动模块的该预驱动级和该驱动级于该第一模式下操作于该保护电压并于该第二模式下操作于该第二操作电压，其中该第二操作电压以及该保护电压均低于该第一操作电压。
8.如权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，该保护电压不大于该第二操作电压。
9.如权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，还包含：
接收该第一操作电压并调整该第一操作电压以形成该保护电压。
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