CN112134553A - 开关控制电路与开关电路 - Google Patents

开关控制电路与开关电路 Download PDF

Info

Publication number
CN112134553A
CN112134553A CN201910554394.8A CN201910554394A CN112134553A CN 112134553 A CN112134553 A CN 112134553A CN 201910554394 A CN201910554394 A CN 201910554394A CN 112134553 A CN112134553 A CN 112134553A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
switch
node
control circuit
switch control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910554394.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112134553B (zh
Inventor
陈力辅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Realtek Semiconductor Corp
Original Assignee
Realtek Semiconductor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Realtek Semiconductor Corp filed Critical Realtek Semiconductor Corp
Priority to CN201910554394.8A priority Critical patent/CN112134553B/zh
Publication of CN112134553A publication Critical patent/CN112134553A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112134553B publication Critical patent/CN112134553B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/689—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/74—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of diodes

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

本发明公开了开关控制电路，耦接于开关控制节点与电压端之间，该开关控制节点位于输入电路与开关之间，该开关控制电路控制该开关，并包含：一电子元件，耦接于该开关控制节点与一控制电压节点之间，该电子元件于有电源情形下依据该开关控制节点与该控制电压节点的电压决定该电子元件的一导通状态，并于无电源情形下令该开关控制节点的电压不大于一预设电压；一控制电路，于该有电源情形下输出一控制信号至该控制电压节点，并于该无电源情形下停止控制该控制电压节点的电压；以及一电阻，耦接于该控制电压节点与该电压端之间。该电子元件与该电阻作为该开关控制节点与该电压端之间的一漏电路径的一部分，以于该无电源情形下确保该开关被关闭。

Description

开关控制电路与开关电路
技术领域
本发明涉及集成电路的开关，尤其涉及开关控制电路与开关电路。
背景技术
图1显示一现有的开关电路。图1的开关电路100包含一控制电路110以及一NMOS晶体管开关120，其中NMOS晶体管开关120耦接于两个端点之间，这两个端点的电性是依开关电路100所应用的电路架构来决定。控制电路110在一有电源情形下可以输出一低电压以关闭NMOS晶体管开关120，但控制电路110在一无电源情形下无法确实输出该低电压，从而无法确保NMOS晶体管开关120被关闭。
图2显示另一现有的开关电路。图2的开关电路200包含一控制电路210、一NMOS晶体管开关220、一固定电阻230以及一接地端240。图2与图1的差异在于固定电阻230扮演NMOS晶体管开关220与接地端240之间的漏电路径，因此，在该无电源情形下，NMOS晶体管开关220的栅极电压得以被拉低为接地端240的电压，从而确保NMOS晶体管开关120被关闭。然而，在该有电源情形下，固定电阻230会降低开关电路200的运行速度，且减损开关电路200的效能。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种开关控制电路与开关电路，以避免现有技术的问题。
本发明公开了一种开关控制电路，依据本发明的一实施例，该开关控制电路耦接于一开关控制节点与一电压端之间，该开关控制节点位于一输入电路与一开关之间，该开关控制电路用来控制该开关，并包含一电子元件、一控制电路以及一电阻。该电子元件耦接于该开关控制节点与一控制电压节点之间，用来于一有电源情形下依据该开关控制节点与该控制电压节点的电压决定该电子元件的一导通状态，还用来于一无电源情形下使得该开关控制节点的电压不大于一预设电压。该控制电路用来于该有电源情形下输出一控制信号至该控制电压节点，并于该无电源情形下停止控制该控制电压节点的电压。该电阻耦接于该控制电压节点与该电压端之间，且该电阻与该电子元件作为该开关控制节点与该电压端之间的一漏电路径的一部分，以于该无电源情形下确保该开关被关闭。于一实作范例中，于该无电源情形下，该预设电压等于该电子元件于该开关控制节点与该控制电压节点之间的跨压加上该电压端的电压。
本发明还公开一种开关电路，依据本发明的一实施例，该开关电路包含一输入电路、一开关以及一开关控制电路。该输入电路用来于一有电源情形下输出一开关控制信号至一开关控制节点，并于一无电源情形下停止控制该开关控制节点的电压。该开关用来依据该开关控制节点的电压决定该开关的导通状态，其中该开关控制节点位于该输入电路与该开关之间。该开关控制电路耦接于该开关控制节点与一电压端之间，用来控制该开关，该开关控制电路包含一电子元件、一控制电路以及一电阻。该电子元件耦接于该开关控制节点与一控制电压节点之间，用来于该有电源情形下依据该开关控制节点与该控制电压节点的电压决定该电子元件的一导通状态，该电子元件还用来于该无电源情形下使得该开关控制节点的电压不大于一预设电压。该控制电路用来于该有电源情形下输出一控制信号至该控制电压节点，并于该无电源情形下停止控制该控制电压节点的电压。该电阻耦接于该控制电压节点与该电压端之间，该电阻与该电子元件作为该开关控制节点与该电压端之间的一漏电路径的一部分，以于该无电源情形下确保该开关被关闭。于一实作范例中，于该无电源情形下，该预设电压等于该电子元件于该开关控制节点与该控制电压节点之间的跨压加上该电压端的电压。
有关本发明的特征、实作与技术效果，兹配合附图作优选实施例详细说明如下。
附图说明
图1显示一现有的开关电路；
图2显示另一现有的开关电路；
图3显示本发明的开关电路的一实施例；
图4显示图3的电子元件的一实施例；
图5显示图3的电子元件的另一实施例；
图6显示图3的控制电路的一实施例；
图7显示图3的控制电路的另一实施例；以及
图8显示图3的控制电路的又一实施例。
符号说明
100 开关电路
110 控制电路
120 NMOS晶体管开关
200 开关电路
210 控制电路
220 NMOS晶体管开关
230 固定电阻
240 接地端
30 开关电路
32 输入电路
34 开关
300 开关控制电路
SW 开关控制信号
NDSW 开关控制节点
VPW 电压端
310 控制电路
320 电子元件
330 电阻
NDCTRL 控制电压节点
SCTRL 控制信号
610 电压源
710 电流源
810 反相器
820 二极管
SLEAK 漏电控制信号
SINV 反相信号
具体实施方式
本发明的公开内容包含开关控制电路与开关电路，能够于无电源情形下确保该开关电路的开关被关闭，并于有电源情形下避免影响该开关电路的效能。
图3显示本发明的开关电路的一实施例。图3的开关电路30包含一输入电路32、一开关34以及一开关控制电路300，其中开关控制电路300可单独地被实施以应用于其它需要开关控制的集成电路。
请参阅图3。输入电路32用来于一有电源情形下输出一开关控制信号SW至一开关控制节点NDSW，并于一无电源情形下停止控制该开关控制节点NDSW的电压VSW，其中该开关控制节点NDSW位于输入电路32与开关34之间，该有电源情形是指电源正常地供应给输入电路32的情形(也就是说输入电路32可以通过开关控制信号SW控制开关34的情形)，该无电源情形是指电源停止或不正常地供应给输入电路32的情形(也就是说输入电路32无法通过开关控制信号SW控制开关34的情形)。于本实施例的一实作范例中，输入电路32于该无电源情形下停止运行或无法决定该开关控制信号SW，从而停止控制该开关控制节点NDSW的电压VSW。于本实施例的一实作范例中，输入电路32是一已知或自行开发的电路，像是一电荷泵、一电压源、一反相器或任何可于该有电源情形下启闭开关34的电路。
请参阅图3。开关34耦接于两个端点之间，这两个端点的电性是依开关电路30所应用的电路架构来决定。开关34用来于该有电源情形下依据该开关控制信号SW决定开关34的导通状态，并于该无电源情形下依据开关控制电路300的控制决定开关34的导通状态，其中开关控制电路300耦接于该开关控制节点NDSW与一电压端VPW之间。于本实施例的一实作范例中，开关34或是包含一增强型(enhancement mode)NMOS晶体管，如图4所示，该电压端VPW是一低电位端(例如：接地端)。
请参阅图3。开关控制电路300包含一电子元件320、一控制电路310以及一电阻330。电子元件320耦接于该开关控制节点NDSW与一控制电压节点NDCTRL之间，用来于该有电源情形下依据该开关控制节点NDSW的电压VSW与该控制电压节点NDSW的电压VCTRL决定电子元件320的一导通状态，电子元件320还用来于该无电源情形下使得该开关控制节点NDSW的电压VSW不大于一预设电压。于本实施例的一实作范例中，于该无电源情形下，该预设电压等于电子元件320于该开关控制节点NDSW与该控制电压节点NDCTRL之间的跨压(或电子元件320的导通电压)加上该电压端VPW的电压。控制电路310用来于该有电源情形下输出一控制信号SCTRL至该控制电压节点NDCTRL，并于该无电源情形下停止控制该控制电压节点NDCTRL的电压VCTRL；于本实施例的一实作范例中，控制电路310于该无电源情形下停止运行或无法决定该控制信号SCTRL，从而停止控制该控制电压节点NDCTRL的电压VCTRL。电阻330耦接于该控制电压节点NDSW与该电压端VPW之间，与电子元件320一同作为该开关控制节点NDSW至该电压端VPW之间的一漏电路径的一部分；于本实施例的一实作范例中，在该无电源情形下，该控制电压节点NDSW的电压VCTRL等于该电压端VPW的电压。
图4显示图3的电子元件320的一实施例。如图4所示，电子元件320是一空乏型(depletion mode)NMOS晶体管，该空乏型NMOS晶体管的栅极耦接至一低电位端(例如：接地端)，因此，在该无电源情形下，该空乏型NMOS晶体管的通道仍然存在，使得该开关控制节点的NDSW的电压VSW被拉低至该电压端VPW的电压，从而确保开关34被关闭。另外，在该有电源情形下，控制电路310可适当控制该控制电压节点NDCTRL的电压VCTRL，以控制该空乏型NMOS晶体管的漏极至源极电压(亦即|VSW-VCTRL|)，从而控制流经该空乏型NMOS晶体管的电流量，进而避免影响开关电路30的运行，或协助开关电路30(例如：开关电路30中的输入电路32)微幅地放电。值得注意的是，本领域技术人员能够以空乏型PMOS晶体管作为电子元件320，并能依本公开得知如何适当地变更开关控制电路300的架构，因此，类似的说明在此省略。
图5显示图3的电子元件320的另一实施例。如图5所示，电子元件320是一二极管，该二极管具有一导通电压Vth，因此，在该无电源情形下，该二极管会使得该开关控制节点的NDSW的电压VSW等于该导通电压Vth加上该电压端VPW的电压，通过选择具有适当导通电压Vth的二极管，开关34可以在该无电源情形下被关闭；另外，在该有电源情形下，控制电路310可适当地控制该控制电压节点NDCTRL的电压VCTRL，以关闭该二极管，并避免影响开关电路300的运行，控制电路310也可通过控制该控制电压节点NDCTRL的电压VCTRL，以令该二极管微幅地导通，从而调节该开关控制节点NDSW的电压VSW。
图6显示图3的控制电路310的一实施例。如图6所示，控制电路310包含一电压源610，该电压源是一固定电压源或一可调电压源，因此，该控制信号SCTRL是一控制电压，该控制电压用来决定该控制电压节点NDSW的电压VCTRL(例如：VCTRL＝SCTRL)。图6的实施例中，电阻330是一固定电阻或一可调电阻；当电阻330是一可调电阻时，通过调整电阻330的电阻值，流经该控制电压节点NDCTRL的电流量可被控制。
图7显示图3的控制电路310的另一实施例。如图7所示，控制电路310包含一电流源710，该电流源是一固定电流源或一可调电流源，因此，该控制信号SCTRL是一控制电流，该控制电流用来与电阻330共同决定该控制电压节点NDCTRL的电压VCTRL(例如：VCTRL＝SCTRL×R，其中R为电阻330的电阻值)。图7的实施例中，电阻330是一固定电阻或一可调电阻；当电阻330是一可调电阻时，通过调整电阻330的电阻值，该控制电压节点NDCTRL的电压VCTRL可被控制。
图8显示图3的控制电路310的又一实施例。如图8所示，控制电路310包含一反相器810与一二极管820，其中二极管820是选择性的，可以被省略。当二极管820存在时，二极管820可于该有电源情形下，阻断从控制电压节点NDCTRL至反相器810的漏电路径；当二极管820被省略时，于该有电源情形下，反相器810的偏压可被适当地设定，以阻断从控制电压节点NDCTRL至反相器810的漏电路径。反相器810用来接收一漏电控制信号SLEAK以输出一反相信号SINV，二极管820耦接于反相器810与该控制电压节点NDCTRL之间，用来依据该反相信号SINV输出该控制电压VCTRL至该控制电压节点NDCTRL。
请注意，在实施为可能的前提下，本技术领域技术人员可选择性地实施前述任一实施例中部分或全部技术特征，或选择性地实施前述多个实施例中部分或全部技术特征的组合，借此增加本发明实施时的弹性。
综上所述，本发明能于无电源情形下确保开关电路的开关被关闭，并能于有电源情形下避免影响该开关电路的效能，甚至增进该开关电路的效能。
虽然本发明的实施例如上所述，然而所述实施例并非用来限定本发明，本技术领域技术人员可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护范围，换言之，本发明的专利保护范围须视本说明书的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种开关控制电路，该开关控制电路耦接于一开关控制节点与一电压端之间，该开关控制节点位于一输入电路与一开关之间，该开关控制电路包含：
一电子元件，该电子元件耦接于该开关控制节点与一控制电压节点之间，用来于一有电源情形下依据该控制电压节点的电压决定该电子元件的一导通状态，该电子元件还用来于一无电源情形下使得该开关控制节点的电压不大于一预设电压；
一控制电路，用来于该有电源情形下输出一控制信号至该控制电压节点，并于该无电源情形下停止控制该控制电压节点的电压；以及
一电阻，该电阻耦接于该控制电压节点与该电压端之间，
其中该电子元件与该电阻作为该开关控制节点与该电压端之间的一漏电路径的一部分，以于该无电源情形下确保该开关被关闭。
2.如权利要求1所述的开关控制电路，其中该电子元件是一空乏型晶体管，且该预设电压等于该电压端的电压。
3.如权利要求2所述的开关控制电路，其中该空乏型晶体管的栅极电压等于该电压端的电压。
4.如权利要求1所述的开关控制电路，其中该电子元件是一二极管，且该预设电压不小于该电压端的电压加上该二极管的导通电压。
5.如权利要求1所述的开关控制电路，其中该电压端为一低电压端，该电子元件是一空乏型NMOS晶体管。
6.如权利要求1所述的开关控制电路，其中该电压端为一高电压端，该电子元件是一空乏型PMOS晶体管。
7.如权利要求1所述的开关控制电路，其中该控制电路是一可调电压源。
8.如权利要求1所述的开关控制电路，其中该控制电路是一可调电流源。
9.如权利要求1所述的开关控制电路，其中该控制电路是一电流源，该电阻是一可调电阻。
10.如权利要求1所述的开关控制电路，其中该控制电路包含：
一反相器，用来接收一漏电控制信号以输出一反相信号；以及
一二极管，耦接于该反相器与该控制电压节点之间，用来依据该反相信号输出该控制信号至该控制电压节点。
CN201910554394.8A 2019-06-25 2019-06-25 开关控制电路与开关电路 Active CN112134553B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910554394.8A CN112134553B (zh) 2019-06-25 2019-06-25 开关控制电路与开关电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910554394.8A CN112134553B (zh) 2019-06-25 2019-06-25 开关控制电路与开关电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112134553A true CN112134553A (zh) 2020-12-25
CN112134553B CN112134553B (zh) 2024-04-05

Family

ID=73849376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910554394.8A Active CN112134553B (zh) 2019-06-25 2019-06-25 开关控制电路与开关电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112134553B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5825234A (en) * 1995-12-30 1998-10-20 Samsung Electronics, Co., Ltd. Switch-control integrated circuit
TWM310520U (en) * 2006-10-24 2007-04-21 Universal Scient Ind Co Ltd Over current protection circuit for power suppliers
CN101267159A (zh) * 2007-03-14 2008-09-17 硕颉科技股份有限公司 开关电路
US20120242375A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 Fujitsu Semiconductor Limited Switching circuit device and control circuit
US20140118054A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Fairchild Korea Semiconductor Ltd. Switch control circuit and power supply device including the same
TW201427212A (zh) * 2012-12-27 2014-07-01 Chroma Ate Inc 過電流保護電路及其電源供應器
CN104796121A (zh) * 2015-04-20 2015-07-22 陈涛 一种电子开关

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5825234A (en) * 1995-12-30 1998-10-20 Samsung Electronics, Co., Ltd. Switch-control integrated circuit
TWM310520U (en) * 2006-10-24 2007-04-21 Universal Scient Ind Co Ltd Over current protection circuit for power suppliers
CN101267159A (zh) * 2007-03-14 2008-09-17 硕颉科技股份有限公司 开关电路
US20120242375A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 Fujitsu Semiconductor Limited Switching circuit device and control circuit
US20140118054A1 (en) * 2012-10-26 2014-05-01 Fairchild Korea Semiconductor Ltd. Switch control circuit and power supply device including the same
TW201427212A (zh) * 2012-12-27 2014-07-01 Chroma Ate Inc 過電流保護電路及其電源供應器
CN104796121A (zh) * 2015-04-20 2015-07-22 陈涛 一种电子开关

Also Published As

Publication number Publication date
CN112134553B (zh) 2024-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8766671B2 (en) Load driving apparatus
US20100026361A1 (en) Level shifter and driving circuit including the same
US8508901B2 (en) Overcurrent detection circuit
US8283808B2 (en) Switch arrangement and method for electrical switching
US9660651B2 (en) Level shift circuit
KR100308208B1 (ko) 반도체집적회로장치의입력회로
TWI707528B (zh) 開關控制電路
US20050174159A1 (en) Apparatus for voltage level shifting
CN112134553A (zh) 开关控制电路与开关电路
CN211908761U (zh) 功率半导体器件开通和关断电压产生电路
CN106921373B (zh) 驱动电路
US7301745B2 (en) Temperature dependent switching circuit
CN115483915A (zh) 用于限制可切换的负载电流的集成电路和方法
US9071248B2 (en) MOS transistor drain-to-gate leakage protection circuit and method therefor
JP7396774B2 (ja) 論理回路
CN114665853A (zh) 开关单元
US11283350B2 (en) Power source switching device
TWI746319B (zh) 開關單元
JP3925686B2 (ja) 出力制限回路
JP2011199401A (ja) 電源供給装置
CN111416604A (zh) 功率半导体器件开通和关断电压产生电路
KR101475569B1 (ko) 듀얼 스텝 레벨 시프터
JP2015053785A (ja) 電源シーケンス回路
US9136834B2 (en) Switching apparatus
CN118118000A (zh) 高电压开关

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant