CN110945769B - 半桥电子器件以及使其高低电平开关交替启用的同步方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半桥电子器件(100)，其包括在中心点(3)处串联连接的高电平开关(2)和低电平开关(1)，所述器件(100)包括第一同步系统(10)和第二同步系统(20)：所述第一系统(10)包括第一检测电路(11)，所述第一检测电路被配置成对所述中心点(3)处的电压(Vm)沿下降沿的变化进行解释，并且所述第一系统(10)被配置成生成用于启用所述低电平开关(1)的第一同步信号(ATON‑LS)；所述第二系统(20)包括第二检测电路(21)，所述第二检测电路被配置成对所述中心点(3)处的电压(Vm)沿上升沿的变化进行解释，并且所述第二系统(20)被配置成生成用于启用所述高电平开关(2)的第二同步信号(ATON‑HS)。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域。特别地，本发明涉及包括使高电平开关与低电平开关的交替启用之间的死区时间(dead time)最小化的两个同步系统的半桥电子器件，该器件尤其被用于DC-DC转换器中。
背景技术
由高压侧开关和低压侧开关组成的称为“半桥”的电子器件通常用在将一个DC电压转换成另一个更低值的电压的DC-DC转换器中。
在这些半桥器件中，由晶体管形成的所述两个开关是在连接有负载的中点处串联连接的。正如已经在DC-DC转换器领域中所公知的，通过启用(切换成导通模式)高压侧开关来将负载选择性地联接至DC电压源，或者通过启用低压侧开关来将负载选择性地联接至地。
由于高压侧开关的停用(阻断模式)与低压侧开关的启用之间以及低压侧开关的停用与高压侧开关的启用之间的死区时间，DC-DC转换器会遭受显著的电损耗。
为了使转换器的效率最大化，因此希望使这些切换死区时间最小化，同时避免会导致电压源与地之间的短路的高压侧开关和低压侧开关的同时导通。
在现有技术中，存在一些在半桥电子器件中实现以优化切换死区时间的控制系统。特别地，文献US6396250和US6861826提供了利用中点电压测量结果来使转换器中的高压侧开关和低压侧开关的启用和停用同步的控制系统。
随着半桥电子器件中的快速切换开关(特别是由GaN晶体管形成的开关)的实现，出现了附加的约束：这些开关的典型切换时间为100纳秒到约10纳秒，控制系统的测量、分析以及响应时间必须在同一数量级，以有效地最小化开关切换之间的死区时间。
本发明的目的
本发明的一个目标是，提供现有技术的解决方案的替代解决方案。本发明的目的涉及一种半桥电子器件，该半桥电子器件包括用于有效地最小化连续开关操作之间的死区时间的两个同步系统。
发明内容
本发明涉及一种半桥电子器件，所述半桥电子器件包括在中点处串联连接的高电平开关和低电平开关。所述低电平开关和所述高电平开关分别是通过第一启用/停用信号(SLS)和第二启用/停用信号(SHS)来控制(启用或停用)的。所述器件包括第一同步系统和第二同步系统：
-所述第一同步系统包括第一检测电路，所述第一检测电路被配置成对所述中点处的电压的沿着下降沿的变化进行解释(interpret)，并且所述第一同步系统被配置成生成第一同步信号；
-所述第二同步系统包括第二检测电路，所述第二检测电路被配置成对所述中点处的电压的沿着上升沿的变化进行解释，并且所述第二同步系统被配置成生成第二同步信号。
所述器件还包括：
-OR逻辑门，所述OR逻辑门组合所述第一同步信号与第一控制信号，以形成所述第一启用/停用信号；
-另一OR逻辑门，所述另一OR逻辑门组合所述第二同步信号与第二控制信号，以形成所述第二启用/停用信号。
根据本发明的单独地或者以任何技术上可行的组合采用的其它有利的和非限制的特征：
-各个检测电路包括电容元件，所述电容元件直接连接至所述中点并且被用于根据所述中点处的电压生成暂态电流；
-各个检测电路包括与所述电容元件串联的二极管和分流电阻器，以对与所述暂态电流成比例的电压进行测量；
-各个同步系统包括处理电路，所述处理电路被配置成根据所述检测电路的测量结果来生成用于启用关联的开关的所述同步信号；
-各个处理电路包括电压比较器和记忆点(memory point)；
-所述开关中的至少一个开关包括高电压晶体管；
-所述高电压晶体管是在GaN的基础上形成的；
-所述开关中的至少一个开关包括与采用增强模式的低电压晶体管串联的采用耗尽模式的高电压晶体管。
本发明还涉及一种使半桥电子器件中的低电平开关和高电平开关的交替启用同步的处理，该处理包括以下步骤：
a)当第一控制信号改变成状态0时，停用所述低电平开关，
b)对中点处的电压的沿着上升沿的变化进行解释，以生成能够启用所述高电平开关的第二同步信号，
c)通过由在OR逻辑门中组合所述第二同步信号与第二控制信号产生的第二启用/停用信号来启用所述高电平开关，
d)当第二控制信号改变成状态0时，停用所述高电平开关，
e)对所述中点处的电压的沿着下降沿的变化进行解释，以生成能够启用所述低电平开关的第一同步信号，
f)通过由在OR逻辑门中组合所述第一同步信号与所述第一控制信号产生的第一启用/停用信号来启用所述低电平开关。
根据本发明的单独地或者以任何技术上可行的组合采用的其它有利的和非限制的特征：
-针对所述低电平开关和所述高电平开关的交替切换的每个新周期重复步骤a)至步骤f)；
-该处理包括处于步骤c)与步骤d)之间的步骤c')，该步骤c')将所述第二同步信号复位；
-该处理包括处于步骤f)与重复的步骤a)之间的步骤f')，该步骤f')将所述第一同步信号复位；
-对上升沿的解释包括：在所述中点处检测到确定的高电平电压；
-对下降沿的解释包括：在所述中点处检测到确定的低电平电压。
附图说明
参照附图，根据下面的详细描述，本发明的其它特征和优点将显现出，附图中：
-图1a和图1b分别表示根据现有技术的半桥电子器件的时序图和原理图；
-图2示出了符合本发明的电子器件的原理图；
-图3示出了根据本发明的实施方式的半桥电子器件的开关的控制信号、同步信号以及启用信号的时序图；
-图4a和图4b示出了根据本发明的实施方式的用于半桥电子器件的同步系统。
具体实施方式
在描述部分中，附图中相同的附图标记可以用于相同类型的要素。
本发明涉及半桥电子器件100，该半桥电子器件包括串联的高电平开关2和低电平开关1。
通常，在这种器件中，两个开关1、2在中点3处彼此连接(图1b)。高电平开关2还连接到电压源V，该电压源V可以是高电压源(从几十伏到几百伏)；低电平开关1还连接至地。负载200(例如，如图1b所示)旨在连接至中点3。
根据标准的操作模式，将输入信号PWM(“脉冲宽度调制”)分别经由第一控制电路19和第二控制电路29发送至低电平开关1和高电平开关2。输入信号PWM表现为脉冲，以启用和停用高电平开关2，并且交替地停用和启用低电平开关1。在本发明的背景下，启用是指闭合开关以使该开关导通的动作；停用是指断开开关以使该开关阻断的动作。
为避免与同时启用两个开关1、2相关的任何短路，必需计划一个开关的停用与另一开关的启用之间的死区时间TM(图1a)。
接收输入信号PWM的延迟生成器件40(图1b)生成与输入信号PWM极性相同的控制信号PWM-LS(称为第一控制信号)，并且该控制信号PWM-LS的脉冲(启用状态1)相对于输入信号PWM偏移了时间TM。该延迟生成器件40还生成相对于输入信号PWM具有相反的极性的控制信号PWM-HS(称为第二控制信号)，并且该控制信号PWM-HS的脉冲(启用状态1)相对于输入信号PWM偏移了时间TM。
第一控制电路19接收第一控制信号PWM-LS作为输入，该第一控制信号PWM-LS将控制低电平开关1的启用/停用。第二控制电路29接收第二控制信号PWM-HS(相对于第一控制信号PWM-LS具有相反的极性)作为输入，该第二控制信号PWM-HS将控制高电平开关2的启用/停用。
当然，如前所述，必须尽可能最小化引起的死区时间TM(图1a)，以避免在包括器件100的转换器中产生显著的电损耗。
根据本发明的器件100包括第一同步系统10和第二同步系统20，该第一同步系统和第二同步系统分别旨在发送使得能够启用低电平开关1的同步信号ATON-LS(“自动接通-低压侧”)，以及使得能够启用高电平开关2的同步信号ATON-HS(“自动接通-高压侧”)(图2)。
同步系统10、20分别包括检测电路11、21，检测电路11、21对中点3处的电压Vm随时间的变化(dVm/dt)进行解释。如图3的时序图所示，中点3处的电压Vm分别根据高电平开关2或低电平开关1是启用(闭合)还是停用(断开)而随时间变化。在实践中，一旦高电平开关2断开(停用)，中点3处的电压Vm将减小；一旦低电平开关1断开(停用)，中点3处的电压Vm将增加。
包括在第一同步系统10中的第一检测电路11被配置成检测中点3处的电压Vm下降沿。包括在第二同步系统20中的第二检测电路21被配置成检测中点3处的电压Vm上升沿。
为此，各个检测电路11、21有利地包括直接连接至中点3的电容元件12、22(图4a、图4b)。电容元件12、22将根据中点3处的电压Vm的时间变化来生成暂态电流i。电容元件12、22必须与电压Vm在中点3处可以达到的最大电平兼容，即，至少与连接至高电平开关2的电压源的电压V兼容。电容元件12、22的使用使得可以在检测电路11、21中摆脱能够保持电压源的电压V的有源测量组件。例如，电容元件12、22可以由根据电压源的电压V(从几十伏到几百伏)确定大小的电容构成。另一个有利的示例是，电容元件12、22可以由设置在包含器件100的印刷电路板上的两条共面金属线构成，并且这两条共面金属线也根据电压源的电压V来确定尺寸。
根据第一实施方式(未示出)，暂态电流i可以直接由与电容元件12、22串联连接的安培计进行测量。
根据第二个更有利的实施方式，各个检测电路11、21包括与电容元件12、22串联的分流电阻器13、23(图4a、图4b)。分流电阻器使得能够在其端子处对与暂态电流i成比例的电压U1、U2进行测量。各个检测电路11、21因此可以产生电压U1、U2的测量结果，该测量结果表示中点3处的电压Vm的变化。
有利地，各个检测电路11、21还包括与分流电阻器13、23串联的二极管14、24，分流电阻器13、23连接至地或者连接至基准电压Vref1、Vref2。
二极管14、24仅可使暂态电流i以限定的极性通过分流电阻器13、23。根据中点3处的电压Vm是沿着下降沿还是上升沿而变化，在电容元件12、22的输出端生成的暂态电流i将为正的或负的。因此，将二极管14配置成仅可使与中点3处的电压Vm的下降沿相关的暂态电流i1通过，而将二极管24配置成仅可使与中点3处的电压Vm的上升沿相关的暂态电流i2(具有与i1相反的符号)通过。
因此，将第一检测电路11配置成对中点3处的电压Vm的下降沿进行解释：该第一检测电路使得能够直接或间接测量因中点3处的电压Vm正在减小的按时间的变化(下降沿)而造成的暂态电流i1。
根据该测量结果，第一同步系统10必须生成使得能够启用低电平开关1的第一同步信号ATON-LS。
为此，第一同步系统10有利地包括第一处理电路15。该处理电路15包括电压比较器16，该电压比较器将所测得的电压U1的值(根据上述第二实施方式，与暂态电流i1成比例)与设定点电压Vc1进行比较。一旦测得的电压U1高于设定点电压Vc1，比较器16就会向记忆点17发送脉冲。该脉冲使记忆点17的输出端处的同步信号ATON-LS(称为第一同步信号)变成启用状态1(图3)。例如，记忆点17可以通过异步开关(锁或者“锁存器”)来实现。一旦控制信号PWM-LS改变成状态1，记忆点17(ATON-LS)就会复位(图3)。
然后，在OR型的逻辑门18中组合由第一同步系统10生成的第一同步信号ATON-LS以及第一控制信号PWM-LS，以形成启用/停用信号SLS(称为第一启用/停用信号)(图3)。将第一启用/停用信号SLS传输至第一控制电路19，并且将启用/停用低电平开关1。
在第一同步系统10中，用设定点电压与基准电压之间的差(Vc1-Vref1)来调节电压比较器16的切换电平(U1>Vc1)，以生成ATON-LS信号。调节该电平可补偿系统的延迟时间：例如，可以将该电压差限定成使得基本上在Vm达到其最小值之前，ATON-LS信号激活为状态1。
将第二检测电路21配置成对中点3处的电压Vm的上升沿进行解释：该第二检测电路使得能够直接或间接测量因中点3处的电压Vm正在增加的按时间的变化(上升沿)而造成的暂态电流i2。
根据该测量结果，第二同步系统20必须生成使得能够启用高电平开关2的同步信号ATON-HS。
为此，第二同步系统20有利地包括第二处理电路25。该处理电路25包括电压比较器26，该电压比较器将所测得的电压U2的值(根据上述第二实施方式，与暂态电流i2成比例)与设定点电压Vc2进行比较。一旦测得的电压U2高于设定点电压Vc2，比较器26就会向记忆点27发送脉冲。该脉冲使记忆点27的输出端处的同步信号ATON-HS(称为第二同步信号)变成启用状态1。例如，记忆点27可以通过异步开关来实现。一旦控制信号PWM-HS改变成状态1，记忆点27(ATON-HS)就会复位(图3)。
然后，在OR型的逻辑门28中组合由第二同步系统20生成的第二同步信号ATON-HS以及第二控制信号PWM-HS，以形成启用/停用信号SHS(称为第二启用/停用信号)(图3)。将第二启用/停用信号SHS传输至第二控制电路29，并且将启用/停用高电平开关2。
在第二同步系统20中，用设定点电压与基准电压之间的差(Vc2-Vref2)来调节电压比较器26的切换电平(U2>Vc2)，以生成ATON-HS信号。调节该电平使得能够补偿系统的延迟时间：例如，可以将该电压差限定成使得基本上在Vm达到其最大值之前，ATON-HS信号激活为状态1。
如图3的时序图所示，与具有固定延迟TM的控制信号PWM-LS、PWM-HS相比，第一启用/停用信号SLS和第二启用/停用信号SHS减少了死区时间tm。实际上，从控制信号PWM-LS、PWM-HS之间的限定的固定时间延迟TM(例如，50ns至100ns)开始，同步信号ATON-LS和ATON-HS能够分别使对低电平开关1进行控制的第一启用/停用信号SLS和对高电平开关2进行控制的第二启用/停用信号SHS在相位上提前切换成状态1：这使得能够缩短有效的死区时间tm(例如，4ns至20ns)。固定延迟TM将优选地被选择为安全的(足够长)，以避免“高压侧”开关和“低压侧”开关的同时导通(这会导致电压源与地之间的短路)的任何风险。
死区时间的优化可以使损耗最小化，从而可使配备有器件100的转换器的输出(或能量效率)最大化。
针对低电平开关1和高电平开关2的每个切换周期生成同步信号ATON-LS和ATON-HS；因此，根据本发明的器件100通过对中点3处的电压Vm的上升沿和下降沿进行解释，使得能够在每个切换周期、在一个开关1、2停用之后最早地将另一开关2、1自动启用(设定为状态1)。
各个同步系统10、20专用于开关1、2的启用的事实还使得能够对电压变化Vm进行有效的解释并且可使指令直接且快速地传输至开关。
使用快速开关1、2的DC-DC转换器在至少5ns的时间内切换Vm信号(例如，切换时间在5ns到20ns之间)；同步系统10、20必须具有比这些值低的响应时间，以最小化死区时间，从而最小化在这些切换期间的损耗。
现在，参照图3中的时序图，对根据本发明的半桥电子器件100的操作进行描述。
以与状态1和状态0的交替相对应的时隙化数字输入信号PWM为例。借助于延迟生成器件40，生成脉冲偏移了时间TM的第一控制信号PWM-LS以及脉冲相对于输入信号PWM反相并且偏移了时间TM的第二控制信号PWM-HS。安全地限定了死区时间TM，以防止同时启用两个开关1、2。
如图3所示，时序图的起始点对应于输入信号PWM的状态1，该输入信号PWM生成处于状态1的第一控制信号PWM-LS，该第一控制信号PWM-LS用于控制低电平开关1的闭合(启用)。中点3处的电压Vm具有最小值，通常为0。
当PWM输入信号改变成状态0时，控制信号PWM-LS也改变成状态0，并且第一控制电路19控制低电平开关1的停用(断开)。中点3处的电压Vm增加至最大值，通常为电压V。
第二同步系统20通过其检测电路21解释中点3处的电压Vm的该上升沿。当电压Vm达到其最大值(或者实质上更早，这取决于电压差(Vc2-Vref2)的设定值)时，第二同步系统20经由其处理电路25生成第二同步信号ATON-HS，该第二同步信号ATON-HS在OR逻辑门28中与控制信号PWM-HS相组合，以形成第二启用/停用信号SHS：第二同步信号ATON-HS会将信号SHS切换成启用模式(状态1)，以在比控制信号PWM-HS的延迟TM短的时间tm内控制高电平开关2的闭合(启用)。然后，控制信号PWM-HS改变成状态1，使得第二同步系统20的处理电路25的记忆点27复位成0(复位)。
一旦输入信号改变成状态1，控制信号PWM-HS就改变成状态0，并且第二控制电路29控制高电平开关2的停用(断开)。中点3处的电压Vm减小直至最小值，通常为0。
第一同步系统10通过其检测电路11解释中点3处的电压Vm的该下降沿。当电压Vm达到其最小值(或者实质上更早，这取决于电压差(Vc1-Vref1)的设定值)时，第一同步系统10经由其处理电路15生成第一同步信号ATON-LS，该第一同步信号ATON-LS在OR逻辑门28中与控制信号PWM-LS相组合，以形成启用/停用信号SLS：第一同步信号ATON-LS会将信号SLS切换成启用模式(状态1)，以在比控制信号PWM-LS的延迟TM短的时间tm内控制低电平开关1的闭合(启用)。然后，控制信号PWM-LS改变成状态1，使得第一同步系统10的处理电路15的记忆点17复位成0(复位)。
当输入信号PWM改变回状态0时，控制信号PWM-LS也改变成状态0，并且第一控制电路19控制低电平开关1的停用(断开)，以此类推。对于开关1、2的每个新的交替切换周期，同步系统10、20将交替生成同步信号ATON-LS和同步信号ATON-HS，以在一个开关1、2被禁用之后最早地启用另一个开关2、1。
根据特定的操作模式，半桥电子器件100的开关1、2中的至少一个开关包括高电压晶体管，该高电压晶体管可以切换几十伏到几百伏(例如，400V)的电压。
例如，高电压晶体管可以由诸如氮化镓(GaN)的III-N材料形成。该晶体管可以是HEMT(高电子迁移率晶体管)。另选地，高电压晶体管可以由硅形成。
根据另一特定实施方式，半桥器件100的开关1、2中的至少一个开关包括与采用增强模式的低电压晶体管串联的采用耗尽模式的高电压晶体管。高电压晶体管和低电压晶体管可以形成共源共栅电路(cascode circuit)，高电压晶体管的栅极连接至低电压晶体管的源极。它们可以替代地形成级联电路(cascade circuit)，在这种情况下，高电压晶体管的栅极是由控制电路19、29控制的。
本发明还涉及一种使半桥电子器件100中的低电平开关1和高电平开关2的交替启用同步的处理。低电平开关1和高电平开关2分别是通过第一启用/停用信号SLS和第二启用/停用信号SHS来控制的。该处理包括以下步骤：
a)当第一控制信号PWM-LS改变成状态0时，停用低电平开关1；一旦输入信号PWM改变成状态0，所述第一控制信号PWM-LS就改变成状态0；
b)对中点3处的电压Vm沿上升沿的变化进行解释，以生成能够启用高电平开关2的第二同步信号ATON-HS；
c)通过由在OR类型的逻辑门28中组合第二同步信号ATON-HS与第二控制信号PWM-HS产生的第二启用/停用信号SHS，启用高电平开关2(导通模式)；
d)当第二控制信号PWM-HS改变成状态0时，停用高电平开关2；一旦输入信号PWM改变成状态1，所述第二控制信号PWM-HS就改变成状态0；
e)对中点3处的电压Vm的沿下降沿的变化进行解释，以生成能够启用低电平开关1的第一同步信号ATON-LS；
f)通过由在OR类型的逻辑门18中组合第一同步信号ATON-LS与第一控制信号PWM-LS产生的第一启用/停用信号SLS，启用低电平开关1。
针对低电平开关1和高电平开关2的交替切换的每个新周期，重复步骤a)至步骤f)。
有利地，该处理包括处于步骤c)与步骤d)之间的步骤c')，所述步骤c')复位第二同步信号ATON-HS；当第二控制信号PWM-HS改变成状态1时，将发生复位。
有利地，该处理还包括处于步骤f)与迭代的步骤a)之间的步骤f')，所述步骤f')复位第一同步信号ATON-LS；当第一控制信号PWM-LS改变成状态1时，将发生复位。
对中点3处的电压Vm沿上升沿的变化的解释包括检测所述电压Vm的确定的高电平。所确定的高电平可以是电压Vm的最大值，或者另选地可以是明显低于该最大值的值。所确定的高电平的选择使得在停用低电平开关1之后不久即可生成用于启用高电平开关2的第二同步信号ATON-HS。
对中点3处的电压Vm沿下降沿的变化的解释包括检测所述电压Vm的确定的低电平。所确定的低电平可以是电压Vm的最小值，或者另选地可以是明显高于该最小值的值。所确定的低电平的选择使得在停用高电平开关2之后不久即可生成用于启用低电平开关1的第一同步信号ATON-LS。
根据本发明的半桥电子器件100和处理可以用于DC-DC、AC-DC功率转换器等领域。
当然，本发明不限于所述实施方式，并且可以在不脱离如权利要求限定的本发明的范围的情况下，使用另选解决方案。
Claims (10)
1.一种半桥电子器件(100)，所述半桥电子器件包括在中点(3)处串联连接的高电平开关(2)和低电平开关(1)，所述低电平开关(1)和所述高电平开关(2)分别是通过第一启用/停用信号(SLS)和第二启用/停用信号(SHS)来控制的，所述半桥电子器件能够根据输入信号形成与所述输入信号极性相同并偏移死区时间的第一控制信号、以及与所述输入信号极性相反并偏移死区时间的第二控制信号，所述器件(100)的特征在于，所述器件包括：
·第一同步系统(10)，所述第一同步系统包括第一检测电路(11)，所述第一检测电路被配置成对所述中点(3)处的电压(Vm)沿着下降沿的变化进行解释，所述第一同步系统(10)被配置成生成第一同步信号(ATON-LS)，
所述第一同步信号在所述下降沿处被启用为状态1并且在所述第一控制信号变化至状态1时被重置为状态0；
·第二同步系统(20)，所述第二同步系统包括第二检测电路(21)，所述第二检测电路被配置成对所述中点(3)处的电压(Vm)沿着上升沿的变化进行解释，所述第二同步系统(20)被配置成生成第二同步信号(ATON-HS)，
所述第二同步信号在所述上升沿处被启用为状态1并且在所述第二控制信号变化至状态1时被重置为状态0；
·OR逻辑门(18)，所述OR逻辑门组合所述第一同步信号(ATON-LS)与所述第一控制信号(PWM-LS)，以形成所述第一启用/停用信号(SLS)；
·另一OR逻辑门(28)，所述另一OR逻辑门组合所述第二同步信号(ATON-HS)与所述第二控制信号(PWM-HS)，以形成所述第二启用/停用信号(SHS)。
2.根据权利要求1所述的半桥电子器件(100)，其中，各个检测电路(11、21)包括电容元件(12、22)，所述电容元件直接连接至所述中点(3)并且旨在根据所述中点(3)处的电压(Vm)的变化生成暂态电流(i、i1、i2)。
3.根据权利要求2所述的半桥电子器件(100)，其中，各个检测电路(11、21)包括与所述电容元件(12、22)串联的二极管(14、24)和分流电阻器(13、23)，以对与所述暂态电流(i、i1、i2)成比例的电压(U、U1、U2)进行测量。
4.根据权利要求1所述的半桥电子器件(100)，其中，各个同步系统(10、20)包括处理电路(15、25)，所述处理电路(15、25)被配置成根据所述检测电路(11、21)的测量结果来分别生成用于启用所述低电平开关(1)的所述第一同步信号(ATON-LS)和用于启用所述高电平开关(2)的所述第二同步信号(ATON-HS)。
5.根据权利要求3或4所述的半桥电子器件(100)，其中，各个处理电路(15、25)包括电压比较器(16、26)和记忆点(17、27)。
6.根据权利要求1所述的半桥电子器件(100)，其中，所述低电平开关(1)和所述高电平开关(2)中的至少一个开关包括高电压晶体管。
7.根据权利要求6所述的半桥电子器件(100)，其中，所述高电压晶体管是在GaN的基础上形成的。
8.根据权利要求6或7所述的半桥电子器件(100)，其中，所述低电平开关(1)和所述高电平开关(2)中的至少一个开关包括与采用增强模式的低电压晶体管串联的采用耗尽模式的高电压晶体管。
9.一种使半桥电子器件(100)中的低电平开关(1)和高电平开关(2)的交替启用同步的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a)当第一控制信号(PWM-LS)改变成状态0时，停用所述低电平开关(1)，其中所述第一控制信号由输入信号形成并且与所述输入信号具有相同极性并偏移死区时间，
b)对中点(3)处的电压(Vm)沿着上升沿的变化进行解释，以生成能够启用所述高电平开关(2)的第二同步信号(ATON-HS)，其中所述第二同步信号在所述上升沿处被启用为状态1并且在第二控制信号变化至状态1时被重置为状态0，
c)通过由在OR逻辑门(28)中组合所述第二同步信号(ATON-HS)与所述第二控制信号(PWM-HS)产生的第二启用/停用信号(SHS)来启用所述高电平开关(2)，
d)当所述第二控制信号(PWM-HS)改变成状态0时，停用所述高电平开关(2)，其中所述第二控制信号由所述输入信号形成并且与所述输入信号具有相反极性并偏移死区时间，
e)对所述中点(3)处的电压(Vm)沿着下降沿的变化进行解释，以生成能够启用所述低电平开关(1)的第一同步信号(ATON-LS)，其中所述第一同步信号在所述下降沿处被启用为状态1并且在所述第一控制信号变化至状态1时被重置为状态0，
f)通过由在另一OR逻辑门(18)中组合所述第一同步信号(ATON-LS)与所述第一控制信号(PWM-LS)产生的第一启用/停用信号(SLS)来启用所述低电平开关(1)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，针对所述低电平开关(1)和所述高电平开关(2)的交替切换的每个新周期重复步骤a)至步骤f)。
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