CN118117876A - 双回路电压钳位 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了双回路电压钳位。一种双回路钳位电路(102)包括钳位电路(104)和低侧驱动器电路(106)。该钳位电路(104)包括钳位使能输出(105)和低侧钳位输出(103)。该低侧驱动器电路(106)包括低侧控制信号输入(107)和输出级(142)。该输出级(142)包括低侧驱动输出和输入。该低侧驱动输出耦合到低侧钳位输出(103)。输出级(142)的输入耦合到钳位使能输出(105)和低侧控制信号输入(107)。

Description

双回路电压钳位
背景技术
DC-DC转换器是一种电子电路,其将输入直流(DC)电压转换成幅度高于或低于输入DC电压的一个或多个DC输出电压。产生低于输入电压的输出电压的DC-DC转换器被称为降压或递降转换器。产生高于输入电压的输出电压的DC-DC转换器被称为升压或递升转换器。
一些DC-DC转换器拓扑包括在开关节点处耦合到储能电感器/变压器的驱动/功率开关。通过根据开关信号交替地断开和闭合开关,电能通过储能电感器/变压器被传递到负载。传递到负载的电能的量是开关的接通/断开占空比和开关信号的频率的函数。DC-DC转换器被广泛应用于电子设备,特别是电池供电的设备,诸如便携式蜂窝电话、膝上型计算机和希望有效使用电力的其他电子系统。
发明内容
本文描述适用于DC-DC转换器中的双回路钳位电路的示例。在一个示例中,一种双回路钳位电路包括钳位电路和低侧驱动器电路。钳位电路包括钳位使能输出和低侧钳位输出。低侧驱动器电路包括低侧控制信号输入和输出级。输出级包括低侧驱动输出和输入。低侧驱动输出耦合到低侧钳位输出。输出级的输入耦合到钳位使能输出和低侧控制信号输入。
在另一示例中,一种双回路钳位电路包括钳位电路和低侧驱动器电路。钳位电路被配置为监测开关端子处的电压,并且基于开关端子处的电压超过钳位阈值电压来提供钳位使能信号。低侧驱动器电路耦合到钳位电路。低侧驱动器电路被配置为响应于在低侧控制信号输入处接收到低侧控制信号而从驱动输出汲取第一电流。低侧驱动器电路还被配置为响应于钳位使能信号从驱动输出汲取小于第一电流的第二电流。
在另一示例中,一种DC-DC转换器包括高侧晶体管、低侧晶体管、钳位电路和低侧驱动器电路。高侧晶体管包括第一电流端子和第二电流端子。第一电流端子耦合到电源端子。低侧晶体管包括第一电流端子、第二电流端子和控制端子。低侧晶体管的第一电流端子耦合到高侧晶体管的第二电流端子。低侧晶体管的第二电流端子耦合到接地端子。钳位电路耦合在低侧晶体管的第一电流端子和低侧晶体管的控制端子之间。钳位电路被配置为响应于低侧晶体管的第一电流端子处的电压超过钳位阈值电压而提供钳位使能信号。钳位电路还被配置为响应于钳位使能信号激活低侧晶体管。低侧驱动器电路被配置为响应于钳位使能信号减弱对低侧晶体管的控制端子的驱动。低侧驱动器电路包括耦合到钳位电路的输入以及耦合到低侧晶体管的控制端子的输出。
附图说明
图1是DC-DC转换器中的一个示例双回路钳位电路的示意性原理图。
图2是DC-DC转换器中的另一示例双回路钳位电路的示意性原理图。
图3是具有单回路钳位电路的DC-DC转换器和图1或图2的DC-DC转换器的示例效率对负载电流的曲线图。
图4是包括图1或图2的DC-DC转换器的一个示例处理器电路的框图。
具体实施方式
效率是DC-DC转换器中的一个重要考虑因素。为了提高效率,栅极驱动器提供DC-DC转换器功率晶体管的快速导通和关断,并且功率晶体管提供低导通电阻。然而,快速导通和关断增加了振铃,这增加了功率晶体管两端的漏-源电压(VDS)。如果VDS超过晶体管的安全工作电压,则功率晶体管可能被损坏。功率晶体管击穿电压可能随着比导通电阻(specific on-resistance)的降低而下降,这增加了晶体管因振铃过电压而损坏的可能性。
DC-DC转换器可以包括VDS钳位电路以保护功率晶体管。当高侧功率晶体管正被导通时,栅极驱动器电路系统关断低侧功率晶体管(通过下拉其栅极),然后导通高侧功率晶体管。如果振铃将低侧功率晶体管两端的VDS增加到可能具有破坏性的电平,则钳位电路可以瞬间增加低侧功率晶体管栅极处的电压,以导通低侧功率晶体管并将VDS降低到安全电平。在这种情况下,低侧功率晶体管的栅极被驱动器电路系统下拉并被钳位电路上拉,这是低效的。为了提供更好的上拉,可以增加耦合到低侧功率晶体管的栅极的钳位晶体管的尺寸,这也可以增加钳位晶体管的响应时间。
本文描述的双回路钳位电路包括控制钳位晶体管的主回路和控制低侧栅极驱动器的次回路。当低侧功率晶体管两端的VDS超过钳位阈值电压时,主回路被激活以上拉低侧功率晶体管的栅极。随着主回路被激活,次回路也被激活。次回路降低了下拉低侧功率晶体管的栅极的低侧栅极驱动器中的晶体管的栅极电压,从而使钳位电路能够更容易地上拉低侧功率晶体管的栅极。因此,次回路与主回路互补,以相对于单回路钳位电路提高双回路电压钳位电路的效率和速度。通过提供更快的响应,双回路钳位电路能够在较低的电压下进行钳位和调节,并且具有改进的相对于低侧功率晶体管击穿电压的裕度。此外,可以减小钳位晶体管的尺寸以降低成本并减小电路面积。降低的钳位电压使得能够使用具有较低额定电压的功率晶体管,这进一步减小了电路面积。例如,如果由双回路钳位电路提供的减小的钳位电压允许使用7伏晶体管而不是11伏晶体管,则整个电路面积可以减小约20%。
图1是DC-DC转换器100中的一个示例双回路钳位电路102的示意性原理图。为了提高清晰度,DC-DC转换器100的各种部件(例如,误差放大器、脉宽调制电路系统等)已从图1中省略。更具体地,在DC-DC转换器100中,示出了高侧晶体管108、低侧晶体管110、电感器112和输出电容器114。高侧晶体管108的漏极经由寄生电感(Lpar)耦合到功率输入端子115和电压源116(例如,电池或AC-DC电源)。高侧晶体管108和低侧晶体管110可以是n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。高侧晶体管108的源极耦合到电感器112,并且电感器112耦合到输出电容器114。低侧晶体管110的漏极耦合到高侧晶体管108的源极,并且低侧晶体管110的源极耦合到接地端子。高侧晶体管108的栅极耦合到高侧驱动器电路(未示出),该高侧驱动器电路被配置为对高侧晶体管108的栅极电容进行快速充电和放电。DC-DC转换器100中的寄生电感在开关期间在高侧晶体管108和低侧晶体管110的漏极和/或源极处引起振铃。
双回路钳位电路102耦合到高侧晶体管108和低侧晶体管110,以抑制高侧晶体管108的源极和低侧晶体管110的漏极处的振铃,并防止低侧晶体管110的漏极处的电压超过钳位阈值电压。双回路钳位电路102包括钳位电路104和低侧驱动器电路106。钳位电路104监测低侧晶体管110的漏极处的电压。如果低侧晶体管110的漏极处的电压超过钳位阈值电压,则钳位电路104将电流切换到(上拉)低侧晶体管110的栅极,以导通低侧晶体管110并降低低侧晶体管110两端的电压。低侧驱动器电路106驱动低侧晶体管110的栅极(响应于低侧晶体管控制信号),以导通和关断低侧晶体管110,从而对电感器112进行充电和放电。当低侧驱动器电路106将低侧晶体管110的栅极拉低以关断低侧晶体管110并且钳位电路104检测到低侧晶体管110的漏极处的电压高于钳位阈值电压时,低侧驱动器电路106减弱低侧晶体管110的驱动(栅极的下拉),以允许钳位电路104更容易地上拉低侧晶体管110的栅极并导通低侧晶体管110。
钳位电路104包括晶体管120、晶体管122、电阻器124、晶体管126、齐纳二极管128、晶体管130、电阻器132、齐纳二级管134、晶体管136和电阻器140。晶体管120、晶体管122和晶体管126可以是n沟道场效应晶体管(NFET)。晶体管130和晶体管136可以是p沟道场效应晶体管(PFET)。钳位电路104包括开关端子101、低侧钳位输出103和钳位使能输出105。开关端子101耦合到低侧晶体管110的漏极。低侧钳位输出103耦合到低侧晶体管110的栅极。
当开关端子101处的电压超过钳位阈值电压时,晶体管120和晶体管122被导通以对低侧晶体管110的栅极充电,导通低侧晶体管100,并且降低低侧晶体管110两端的电压。晶体管120的第一电流端子(例如,漏极)耦合到开关端子101和低侧晶体管110的漏极。晶体管120的第二电流端子(例如源极)耦合到晶体管122的第一电流端子(例如源极)。晶体管122的第二电流端子(例如漏极)耦合到低侧钳位输出103以驱动低侧晶体管110的栅极。晶体管120的控制端子(例如栅极)耦合到晶体管122的控制端子(例如栅极)。
电阻器124耦合在晶体管122的控制端子和接地端子之间。晶体管126将电流从开关端子101切换到晶体管120的控制端子和晶体管122的控制端子。晶体管126的第一电流端子(例如漏极)耦合到开关端子101,并且晶体管126的第二电流端子(例如源极)耦合至晶体管122的控制端子和晶体管120的控制端子。
齐纳二极管128包括耦合到开关端子101的阴极和耦合到晶体管130的第一电流端子(例如源极)的阳极。电阻器132耦合在晶体管130的第一电流端子和晶体管130的控制端子(例如栅极)之间。晶体管130的第二电流端子(例如漏极)耦合到晶体管136的第一电流端子(例如源极)。晶体管136的第二电流端子(例如漏极)耦合到晶体管126的控制端子和钳位使能输出105。晶体管136的控制端子(例如栅极)耦合到晶体管130的控制端子,并耦合到用于接收使能或禁用钳位电路104的信号(OFF)的钳位导通/关断端子。电阻器140耦合在晶体管126的控制端子和晶体管122的控制端子之间。
齐纳二极管134包括耦合到晶体管130的第一电流端子的阴极和耦合到晶体管130的第二电流端子的阳极。电阻器132耦合在晶体管130的第一电流端子和晶体管130的控制端子(例如栅极)之间。当开关端子101处的电压超过齐纳二极管128的反向击穿电压时,电流流过晶体管130和晶体管136。电阻器140两端产生的电压导通晶体管126,并且电阻器124两端产生的电压导通晶体管120和晶体管122。当电阻器124两端的电压超过晶体管120和晶体管122的阈值时,电流通过晶体管120和晶体管122流到低侧钳位输出103和低侧晶体管110的栅极,以钳位低侧晶体管110的漏极处的电压。
低侧驱动器电路106包括低侧控制信号输入107、驱动输出113、钳位使能输入111、输出级142、钳位使能级144、中间级146和输入级148。钳位使能输入111耦合到钳位使能输出105,以用于接收由钳位电路104响应于开关端子101处的电压超过钳位阈值电压而产生的钳位使能信号。输出级142的低侧驱动输出耦合到驱动输出113,以用于向低侧晶体管110的栅极提供低侧栅极驱动信号109。低侧驱动器电路106将低侧栅极驱动信号109设置为栅极充电状态(栅-源电压超过低侧晶体管110的阈值)以导通低侧晶体管110,并且将低侧栅极驱动信号109设置为栅极放电状态(栅-源电压小于低侧晶体管110的阈值电压)以关断低侧晶体管110。输出级142的输入耦合到钳位使能级144和中间级146。输出级142包括被布置为数字反相器电路的晶体管150和晶体管152。晶体管150可以是PFET,而晶体管152可以是NFET。晶体管150的第一电流端子(例如源极)耦合到电源端子168。晶体管150的第二电流端子(例如漏极)耦合到晶体管152的第一电流端子(例如漏极)和驱动输出113。晶体管152的第二电流端子(例如源极)耦合到接地端子。晶体管150的控制端子(例如栅极)耦合到晶体管152的控制端子(例如栅极),并耦合到钳位使能级144和中间级146。
钳位使能级144包括晶体管154、晶体管156和晶体管158。晶体管154和晶体管156可以是PFET,而晶体管152可以是NFET。晶体管154基于从钳位电路104接收到的钳位使能信号来控制从电源端子168到晶体管156的电流流动。晶体管154的第一电流端子(例如源极)耦合到电源端子168。晶体管154的第二电流端子(例如漏极)耦合到晶体管156的第一电流端子(例如源极)。晶体管154的控制端子(例如栅极)耦合到钳位使能输入111。当钳位使能信号有效时(钳位电路104正试图导通低侧晶体管110以钳位低侧晶体管110的漏极处的电压),晶体管154禁用从电源端子168到晶体管156的电流流动。
晶体管156的第二电流端子(例如漏极)耦合到输出级142的输入和晶体管158的第一电流端子(例如漏极)。晶体管156的控制端子耦合到输入级148的输出。当钳位使能信号无效时(钳位电路104不试图导通低侧晶体管110),晶体管156基于输入级148的输出信号将电流从电源端子168切换到输出级142的输入。晶体管158的第二电流端子(例如源极)耦合到接地端子。晶体管158的控制端子(例如栅极)耦合到钳位使能输入111。当钳位使能信号有效时(钳位电路104正试图导通低侧晶体管110以钳位低侧晶体管110的漏极处的电压),晶体管158从输出级142的输入汲取电流,这减弱了晶体管152对低侧栅极驱动信号109的下拉,从而允许钳位电路104更容易地上拉低侧晶体管110的栅极并导通低侧晶体管110。因此,钳位使能级144触发输出级142以基于钳位电路104的状态将低侧栅极驱动信号设置为栅极充电状态。通过将钳位使能级144置于输出级142的输入处,钳位使能够级144直接作用于输出级142,这减少了从在开关端子101处检测到瞬态到激活低侧晶体管110以钳位该瞬态的时间延迟。
中间级146包括被布置为数字反相器电路的晶体管160和晶体管162。晶体管160可以是PFET,而晶体管162可以是NFET。晶体管160的第一电流端子(例如源极)耦合到电源端子168。晶体管160的第二电流端子(例如漏极)耦合到晶体管162的第一电流端子(例如漏极)、晶体管156的第二电流端子和晶体管150的控制端子。晶体管162的第二电流端子(例如源极)耦合到接地端子。晶体管160的控制端子(例如栅极)耦合到晶体管162的控制端子(例如栅极)、晶体管156的控制端子和输入级148。
输入级148包括被布置为数字反相器电路的晶体管164和晶体管166。晶体管164可以是PFET,而晶体管166可以是NFET。输入级148产生低侧控制信号的反相版本晶体管164的第一电流端子(例如源极)耦合到电源端子168。晶体管164的第二电流端子(例如漏极)耦合到晶体管166的第一电流端子(例如漏极)、晶体管160的控制端子和晶体管156的控制端子。晶体管166的第二电流端子(例如源极)耦合到接地端子。晶体管164的控制端子(例如栅极)耦合到低侧控制信号输入107以用于接收/>
图2是DC-DC转换器200中的一个示例双回路钳位电路202的示意性原理图。DC-DC转换器200类似于DC-DC转换器100。DC-DC转换器200包括高侧晶体管108、低侧晶体管110、电感器112、输出电容器114,如关于DC-DC转换器100所描述的那样。DC-DC转换器200包括双回路钳位电路202来代替低侧驱动器电路106的双回路钳位电路102。202类似于102,并且包括钳位电路104和低侧驱动器电路206。低侧驱动器电路206类似于低侧驱动器电路106。低侧驱动器电路206包括输出级142、钳位使能级144、中间级146和输入级148,如关于低侧驱动器电路106所描述的那样。然而,在低侧驱动器电路206中,晶体管150的控制端子耦合到缓冲器204,而不是如在低侧驱动器电路106中那样耦合到钳位使能级144和中间级146。缓冲器204包括耦合到低侧控制信号输入107的输入和耦合到晶体管150的控制端子的输出。因此,在低侧驱动器电路206中,通过在低侧控制信号输入107处接收到的控制信号来导通和关断晶体管150,并且晶体管150的控制与钳位使能级144的操作被隔离开。
如同在低侧驱动器电路106中,当钳位使能信号有效时(钳位电路104正试图导通低侧晶体管110以钳位低侧晶体管110的漏极处的电压),晶体管158从晶体管152的控制端子汲取电流(来自输出级142的输入),这减弱了晶体管152对低侧栅极驱动信号109的下拉,从而允许钳位电路104更容易地上拉低侧晶体管110的栅极并导通低侧晶体管110。
图3是具有单回路钳位电路的DC-DC转换器和DC-DC转换器100或DC-DC转换器200的示例效率对负载电流的曲线图。曲线302、304和306表示包括单回路钳位电路的DC-DC转换器电路在-40℃(摄氏度)、25℃和125℃下的效率对负载电流的关系,其中输入电压为5伏、输出电压为1伏且开关频率为1兆赫。曲线308、310和312表示DC-DC转换器100或DC-DC转换器200在-40℃、25℃和125℃下的效率对负载电流的关系,其中输入电压为5伏、输出电压为1伏且开关频率为1兆赫。图3示出DC-DC转换器100和DC-DC转换器200通常比具有单回路钳位电路的DC-DC转换器更有效率,同时DC-DC转换器100和DC-DC转换器200的电路面积可以显著小于具有单回路钳位电路的DC-DC转换器的电路面积。
图4是包括DC-DC转换器100的示例处理器电路400的框图。在400的一些实施方式中,可以使用DC-DC转换器200来代替DC-DC转换器100。DC-DC转换器100将电源输入电压(VIN)转换为适于为处理器406供电的电压(VOUT)。处理器406可以是通用微处理器、图形处理器、网络处理器、数字信号处理器、专用处理器、现场可编程门阵列或任何其他指令执行电路或电子电路。双回路钳位电路102保护DC-DC转换器100不受由开关瞬态过电压引起的损坏,通过减少低侧晶体管110的栅极处的冲突来提高DC-DC转换器100的效率,并且能够使用较低电压的晶体管,这减少了DC-DC换流器100的总电路面积和成本。
在本说明书中,术语“耦合”可以涵盖实现与本说明书一致的功能关系的连接、通信或信号路径。例如,如果器件A生成信号以控制器件B执行动作,则:(a)在第一示例中,器件A通过直接连接耦合到器件B;或者(b)在第二示例中,如果介入部件C不改变器件A和器件B之间的功能关系,则器件A通过介入部件C耦合到器件B,使得器件B由器件A经由器件A生成的控制信号来控制。
另外,在本说明书中,“基于”的表述是指“至少部分基于”。因此,如果X基于Y,则X可能是Y和其他任何因素的函数。
“被配置为”执行任务或功能的器件可以在制造时由制造商配置(例如,编程和/或硬连线)以执行该功能和/或可以在制造后由使用者配置(或重新配置)以执行该功能和/或其他附加或替代功能。可以通过器件的固件和/或软件编程、通过硬件部件的构造和/或布局以及器件的互连或其组合来进行配置。
如本文所用,术语“端子”、“节点”、“互连”、“引脚”和“引线”可互换使用。除非有相反的特别说明,否则这些术语通常用于表示器件元件、电路元件、集成电路、器件或其他电子元件或半导体部件之间的互连或终端。
本文描述为包括某些部件的电路或器件可以改为适于耦合到那些部件以形成所描述的电路或器件。例如,被描述为包括一个或多个半导体元件(诸如晶体管)、一个或多个无源元件(诸如电阻器,电容器和/或电感器)和/或一个或多个源(诸如电压源和/或电流源)的一种结构可以改为仅包括单个物理器件内的半导体元件(例如,半导体管芯和/或集成电路(IC)封装件),并且可以适于耦合到至少一些无源元件和/或源以在制造时或制造后例如由最终用户和/或第三方形成所述结构。
尽管本文描述了特定晶体管的使用,但可以使用其他晶体管(或等效器件)来代替,而对其余电路的改变很少或没有改变。例如,可以使用场效应晶体管(“FET”)(诸如n沟道FET(NFET)或p沟道FET(PFET))、双极结型晶体管(BJT,例如NPN晶体管或PNP晶体管)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)和/或结型场效应晶体管(JFET)来代替本文公开的器件或与其结合。晶体管可以是耗尽型器件、漏极扩展型器件、增强型器件、自然晶体管或其他类型的器件结构晶体管。此外,器件可以在硅衬底(Si)、碳化硅衬底(SiC)、氮化镓衬底(GaN)或砷化镓衬底(GaAs)中/之上实现。
在权利要求书中可能提及晶体管的控制输入及其电流端子。在FET的上下文中,控制输入是栅极,并且电流端子是漏极和源极。在BJT的上下文中,控制输入是基极,并且电流端子是集电极和发射极。
本文中提到的FET“导通”意味着FET的导通通道存在并且漏极电流可以流过FET。本文中提到的FET“关断”意味着不存在导通通道并且漏极电流不流过FET。然而,“关断”的FET可能具有流过晶体管的体二极管的电流。
本文所描述的电路可重新配置为包括额外的或不同的部件,以提供至少部分类似于部件更换之前可用的功能的功能。除非另有说明,否则示出为电阻器的部件通常代表串联和/或并联耦合以提供由所示电阻器表示的阻抗量的任何一个或多个元件。例如,本文中示出和描述为单个部件的电阻器或电容器可以改为分别并联耦合在相同节点之间的多个电阻器或电容器。例如,本文中示出和描述为单个部件的电阻器或电容器可以改为分别串联耦合在与单个电阻器或电容器相同的两个节点之间的多个电阻器或电容器。
虽然所述示例的某些元件被包括在集成电路中而其他元件在集成电路外部,但是在其他示例实施例中,可以将额外的或更少的特征并入集成电路中。此外,一些或所有被图示为在集成电路外部的特征可以被包括在集成电路中和/或一些被图示为在集成电路内部的特征可以被并入到集成电路之外。如本文所用,术语“集成电路”是指一个或多个电路,它们:(i)并入半导体衬底中/之上;(ii)并入单个半导体封装件中;(iii)并入同一模块中;和/或(iv)并入同一印刷电路板中/上。
在前述描述中,短语“接地”的使用包括机架接地、大地接地、浮动接地、虚拟接地、数字接地、公共接地和/或任何其他形式的适用于或适合于本说明书的教导的接地连接。在本说明书中,除非另有说明,否则参数前面的“大约”、“近似”或“实质上”表示在该参数的+/-10%范围内。
在权利要求的范围内,对所描述的实施例进行修改是可能的,并且其他实施例也是可能的。

Claims (21)

1.一种双回路钳位电路,包括:
钳位电路,其包括:
钳位使能输出;和
低侧钳位输出;以及
低侧驱动器电路,其包括:
低侧控制信号输入;和
输出级,其包括:
低侧驱动输出,其耦合到所述低侧钳位输出;和
输入,其耦合到所述钳位使能输出和所述低侧控制信号输入。
2.根据权利要求1所述的双回路钳位电路,其中所述低侧驱动器电路包括:
钳位使能级,其包括:
输出,其耦合到所述输出级的所述输入;和
输入,其耦合到所述钳位使能输出。
3.根据权利要求2所述的双回路钳位电路,其中所述钳位使能级包括:
晶体管,其具有:
第一电流端子,其耦合到所述输出级的所述输入;
第二电流端子,其耦合到接地端子;和
控制端子,其耦合到所述钳位使能输出。
4.根据权利要求3所述的双回路钳位电路,其中:
所述晶体管是第一晶体管;以及
所述钳位使能级包括:
第二晶体管,其具有:
第一电流端子,其耦合到电源端子;
第二电流端子,其耦合到所述输出级的所述输入;以及
控制端子,其耦合到所述钳位使能输出。
5.根据权利要求4所述的双回路钳位电路,其中所述钳位使能级包括:
第三晶体管,其具有:
第一电流端子,其耦合到所述第二晶体管的所述第二电流端子;
第二电流端子,其耦合到所述输出级的所述输入;以及
控制端子,其耦合到所述低侧控制信号输入。
6.根据权利要求5所述的双回路钳位电路,其中所述低侧驱动器电路包括:
输入级,其包括:
输入,其耦合到所述低侧控制信号输入;和
输出,其耦合到所述第三晶体管的所述控制端子;以及
中间级,其包括:
输入,其耦合到所述输入级的所述输出;以及
输出,其耦合到所述输出级的所述输入。
7.根据权利要求1所述的双回路钳位电路,其中所述钳位电路包括:
开关端子;
齐纳二极管,其具有:
阴极,其耦合到所述开关端子;和
阳极,其耦合到所述钳位使能输出;以及
第一晶体管,其具有:
第一电流端子,其耦合到所述开关端子;
第二电流端子,其耦合到所述低侧钳位输出;以及
控制端子,其耦合到所述钳位使能输出。
8.一种双回路钳位电路,包括:
钳位电路,其被配置为:
监测开关端子处的电压;并且
基于所述开关端子处的所述电压超过钳位阈值电压来提供钳位使能信号;以及
低侧驱动器电路,其耦合到所述钳位电路并且被配置为:
响应于在低侧控制信号输入处接收到低侧控制信号而从驱动输出汲取第一电流;并且
响应于所述钳位使能信号从所述驱动输出汲取小于所述第一电流的第二电流。
9.根据权利要求8所述的双回路钳位电路,其中:
所述低侧驱动器电路包括:
输出级,其被配置为汲取所述第一电流和所述第二电流;和
钳位使能级,其耦合到所述输出级的输入和所述钳位电路,所述钳位使能级被配置为促使所述输出级响应于所述钳位使能信号汲取所述第二电流。
10.根据权利要求9所述的双回路钳位电路,其中所述钳位使能级包括:
晶体管,其耦合到所述钳位电路和所述输出级,所述晶体管被配置为响应于所述钳位使能信号从所述输出级的所述输入汲取电流。
11.根据权利要求9所述的双回路钳位电路,其中所述钳位使能电路包括:
晶体管,其耦合到所述钳位电路、电源端子和所述输出级,所述晶体管被配置为响应于所述钳位使能信号减少从所述电源端子流到所述输出级的所述输入的电流。
12.根据权利要求11所述的双回路钳位电路,其中:
所述晶体管是第一晶体管,并且
所述钳位使能电路包括耦合到所述第一晶体管和所述输出级的第二晶体管,所述第二晶体管被配置为响应于所述低侧控制信号将电流从所述第一晶体管切换到所述输出级的所述输入。
13.根据权利要求12所述的双回路钳位电路,其中所述低侧驱动器电路包括:
输入级,其被配置为提供所述低侧控制信号的反相版本,所述输入级包括:
输入,其耦合到所述低侧控制信号输入;和
输出,其耦合到所述钳位使能电路;以及
中间级,其被配置为将所述低侧控制信号的所述反相版本反相,所述中间级包括:
输入,其耦合到所述输入级的所述输出;以及
输出,其耦合到所述输出级的所述输入。
14.根据权利要求8所述的双回路钳位电路,其中所述钳位电路包括:
齐纳二极管,其耦合在所述开关端子和钳位使能输出之间,并且具有设置所述钳位阈值电压的反向击穿电压;和
晶体管,其耦合在所述开关端子和低侧钳位输出之间,所述晶体管被配置为响应于所述钳位使能信号将电流从所述开关端子切换到所述低侧钳位输出。
15.一种DC-DC转换器,包括:
高侧晶体管,其包括:
第一电流端子,其耦合到功率输入端子;以及
第二电流端子;
低侧晶体管,其包括:
第一电流端子,其耦合到所述高侧晶体管的所述第二电流端子;
第二电流端子,其耦合到接地端子;和
控制端子;
钳位电路,其耦合在所述低侧晶体管的所述第一电流端子和所述低侧晶体管的所述控制端子之间,所述钳位电路被配置为:
响应于所述低侧晶体管的所述第一电流端子处的电压超过钳位阈值电压而提供钳位使能信号;并且
响应于所述钳位使能信号而激活所述低侧晶体管;以及
低侧驱动器电路,其被配置为响应于所述钳位使能信号减弱对所述低侧晶体管的所述控制端子的驱动,所述低侧驱动器电路包括:
耦合到所述钳位电路的输入;和
耦合到所述低侧晶体管的所述控制端子的输出。
16.根据权利要求15所述的DC-DC转换器,其中所述低侧驱动器电路包括:
输出级,其被配置为驱动所述低侧晶体管的所述控制端子;和
钳位使能级,其耦合到所述输出级的输入和所述钳位电路,所述钳位使能级被配置为响应于所述钳位使能信号促使所述输出级减弱对所述低侧晶体管的所述控制端子的驱动。
17.根据权利要求16所述的DC-DC转换器,其中所述钳位使能级包括:
晶体管,其耦合到所述钳位电路和所述输出级,所述晶体管被配置为响应于所述钳位使能信号从所述输出级的所述输入汲取电流。
18.根据权利要求16所述的DC-DC转换器,其中所述钳位使能级包括:
晶体管,其耦合到所述钳位电路、电源端子和所述输出级,所述晶体管被配置为响应于所述钳位使能信号减少从所述电源端子流到所述输出级的所述输入的电流。
19.根据权利要求18所述的DC-DC转换器,其中:
所述晶体管是第一晶体管,并且
所述钳位使能电路包括耦合到所述第一晶体管和所述输出级的第二晶体管,所述第二晶体管被配置为响应于低侧控制信号将电流从所述第一晶体管切换到所述输出级的所述输入。
20.根据权利要求19所述的DC-DC转换器,其中所述低侧驱动器电路包括:
低侧控制信号输入,其被配置为接收所述低侧控制信号;
输入级,其被配置为提供所述低侧控制信号的反相版本,所述输入级包括:
输入,其耦合到所述低侧控制信号输入;和
输出,其耦合到所述钳位使能电路;以及
中间级,其被配置为将所述低侧控制信号的所述反相版本反相,并且包括:
输入,其耦合到所述输入级的所述输出;以及
输出,其耦合到所述输出级的所述输入。
21.根据权利要求15所述的DC-DC转换器,其中所述钳位电路包括:
钳位使能输出;
齐纳二极管,其耦合在所述低侧晶体管的所述第一电流端子和所述钳位使能输出之间,所述齐纳二极管具有设置所述钳位阈值电压的反向击穿电压;和
第一晶体管,其耦合在所述低侧晶体管的所述第一电流端子和低侧钳位输出之间,所述第一晶体管被配置为响应于所述钳位使能信号将电流从所述低侧晶体管的所述第一电流端子切换到所述低侧钳位输出。
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