CN110120800A - 具保护电路的半桥电路驱动芯片及其保护方法 - Google Patents

具保护电路的半桥电路驱动芯片及其保护方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具保护电路的半桥电路驱动芯片及其保护方法。高侧电压监测模块连接于高侧信号输出端，监测高侧晶体管的高侧开启电压，形成高侧开启信号。低侧电压监测模块连接于低侧信号输出端，监测低侧晶体管的低侧开启电压，形成低侧开启信号。保护模块在接收高侧开启信号及低侧开启信号时，产生重设信号，输出至高侧驱动模块，关闭高侧晶体管，并输出至低侧驱动模块，关闭低侧晶体管。

Description

具保护电路的半桥电路驱动芯片及其保护方法
技术领域
本发明是有关于一种半桥电路驱动芯片所包含的保护电路及其保护方法，特别是有关于一种能根据高侧信号输出端及低侧信号输出端的电压监测，防止高侧晶体管及低侧晶体管同时开启，造成射穿(Shoot-through)现象发生的半桥电路驱动芯片及其保护方法。
背景技术
现有技术当中，半桥电路是利用驱动芯片控制上下臂晶体管的切换，提供负载所需的高压。在驱动芯片中分为高侧(high side)及低侧(low side)两个区域，在这两个区域之间电压会相差达100至600伏以上，甚至超过1000伏，一般控制器所传送的切换信号，并不足以驱动高侧端的晶体管，必须通过电压位移转换器转换信号的准位，使其能驱动高侧端的晶体管。当高侧端与低侧端的晶体管同时被驱动而打开时，系统的高压电源对接地端将会造成短路，使得大电流直接贯穿高低侧的晶体管，造成半桥电路元件的损毁。虽然在传送驱动信号时可以设计使信号波形在开启的部分不重叠，但若受到杂讯干扰而使驱动信号误动作而开启晶体管，仍有可能造成射穿的现象产生。即便结合过电流保护电路，也可能因为反应过慢而无法即时关闭晶体管。
综观前所述，现有的半桥电路在保护机制上仍然具有相当的缺陷，因此，本发明根据设计一种具有保护电路的半桥电路驱动芯片及其保护方法，针对现有技术的缺失加以改善，确保实际操作时能受到有效的保护，进而增进产业上的实施利用。
发明内容
有鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的就是在提供一种具保护电路的半桥电路驱动芯片及其保护方法，使其能避免高侧晶体管与低侧晶体管同时开启的情况，解决现有的保护电路无法即时关闭上下臂电路，造成系统电源对地短路产生大电流而损毁元件的问题。
根据本发明的一目的，提出一种具保护电路的半桥电路驱动芯片，适用于控制高侧晶体管及低侧晶体管的切换，其包含高侧信号输入端、高侧信号输出端、低侧信号输入端、低侧信号输出端、第一脉冲产生模块、第一电压位移转换器、高侧驱动模块、高侧电压监测模块、第二脉冲产生模块、第二电压位移转换器、低侧驱动模块、低侧电压监测模块以及保护模块。其中，高侧信号输入端接收高侧输入信号，高侧信号输出端连接于高侧晶体管，低侧信号输入端接收低侧输入信号，低侧信号输出端连接于低侧晶体管。第一脉冲产生模块连接于高侧信号输入端，将高侧输入信号转换成高侧脉冲信号。第一电压位移转换器连接于第一脉冲产生模块，提高高侧脉冲信号的电压位准。高侧驱动模块连接于第一电压位移转换器，将高侧脉冲信号转换成高侧驱动信号，经过高侧信号输出端控制高侧晶体管的切换。高侧电压监测模块连接于高侧信号输出端，监测高侧晶体管开启时的高侧开启电压。第二脉冲产生模块连接于高侧电压监测模块，将高侧开启电压转换成高侧开启脉冲。第二电压位移转换器连接于第二脉冲产生模块，降低高侧开启脉冲的电压位准，形成高侧开启信号。
低侧驱动模块连接于低侧信号输入端，将低侧输入信号转换成低侧驱动信号，经过低侧信号输出端控制低侧晶体管的切换。低侧电压监测模块连接于低侧信号输出端，监测低侧晶体管开启时的低侧开启电压，形成低侧开启信号。保护模块连接第二电压位移转换器及低侧电压监测模块，当接收高侧开启信号及低侧开启信号时，产生重设信号，输出至第一脉冲产生模块，经第一电压位移转换器转换重设信号至高侧驱动模块，关闭高侧晶体管，并输出至低侧驱动模块，关闭低侧晶体管。
优选的，高侧电压监测模块可包含串接的第一电阻与第二电阻，设置在高侧信号输出端与高侧浮动接地端之间，由第一电阻与第二电阻分压产生高侧分压，传送至第一比较器与第一参考电压比较，在高侧分压超过第一参考电压时输出高侧开启电压。
优选的，低侧电压监测模块可包含串接的第三电阻与第四电阻，设置在低侧信号输出端与低侧接地端之间，由第三电阻与第四电阻分压产生低侧分压，传送至第二比较器与第二参考电压比较，在低侧分压超过第二参考电压时输出低侧开启电压。
优选的，保护模块可包含与门及第一正反器，与门连接第二电压位移转换器及低侧电压监测模块，在接收高侧开启信号及低侧开启信号时，触发第一正反器产生重设信号。
优选的，高侧驱动模块可包含第二正反器，由高侧脉冲信号当中的上升脉冲信号及下降脉冲信号触发，输出开启及关闭高侧晶体管的高侧驱动信号。
根据本发明的另一目的，提出一种半桥电路驱动芯片的保护方法，适用于控制高侧晶体管及低侧晶体管的切换。半桥电路驱动芯片的保护方法包含以下步骤：根据高侧信号输入端接收高侧输入信号，根据低侧信号输入端接收低侧输入信号；根据第一脉冲产生模块将高侧输入信号转换成高侧脉冲信号，传送至第一电压位移转换器，提高高侧脉冲信号的电压位准；根据高侧驱动模块将高侧脉冲信号转换成高侧驱动信号，经过高侧信号输出端控制高侧晶体管的切换；根据高侧电压监测模块监测高侧晶体管开启时的高侧开启电压，经过第二脉冲产生模块转换成高侧开启脉冲，传送至第二电压位移转换器，降低高侧开启脉冲的电压位准，形成高侧开启信号；根据低侧驱动模块将低侧输入信号转换成低侧驱动信号，经过低侧信号输出端控制低侧晶体管的切换；根据低侧电压监测模块监测低侧晶体管开启时的低侧开启电压，形成低侧开启信号；以及当产生高侧开启信号及低侧开启信号时，根据保护模块产生重设信号，传送至高侧驱动模块以关闭高侧晶体管，并传送至低侧驱动模块以关闭低侧晶体管。
优选的，高侧电压监测模块可根据第一电阻及第二电阻对高侧信号输出端至高侧浮动接地端之间进行分压以产生高侧分压，并通过与第一比较器的第一参考电压比较而产生高侧开启电压。
优选的，低侧电压监测模块可根据第三电阻及第四电阻对低侧信号输出端至低侧接地端之间进行分压以产生低侧分压，并通过与第二比较器的第二参考电压比较而产生低侧开启电压。
优选的，保护模块可根据与门接收高侧开启信号及低侧开启信号的输入，当收到高侧开启信号及低侧开启信号时，触发第一正反器以产生重设信号。
优选的，高侧驱动模块可根据第二正反器接收高侧脉冲信号当中的上升脉冲信号及下降脉冲信号的输入，输出开启及关闭高侧晶体管的高侧驱动信号。
综上所述，采用本发明的具保护电路的半桥电路驱动芯片及其保护方法，其可具有一或多个下述优点：
(1)此具保护电路的半桥电路驱动芯片及其保护方法可根据保护电路接收高侧电压监测模块及低侧电压监测模块所监控的晶体管开启状态，在同时接收高侧开启信号及低侧开启信号时，迅速关闭高低侧的晶体管以避免射穿现象发生，提高操作的安全性。
(2)此具保护电路的半桥电路驱动芯片及其保护方法可根据高侧电压监测模块及低侧电压监测模块监控高低侧晶体管开启的驱动信号，防止驱动信号受到杂讯干扰而造成晶体管误启动时，发生短路损毁电路元件的问题。
(3)此具保护电路的半桥电路驱动芯片及其保护方法，可根据保护模块直接传送重设信号关闭高低侧的晶体管，避免过电流保护电路反应不及造成元件损毁的问题，提升保护的效率及即时性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的具保护电路的半桥电路驱动芯片的方块图。
图2为本发明实施例的具保护电路的半桥电路驱动芯片的电路示意图。
图3为本发明实施例的半桥电路驱动芯片的保护方法的流程图。
符号说明：
10、11：半桥电路驱动芯片；
21：第一脉冲产生模块；
22：第一电压位移转换器；
23：高侧驱动模块；
23a：脉冲判断电路；
23b：第二正反器；
23c：驱动器；
24：高侧电压监测模块；
24a：第一比较器；
25：第二脉冲产生模块；
26：第二电压位移转换器；
27：低侧驱动模块；
28：低侧电压监测模块；
28a：第二比较器；
29：保护模块；
29a：与门；
29b：第一正反器；
30：微控制器；
50：高侧输入信号；
50a：上升缘；
50b：下降缘；
51：低侧输入信号；
52：逻辑电路；
53：延迟电路；
GND：接地端；
HA：高侧区域；
HIN：高侧信号输入端；
HO：高侧信号输出端；
HQ：高侧晶体管；
HV：高压电源；
L：负载；
LA：低侧区域；
LIN：低侧信号输入端；
LO：低侧信号输出端；
LQ：低侧晶体管；
VCC：供电电压；
VB：高侧电源端；
VS：高侧浮动接地端；
Vref1：第一参考电压；
Vref2：第二参考电压；
R1：第一电阻；
R2：第二电阻；
R3：第三电阻；
R4：第四电阻；
S1～S7：步骤。
具体实施方式
为利于审查员了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。
请参阅图1，图1为本发明实施例的具保护电路的半桥电路驱动芯片的方块图。如图1所示，半桥电路驱动芯片10包含高侧信号输入端HIN、低侧信号输入端LIN、高侧信号输出端HO、低侧信号输出端LO等输入及输出接点。半桥电路驱动芯片10可由微控制器30传送高侧输入信号至高侧信号输入端HIN，且传送低侧输入信号至低侧信号输入端LIN，半桥电路驱动芯片10的高侧信号输出端HO以及低侧信号输出端LO分别连接于高侧晶体管HQ及低侧晶体管LQ，根据高侧输出信号及低侧输出信号控制晶体管的开启及关闭，进而驱动负载L。半桥电路驱动芯片10当中还包含第一脉冲产生模块21、第一电压位移转换器22、高侧驱动模块23、高侧电压监测模块24、第二脉冲产生模块25、第二电压位移转换器26、低侧驱动模块27、低侧电压监测模块28以及保护模块29。
第一脉冲产生模块21连接于高侧信号输入端HIN，在接收到高侧输入信号后将其转换成高侧脉冲信号，传送到第一电压位移转换器22。高侧脉冲信号必须由第一电压位移转换器22提高信号的电压位准才能够驱动高侧的晶体管。高侧驱动模块23连接于第一电压位移转换器22，将转换过的高侧脉冲信号形成高侧驱动信号，经过高侧信号输出端HO输出，以此控制高侧晶体管HQ的开启或关闭。此时为了即时监测高侧晶体管HQ的切换状态，设置高侧电压监测模块24，连接于高侧信号输出端HO，根据监测高侧晶体管HQ开启时的驱动电压，与预设的参考电压比较后产生高侧开启电压。此高侧开起电压的电压信号再经过第二脉冲产生模块25转换成高侧开启脉冲的信号，并由第二电压位移转换器26降低高侧开启脉冲的电压位准，形成高侧开启信号。
低侧驱动模块27连接于低侧信号输入端LIN，将低侧输入信号转换成低侧驱动信号，经过低侧信号输出端LO输出，以此控制低侧晶体管LQ的开启或关闭。同样为了监测低侧晶体管LQ的切换状态，设置低侧电压监测模块28连接于低侧信号输出端LO，监测低侧晶体管LQ开启时的驱动电压，与预设的参考电压比较后产生低侧开启电压，将其作为低侧开启信号。由于在高侧信号输出端HO与低侧信号输出端LO均能监测晶体管开启的状态，若同时出现开启信号，则必须通过保护模块29来防止短路发生。保护模块29连接第二电压位移转换器26及低侧电压监测模块28，当同时接收高侧开启信号及低侧开启信号时，产生重设信号，传送至第一脉冲产生模块21，经第一电压位移转换器22转换重设信号至高侧驱动模块23，关闭高侧晶体管HQ，同时重设信号也传送至低侧驱动模块27，关闭低侧晶体管LQ。也即，当监测模块同时监测到高低侧为开启状态的信号时，即根据重设信号迅速关闭高侧晶体管HQ及低侧晶体管LQ，避免同时开启而发生系统电源对地短路，使得大电流损毁元件的情况。
请参阅图2，图2为本发明实施例的具保护电路的半桥电路驱动芯片的电路示意图。如图所示，上述实施例当中相关模块可由各种电路元件来实现，其中，与前述实施例相同的元件同样将以相同标号表示。半桥电路可由半桥电路驱动芯片11连接高侧晶体管HQ及低侧晶体管LQ来组成，高侧晶体管HQ的一端连接高压电源HV，另一端连接于负载L，低侧晶体管LQ一端连接于负载L，另一端接地。半桥电路驱动芯片10控制上臂的高侧晶体管HQ的开启及关闭，也控制下臂的低侧晶体管LQ的开启及关闭，根据上述切换控制提供所需负载L。另外，半桥电路还可包含电荷泵(charge pump)，连接于半桥电路驱动芯片11的高侧电源端VB，由外接二极体及电容连接于供电电压VCC。
在半桥电路驱动芯片11当中，芯片输入端可包含高侧信号输入端HIN及低侧信号输入端LIN，两个输入端分别接收微控制器的高侧输入信号50及低侧输入信号51，上述输入信号可为脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation,PWM)信号，其波形具有上升缘50a及下降缘50b，做为控制晶体管开启或关闭切换的依据。芯片输出端则可包含高侧信号输出端HO及低侧信号输出端LO，高侧信号输出端HO连接至高侧晶体管HQ，提供高侧驱动信号以切换高侧晶体管HQ的开启或关闭。低侧信号输出端LO连接至低侧晶体管LQ，提供低侧驱动信号以切换低侧晶体管LQ的开启或关闭。
在半桥电路操作时，若高侧晶体管HQ切换为开启状态，高压电源HV提供至负载L，此时高侧浮动接地端VS也会承受高电压，使得半桥电路驱动芯片11当中的高侧区域HA与低侧区域LA的电压差会达到20V至600V，甚至到达1200V。此时若低侧晶体管LQ也同样为开启状态，高压电源HV的大电流将会直接贯穿至接地而产生射穿(Shoot-through)现象，导致元件损毁。为防止上述射穿现象产生，现有的预防方式主要是根据逻辑电路52接收高侧信号输入端HIN的高侧输入信号50及低侧信号输入端LIN的低侧输入信号51，根据逻辑电路52设置安全时间，例如当高侧输入信号50的下降缘50b延迟经过安全时间后，才通过延迟电路53送出上升的低侧输入信号51，避免高侧输入信号50与低侧输入信号51的开启部分重叠。然而这只能在输入端预防输入信号的重叠，半桥电路当中的高压元件，可能因为杂讯的干扰，使得实际高侧信号输出端HO与低侧信号输出端LO的输出信号不同步于输入信号，造成错误动作而将高侧晶体管HQ及低侧晶体管LQ同时打开，进而产生高压电源对地短路的射穿现象。
除了上述的逻辑电路52的预防方式外，半桥电路也可结合过电流保护电路，在低侧晶体管LQ与接地端之间外拉一个电阻，监测其电流状态，当发生前述射穿现象时，由于电流会超过预设安全值，由过电流保护电路传送电流异常的信号至微处理器，由微处理器送出关闭信号来关闭上下臂以保护系统。然而，当监测到高侧晶体管HQ与低侧晶体管LQ同时导通的大电流发生时，经过过电流保护电路的反应较慢，无法即时关闭上下臂来避免元件损毁。
为解决上述缺陷，本实施例利用监测高侧信号输出端HO与低侧信号输出端LO的驱动电压，判断在高侧信号输出端HO与低侧信号输出端LO的实际切换状态，以此来避免高侧晶体管HQ与低侧晶体管LQ同时开启的情况发生。以下将详细说明半桥电路驱动芯片11的内部元件及操作。
由微处理器传送高侧输入信号50至高侧信号输入端HIN，传送低侧输入信号51至低侧信号输入端LIN，高侧输入信号50及低侧输入信号51可根据逻辑电路52检查以排除上下臂同时开启的重叠信号。此时，高侧输入信号50传送至第一脉冲产生模块21，将高侧输入信号50的上升缘50a及下降缘50b转换成包含上升脉冲信号及下降脉冲信号的高侧脉冲信号。此处的高侧脉冲信号必须经过第一电压位移转换器22提高电压位准，以达到足够驱动高侧晶体管HQ的电压位准。第一电压位移转换器22可为金氧半场效晶体管(MOSFET)元件。经过准位转换的脉冲信号传送至高侧驱动模块23，将高侧脉冲信号转换成一高侧驱动信号，经过高侧信号输出端HO输出以控制高侧晶体管HQ的切换。高侧驱动模块23可包含脉冲判断电路23a、第二正反器23b以及驱动器23c，其中脉冲判断电路23a是因为本实施例仅以单一电压位移转换器来进行准位转换，必须判断转换的脉冲信号为上升或下降，此处可利用电压位移转换器的电流或脉冲信号的数量或宽度来判断，将上升脉冲信号及下降脉冲信号区分后，传送至第二正反器23b，由脉冲信号触发第二正反器23b产生高侧驱动信号，通过可为反相器的驱动器23c切换高侧晶体管HQ。另一方面，低侧输入信号51则经过延迟电路53传送至低侧驱动模块27，低侧驱动模块27可例如为反相器的驱动电路，将低侧输入信号51转换成低侧驱动信号，由低侧信号输出端LO输出以切换低侧晶体管LQ。
为监测高侧晶体管HQ的切换状态，于高侧信号输出端HO设置高侧电压监测模块24，监测高侧晶体管HQ的驱动电压。其中，高侧电压监测模块24可在高侧信号输出端HO与高侧浮动接地端VS之间设置包含第一电阻R1与第二电阻R2的分压电阻，采集高侧信号输出端HO对高侧浮动接地端VS的高侧分压，再通过第一比较器24a与预设的第一参考电压Vref1比较。由于开启高侧晶体管HQ的驱动信号会产生较高的驱动电压，经分压后若大于第一参考电压Vref1，则可判断其为开启信号，由第一比较器24a输出高侧开启电压。此时由于高侧电压监测模块24是位于高侧区域HA，由第一比较器24a输出的高侧开启电压，必须经过第二脉冲产生模块25转换成高侧开启脉冲，再由第二电压位移转换器26降低高侧开启脉冲的电压位准，才能形成与低侧区域LA比较的高侧开启信号。
同样地，低侧驱动信号是通过低侧信号输出端LO输出，因此，在低侧信号输出端LO设置低侧电压监测模块28，监测低侧晶体管LQ的驱动电压。其中，低侧电压监测模块28可在低侧信号输出端LO与接地端GND之间设置包含第三电阻R3与第四电阻R4的分压电阻，采集低侧信号输出端LO对接地端GND的低侧分压，再通过第二比较器28a与预设的第二参考电压Vref2比较。由于开启低侧晶体管LQ的驱动信号会产生较高的驱动电压，经分压后若大于第二参考电压Vref2，则可判断其为开启信号，由第二比较器28a输出低侧开启电压。此时低侧开启电压即可作为低侧开启信号。
由输出端分压产生的开启信号均传送至保护模块29，保护模块包含与门29a及第一正反器29b，与门29a连接第二电压位移转换器26及低侧电压监测模块28，在同时接收高侧开启信号及低侧开启信号时，触发第一正反器29b产生重设信号。重设信号一方面输出至第一脉冲产生模块21，经第一电压位移转换器22转换重设信号的电压位准，再传送至高侧驱动模块23，经过高侧信号输出端HO输出以关闭高侧晶体管HQ。同时，重设信号也输出至低侧驱动模块27，由低侧信号输出端LO输出以关闭低侧晶体管LQ。由本实施例上述的保护电路所示，当同时监测到高侧晶体管HQ与低侧晶体管LQ均为开启状态时，即可通过重设信号迅速关闭上下臂电路，避免产生射穿现象。解除重设信号锁定的方式则是等到供电电压VCC重新开启后才会恢复正常输出，如此便能即时且有效的防止射穿现象的发生。
请参阅图3，图3为本发明实施例的半桥电路驱动芯片的保护方法的流程图。如图所示，其包含以下步骤(S1-S7)：
步骤S1：输入高侧输入信号及低侧输入信号。半桥电路驱动芯片可根据高侧信号输入端接收高侧输入信号，根据低侧信号输入端接收低侧输入信号。
步骤S2：根据第一脉冲产生模块产生高侧脉冲信号，再由第一电压位移转换器提高信号的电压位准。由高侧信号输入端接收的高侧输入信号，经过第一脉冲产生模块转换成上升脉冲信号及下降脉冲信号，由于信号的电压位准不足以驱动高侧晶体管切换，因此需由第一电压位移转换器提高信号的电压位准。
步骤S3：根据高侧驱动模块产生高侧驱动信号，经过高侧信号输出端输出以控制高侧晶体管。经过第一电压位移转换器提高位准的高侧脉冲信号，依据上升脉冲信号及下降脉冲信号重建高侧输入信号的波形，以此触发第二正反器输出高侧驱动信号，此高侧驱动信号经高侧信号输出端输出以控制高侧晶体管的切换。
步骤S4：根据高侧电压监测模块以监测高侧晶体管开启时的高侧开启电压，由第二脉冲产生模块转换成高侧开启脉冲，传送至第二电压位移转换器，降低高侧开启脉冲的电压位准，形成高侧开启信号。根据在高侧信号输出端与高侧浮动接地端之间设置分压电阻，监测高侧信号输出端对高侧浮动接地端的高侧分压，通过第一比较器与预设的参考电压比较，当高侧分压大于参考电压时，由第一比较器输出高侧开启电压。根据输出高侧开启电压，监测高侧晶体管打开的状态。此处高侧开启电压的电压信号，同样须经过第二脉冲产生模块转换成高侧开启脉冲的信号，并由第二电压位移转换器降低信号的电压位准，以形成可由低侧端接收的高侧开启信号。
步骤S5：根据低侧驱动模块产生低侧驱动信号，经过低侧信号输出端输出以控制低侧晶体管。在高低侧区域当中，由低侧信号输入端接收的低侧输入信号，传送至低侧驱动模块，转换成低侧驱动信号，由低侧信号输出端输出以控制低侧晶体管开启或关闭的切换。
步骤S6：根据低侧电压监测模块监测低侧晶体管开启时的低侧开启电压，形成低侧开启信号。在低侧信号输出端与低侧接地端之间设置分压电阻，监测低侧信号输出端对低侧接地端的低侧分压，通过第二比较器与预设的参考电压比较，当低侧分压大于参考电压时，由第二比较器输出低侧开启电压。根据输出低侧开启电压，监测低侧晶体管打开的状态。在低侧区域，第二比较器输出的低侧开启电压可直接作为低侧开启信号。
步骤S7：当同时产生高侧开启信号及低侧开启信号时，根据保护模块产生重设信号，传送至高侧驱动模块以关闭高侧晶体管，同时传送至低侧驱动模块以关闭低侧晶体管。半桥电路驱动芯片可根据设置保护模块来访止高侧晶体管与低侧晶体管同时开启，经过保护模块当中的与门连接于第二电压位移转换器及低侧电压监测模块，当同时接收到高侧开启信号及低侧开启信号时，触发第一正反器产生重设信号。此重设信号能同时传送至高侧驱动模块与低侧驱动模块，同时关闭高侧晶体管与低侧晶体管。由于是监测使晶体管开启的驱动信号，即时产生重设信号关闭上下臂电路，不会等到大电流实际贯穿后才监测到过电流的变化，因此能有效的避免射穿现象发生，有助于保护半桥电路及驱动芯片的元件。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本申请权利要求的保护范围中。

Claims (10)

1.一种具保护电路的半桥电路驱动芯片，其特征在于，适用于控制一高侧晶体管及一低侧晶体管的切换，其包含：
一高侧信号输入端，接收一高侧输入信号；
一高侧信号输出端，连接于该高侧晶体管；
一低侧信号输入端，接收一低侧输入信号；
一低侧信号输出端，连接于该低侧晶体管；
一第一脉冲产生模块，连接于该高侧信号输入端，将该高侧输入信号转换成一高侧脉冲信号；
一第一电压位移转换器，连接于该第一脉冲产生模块，提高该高侧脉冲信号的电压位准；
一高侧驱动模块，连接于该第一电压位移转换器，将该高侧脉冲信号转换成一高侧驱动信号，经过该高侧信号输出端控制该高侧晶体管的切换；
一高侧电压监测模块，连接于该高侧信号输出端，监测该高侧晶体管开启时的一高侧开启电压；
一第二脉冲产生模块，连接于该高侧电压监测模块，将该高侧开启电压转换成一高侧开启脉冲；
一第二电压位移转换器，连接于该第二脉冲产生模块，降低该高侧开启脉冲的电压位准，形成一高侧开启信号；
一低侧驱动模块，连接于该低侧信号输入端，将该低侧输入信号转换成一低侧驱动信号，经过该低侧信号输出端控制该低侧晶体管的切换；
一低侧电压监测模块，连接于该低侧信号输出端，监测该低侧晶体管开启时的一低侧开启电压，形成一低侧开启信号；以及
一保护模块，连接该第二电压位移转换器及该低侧电压监测模块，当接收该高侧开启信号及该低侧开启信号时，产生一重设信号，输出至该第一脉冲产生模块，经该第一电压位移转换器转换该重设信号至该高侧驱动模块，关闭该高侧晶体管，并输出至该低侧驱动模块，关闭该低侧晶体管。
2.根据权利要求1所述的具保护电路的半桥电路驱动芯片，其特征在于，该高侧电压监测模块包含串接的一第一电阻与一第二电阻，设置在该高侧信号输出端与一高侧浮动接地端之间，由该第一电阻与该第二电阻分压产生一高侧分压，传送至一第一比较器与一第一参考电压比较，在该高侧分压超过该第一参考电压时输出该高侧开启电压。
3.根据权利要求1所述的具保护电路的半桥电路驱动芯片，其特征在于，该低侧电压监测模块包含串接的一第三电阻与一第四电阻，设置在该低侧信号输出端与一低侧接地端之间，由该第三电阻与该第四电阻分压产生一低侧分压，传送至一第二比较器与一第二参考电压比较，在该低侧分压超过该第二参考电压时输出该低侧开启电压。
4.根据权利要求1所述的具保护电路的半桥电路驱动芯片，其特征在于，该保护模块包含一与门及一第一正反器，该与门连接该第二电压位移转换器及该低侧电压监测模块，在接收该高侧开启信号及该低侧开启信号时，触发该第一正反器产生该重设信号。
5.根据权利要求1所述的具保护电路的半桥电路驱动芯片，其特征在于，该高侧驱动模块包含一第二正反器，由该高侧脉冲信号当中的一上升脉冲信号及一下降脉冲信号触发，输出开启及关闭该高侧晶体管的该高侧驱动信号。
6.一种半桥电路驱动芯片的保护方法，其特征在于，适用于控制一高侧晶体管及一低侧晶体管的切换，其包含以下步骤：
根据一高侧信号输入端接收一高侧输入信号，根据一低侧信号输入端接收一低侧输入信号；
根据一第一脉冲产生模块将该高侧输入信号转换成一高侧脉冲信号，传送至一第一电压位移转换器，提高该高侧脉冲信号的电压位准；
根据一高侧驱动模块将该高侧脉冲信号转换成一高侧驱动信号，经过一高侧信号输出端控制该高侧晶体管的切换；
根据一高侧电压监测模块监测该高侧晶体管开启时的一高侧开启电压，经过一第二脉冲产生模块转换成一高侧开启脉冲，传送至一第二电压位移转换器，降低该高侧开启脉冲的电压位准，形成一高侧开启信号；
根据一低侧驱动模块将该低侧输入信号转换成一低侧驱动信号，经过一低侧信号输出端控制该低侧晶体管的切换；
根据一低侧电压监测模块监测该低侧晶体管开启时的一低侧开启电压，形成一低侧开启信号；以及
当产生该高侧开启信号及该低侧开启信号时，根据一保护模块产生一重设信号，传送至该高侧驱动模块以关闭该高侧晶体管，并传送至该低侧驱动模块以关闭该低侧晶体管。
7.根据权利要求6所述的半桥电路驱动芯片的保护方法，其特征在于，该高侧电压监测模块根据一第一电阻及一第二电阻对该高侧信号输出端至一高侧浮动接地端之间进行分压以产生一高侧分压，并通过与一第一比较器的一第一参考电压比较而产生该高侧开启电压。
8.根据权利要求6所述的半桥电路驱动芯片的保护方法，其特征在于，该低侧电压监测模块根据一第三电阻及一第四电阻对该低侧信号输出端至一低侧接地端之间进行分压以产生一低侧分压，并通过与一第二比较器的一第二参考电压比较而产生该低侧开启电压。
9.根据权利要求6所述的半桥电路驱动芯片的保护方法，其特征在于，该保护模块根据一与门接收该高侧开启信号及该低侧开启信号的输入，当收到该高侧开启信号及该低侧开启信号时，触发一第一正反器以产生该重设信号。
10.根据权利要求6所述的半桥电路驱动芯片的保护方法，其特征在于，该高侧驱动模块根据一第二正反器接收该高侧脉冲信号当中的一上升脉冲信号及一下降脉冲信号的输入，输出开启及关闭该高侧晶体管的该高侧驱动信号。
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