DE102017112248B4 - Elektronische Schaltung mit mehreren in Reihe geschalteten elektronischen Schaltern und einer Ansteuerschaltung und Verfahren - Google Patents

Elektronische Schaltung mit mehreren in Reihe geschalteten elektronischen Schaltern und einer Ansteuerschaltung und Verfahren Download PDF

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Abstract

Elektronische Schaltung, die aufweist:einen ersten elektronischen Schalter (1);eine Ansteuerschaltung (4), die einen an einen Steuerknoten (11) des ersten elektronischen Schalters (1) gekoppelten Ausgang und einen Eingang (IN4) aufweist;einen ersten Signaleingang (INI), der dazu ausgebildet ist, ein erstes Eingangssignal (S) zu erhalten;eine Schalt-Schaltung (2) mit mehreren zweiten elektronischen Schaltern (2-2) und einem Eingang, der dazu ausgebildet ist, ein zweites Eingangssignal (S) zu erhalten, wobei Laststrecken der zweiten elektronischen Schalter (2-2) in Reihe geschaltet sind und wobei die Schalt-Schaltung (2) zwischen einen ersten Lastknoten (12) des ersten elektronischen Schalters (1) und einen Referenzknoten geschaltet ist; undeinen Pegelwandler (3), der zwischen den ersten Signaleingang (INI) und den Eingang (IN) der Ansteuerschaltung (4) gekoppelt ist und der mehrere kaskadierte Pegelwandlerzellen (3-3) aufweist,wobei jede der mehreren Pegelwandlerzellen (3-3) einen Signaleingang (31-31), einen Signalausgang (34-34), einen ersten Versorgungsknoten (32-2) und einen zweiten Versorgungsknoten (33-33) aufweist,wobei jede der mehreren Pegelwandlerzellen (3-3) einem jeweiligen (2-2) der mehreren zweiten elektronischen Schalter (2-2) zugeordnet ist,wobei jeweils der erste Versorgungsknoten (32-32) der mehreren Pegelwandlerzellen (3-3) an einen ersten Lastknoten (22-22) des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters (2-2) gekoppelt ist und der zweite Versorgungsknoten jeder Pegelwandlerzelle an einen zweiten Lastknoten (23-23) des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters (2-2) gekoppelt ist, undwobei die Schalt-Schaltung (2) dazu ausgebildet ist, abhängig von dem zweiten Eingangssignal (S) ein- oder auszuschalten.

Description

  • Diese Beschreibung betrifft allgemein eine elektronische Schaltung, insbesondere eine elektronische Schaltung, die mehrere in Reihe geschaltete elektronische Schalter umfasst.
  • Verschiedene Arten von elektronischen Schaltungen umfassen eine Reihenschaltung mit mehreren elektronischen Schaltern. Ein elektronischer Schalter ist ein elektronisches Bauelement, das abhängig von einem an einem Steuerknoten erhaltenen Ansteuersignal ein- und ausschaltet, wobei das Ansteuersignal ein Strom in den Steuerknoten oder eine Spannung zwischen dem Steuerknoten und einem Lastknoten des elektronischen Schalters sein kann. In einem MOSFET (Metal Oxid Semiconductor Field-Effect Transistor) ist der Steuerknoten beispielsweise ein Gateknoten und das Ansteuersignal ist eine Spannung zwischen dem Gateknoten und einem Sourceknoten, wobei letzterer einer der Lastknoten des MOSFET ist. In einem MOSFET wird die Ansteuerspannung üblicherweise als Gate-Source-Spannung bezeichnet.
  • Eine elektronische Schaltung mit einem elektronischen Schalter kann ein Ansteuersignal für den Schalter von einer Steuerschaltung, wie beispielsweise einem Mikrocontroller oder ähnlichem erhalten. Diese Ansteuersignale können auf ein bestimmtes elektrisches Potential, wie beispielsweise Masse bezogen sein. Wenn der elektronische Schalter allerdings nicht direkt an dieses gemeinsame elektrische Potential angeschlossen ist, kann das durch die elektronische Schaltung erhaltene Ansteuersignal nicht direkt dazu verwendet werden, den elektronischen Schalter anzusteuern. In diesem Fall kann ein Pegelwandler dazu verwendet werden, aus dem durch die elektronische Schaltung erhaltenen Ansteuersignal ein Ansteuersignal zu erzeugen, das geeignet ist, den elektronischen Schalter anzusteuern.
  • Die US 2015/0123640 A1 zeigt in 7 eine elektronische Schaltung, die eine Halbbrücke mit drei High-Side-Schaltern und drei Low-Side-Schaltern aufweist, wobei die High-Side-Schalter zwischen einen Knoten für ein erstes Versorgungspotential und einen Ausgang der Halbbrücke geschaltet sind und die Low-Side-Schalter zwischen den Ausgang der Halbbrücke und einen Knoten für ein zweites Versorgungspotential geschaltet sind. An einen Steuerknoten jedes der High-Side-Schalter und Low-Side-Schalter ist ein Treiber mit zwei komplementären Transistoren angeschlossen, wobei jeder der Treiber ein Steuersignal von einer Pegelwandlerzelle erhält. Eine Pegelwandlerzelle eines an den Knoten für das Referenzpotential angeschlossene Low-Side-Schalters erhält ein Eingangssignal von einer Steuerschaltung, die übrigen Pegelwandlerzellen erhalten ein Eingangssignal jeweils von einer benachbarten Pegelwandlerzelle. Ansteuerspannungen der einzelnen Treiberstufen werden durch einen kapazitiven Spannungsteiler bereitgestellt, der zwischen den Knoten für das erste Versorgungspotential und das zweite Versorgungspotential geschaltet ist.
  • Die DE 10 2013 213 453 A1 zeigt in 2 eine elektronische Schaltung mit mehreren in Reihe geschalteten Transistoren, die so verschaltet sind, dass einer der Transistoren durch ein an einem Eingang der elektronischen Schaltung erhaltenes Ansteuersignal angesteuert wird und die übrigen Transistoren jeweils durch die Laststreckenspannung eines benachbarten Transistors in der Reihenschaltung angesteuert werden.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, einen elektronischen Schalter, der in Reihe zu mehreren elektronischen Schaltern einer Schalt-Schaltung geschaltet ist, auf einfache und kosteneffiziente Weise anzusteuern. Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Schaltung nach Anspruch 1, eine elektronische Schaltung nach Anspruch 11 und durch ein Verfahren nach Anspruch 18 gelöst.
  • Beispiele sind nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen dienen dazu, bestimmte Prinzipien zu veranschaulichen, so dass nur Aspekte, die zum Verständnis dieser Prinzipien notwendig sind, veranschaulicht sind. Die Zeichnungen sind nicht maßstabsgerecht. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
    • 1 zeigt ein Beispiel einer elektronischen Schaltung mit einem ersten elektronischen Schalter, einer Schalt-Schaltung mit mehreren zweiten elektronischen Schaltern und einem Pegelwandler mit mehreren Pegelwandlerzellen;
    • 2 zeigt Zeitdiagramme eines durch die in 1 gezeigte elektronische Schaltung erhaltenen Eingangssignals und eines durch die elektronische Schaltung erzeugten Ansteuersignals während des Betriebs;
    • 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer elektronischen Schaltung mit einem ersten elektronischen Schalter, einer Schalt-Schaltung mit mehreren zweiten elektronischen Schaltern und einem Pegelwandler mit mehreren Pegelwandlerzellen;
    • 4 zeigt ein Beispiel einer Spannungsauswahlschaltung der in 3 gezeigten elektronischen Schaltung;
    • 5 zeigt ein Beispiel der Schalt-Schaltung;
    • 6 zeigt ein Beispiel einer Pegelwandlerzelle;
    • 7 zeigt die in 6 gezeigte Pegelwandlerzelle weiter im Detail;
    • 8 zeigt ein Beispiel einer Eingangszelle des Pegelwandlers;
    • 9 zeigt ein Beispiel der in 8 gezeigten Eingangszelle weiter im Detail;
    • 10 zeigt ein Beispiel einer Ansteuerschaltung, die dazu ausgebildet ist, den ersten elektronischen Schalter anzusteuern;
    • 11 zeigt ein Beispiel einer in der in 10 gezeigten Ansteuerschaltung enthaltenen Pegelwandlerzelle;
    • 12 zeigt ein Beispiel eines in der in 10 gezeigten Ansteuerschaltung enthaltenen Treibers;
    • 13 zeigt eine elektronische Schaltung gemäß einem weiteren Beispiel;
    • 14 zeigt ein Beispiel einer elektronischen Schaltung mit zwei ersten elektronischen Schaltern, einer Schalt-Schaltung und einem Pegelwandler;
    • 15 zeigt ein Beispiel einer Schalt-Schaltung, die den ersten elektronischen Schalter umfasst;
    • 16 zeigt ein Beispiel einer elektronischen Schaltung mit einer Schalt-Schaltung, einem an die Schalt-Schaltung gekoppelten Pegelwandler, einer weiteren Schalt-Schaltung mit dem ersten elektronischen Schalter, einem weiteren Pegelwandler, der an die Schalt-Schaltung und die weitere Schalt-Schaltung gekoppelt ist, und einem weiteren elektronischen Schalter; und
    • 17 zeigt eine elektronische Schaltung mit einem ersten elektronischen Schalter, einer Schalt-Schaltung mit mehreren zweiten elektronischen Schaltern und einem Pegelwandler gemäß einem weiteren Beispiel.
  • In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Die Zeichnungen bilden einen Teil der Beschreibung und zeigen zur Veranschaulichung Beispiele, wie die Erfindung verwendet und umgesetzt werden kann. Selbstverständlich können die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden, sofern nicht explizit etwas anderes angegeben ist.
  • 1 zeigt eine elektronische Schaltung gemäß einem Beispiel. Die elektronische Schaltung umfasst einen ersten elektronischen Schalter 1, eine Schalt-Schaltung 2 mit mehreren zweiten elektronischen Schaltern 20 , 21 , 22 , 2N , eine Ansteuerschaltung 4, die dazu ausgebildet ist, den ersten elektronischen Schalter 1 anzusteuern, und einen Pegelwandler 3, der zwischen einen ersten Eingang IN1 der elektronischen Schaltung und einen Eingang IN4 der Ansteuerschaltung 4 gekoppelt ist. Die zweiten elektronischen Schalter 20 -2N umfassen jeweils einen Steuerknoten 210 -21N und eine Laststrecke zwischen einem jeweiligen ersten Lastknoten 220 -22N und einem jeweiligen zweiten Lastknoten 230 -23N . Die Laststrecken dieser zweiten elektronischen Schalter 20 -2N sind in Reihe zwischen einen ersten Lastknoten 12 des ersten elektronischen Schalters 1 und einen Schaltungsknoten, der dazu ausgebildet ist, ein erstes Versorgungspotential V- zu erhalten, geschaltet. Das erste Versorgungspotential V- kann Masse sein. Der Schaltungsknoten, der dazu ausgebildet ist, das erste Versorgungspotential V- zu erhalten, wird nachfolgend als Bezugsknoten oder Masseknoten bezeichnet.
  • Die elektronische Schaltung ist dazu ausgebildet, ein erstes Eingangssignal SIN1 An dem ersten Eingang IN1 zu erhalten. Dieses erste Eingangssignal SIN1 kann durch eine beliebige Steuerschaltung (nicht gezeigt) erzeugt werden. Gemäß einem Beispiel ist die Steuerschaltung ein Mikrocontroller oder umfasst einen Mikrocontroller. Gemäß einem Beispiel ist das erste Eingangssignal SIN1 eine Eingangsspannung, die auf den Bezugsknoten bezogen ist. Das Eingangssignal SIN1 zeigt einen gewünschten Schaltzustand des ersten elektronischen Schalters 1 an. Das heißt, das erste Eingangssignal SIN1 zeigt an, ob es gewünscht ist, den ersten elektronischen Schalter 1 ein- oder auszuschalten. Der erste elektronische Schalter 1 schaltet abhängig von einem von der Ansteuerschaltung 4 an einem Steuerknoten 11 des ersten elektronischen Schalters 1 erhaltenen ersten Ansteuersignal SDRV ein oder aus. Gemäß einem Beispiel ist das Ansteuersignal SDRV eine Ansteuerspannung, die auf den ersten Lastknoten 12 bezogen ist. Das heißt, der erste elektronische Schalter 1 schaltet abhängig von einem Spannungspegel einer zwischen dem Steuerknoten 11 und dem ersten Lastknoten 12 erhaltenen Ansteuerspannung ein oder aus. Bezug nehmend auf 1 kann der erste elektronische Schalter 1 als MOSFET (Metal Oxid Semiconductor Field-Effect Transistor) realisiert sein. In diesem Fall ist der Steuerknoten 11 ein Gateknoten des MOSFET, der erste Lastknoten 12 ist ein Sourceknoten des MOSFET und ein zweiter Lastknoten 13 ist ein Drainknoten des MOSFET. Bei einem MOSFET wird die Ansteuerspannung üblicherweise als Gate-Source-Spannung bezeichnet. Allerdings ist das Realisieren des ersten elektronischen Schalters 1 als MOSFET nur ein Beispiel. Eine beliebige andere Art von elektronischem Schalter, insbesondere eine beliebige andere Art eines spannungsgesteuerten elektronischen Schalters kann ebenso verwendet werden. Andere Beispiele eines spannungsgesteuerten elektronischen Schalters umfassen, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, einen IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), einen JFET (Junction Field-Effect Transistor), einen HEMT (High Electron Mobility Transistor) wie beispielsweise einen GaN-HEMT oder Kohlenstoff-Nanotubes. Diese Bauelemente können aus wenigstens einem der folgenden Materialien bestehen oder dieses umfassen: Silizium (Si), Siliziumoxid (SiO), Siliziumnitrid (SiN), Aluminiumoxid (Al2O3), Siliziumkarbid (SiC), Galliumnitrid (GaN), Galliumarsenid (GaAs), Kohlenstoff, wie beispielsweise eine Kohlenstoffmonoschicht.
  • Gemäß einem Beispiel kann die Schalt-Schaltung 2 in einem Ein-Zustand oder einem Aus-Zustand betrieben werden. Im Ein-Zustand ist jeder der zweiten elektronischen Schalter 20 -2N in einem Ein-Zustand, so dass der erste Lastknoten 12 des ersten elektronischen Schalters 1 elektrisch an den Referenzknoten angeschlossen ist. Im Aus-Zustand ist wenigstens einer der zweiten elektronischen Schalter 20 -2N in einem Aus-Zustand, so dass der erste Lastknoten 12 des ersten elektronischen Schalters 1 von dem Referenzknoten getrennt (elektrisch isoliert) ist. Im Ein-Zustand der Schalt-Schaltung 2 ist ein elektrisches Potential an dem ersten Lastknoten 12 des ersten elektronischen Schalters 1 im Wesentlichen gleich dem ersten Versorgungspotential V-, während im Aus-Zustand der Schalt-Schaltung 2 das Potential an dem ersten Lastknoten 12 sich von dem ersten Versorgungspotential V- unterscheiden kann. Eine Reihenschaltung mit dem ersten elektronischen Schalter 1 und der Schalt-Schaltung 2 kann zwischen den ersten Versorgungsknoten und einen zweiten Versorgungsknoten geschaltet sein, wobei der zweite Versorgungsknoten dazu ausgebildet ist, ein zweites Versorgungspotential V+ zu erhalten. Wenn beispielsweise die Schalt-Schaltung 2 im Aus-Zustand ist und der erste elektronische Schalter 1 im Ein-Zustand ist, ist das elektrische Potential an dem ersten Lastknoten 12 des ersten elektronischen Schalters 1 im Wesentlichen gleich dem zweiten Versorgungspotential V+. Damit kann das Potential an dem ersten Lastknoten 12 des ersten elektronischen Schalters 1 abhängig von einem Betriebszustand der Schalt-Schaltung 2 variieren. Dadurch kann das erste Eingangssignal SIN1 , welches auf den Referenzknoten bezogen ist, nicht direkt als Ansteuersignal zum Ansteuern des ersten elektronischen Schalters 1 verwendet werden.
  • In der in 1 gezeigten elektronischen Schaltung erzeugt die Ansteuerschaltung 4 das durch den ersten elektronischen Schalter 1 erhaltene Ansteuersignal SDRV als Spannung, die auf den ersten Lastknoten 12 bezogen ist. Die Ansteuerschaltung 4 erzeugt das Ansteuersignal SDRV basierend auf dem ersten Eingangssignal SIN1 , wobei die Information über den gewünschten Schaltzustand des ersten elektronischen Schalters 1, die in dem ersten Eingangssignal SIN1 enthalten ist, von dem ersten Eingang IN1 an den Eingang IN4 der Ansteuerschaltung 4 durch den Pegelwandler 3 übertragen wird.
  • 2 veranschaulicht ein Beispiel, wie die elektronische Schaltung betrieben werden kann. 2 zeigt Beispiele von Zeitdiagrammen des ersten Eingangssignals SIN1 , eines Potentials V12 an dem ersten Lastknoten 12 des ersten elektronischen Schalters 1 und des Ansteuersignals SDRV . Wie oben erläutert, ist das erste Eingangssignal SIN1 eine Spannung, die auf das Bezugspotential V- bezogen ist. Gemäß einem Beispiel hat das erste Eingangssignal SIN1 entweder einen Ein-Pegel oder einen Aus-Pegel. Der Ein-Pegel zeigt an, dass es gewünscht ist, den ersten elektronischen Schalter 1 einzuschalten, und der Aus-Pegel zeigt an, dass es gewünscht ist, den ersten elektronischen Schalter 1 auszuschalten. Lediglich zur Veranschaulichung ist bei dem in 2 gezeigten Beispiel der Ein-Pegel als hoher Signalpegel gezeichnet, und der Aus-Pegel ist als niedriger Signalpegel gezeichnet. Bezug nehmend auf 2 ist das Ansteuersignal SDRV eine Spannung, die auf den ersten Lastknoten 12 des ersten elektronischen Schalters 1 bezogen ist. In 2 bezeichnet V12 das elektrische Potential (Spannung) an dem ersten Lastknoten 12 relativ zu dem Bezugsknoten. Wie oben erläutert, kann diese Spannung V12 variieren. Abhängig von dem Eingangssignal SIN1 hat das Ansteuersignal SDRV einen Ein-Pegel oder einen Aus-Pegel, wobei der Ein-Pegel den ersten elektronischen Schalter 1 einschaltet und der Aus-Pegel den ersten elektronischen Schalter 1 ausschaltet. Lediglich zur Veranschaulichung ist bei dem in 2 gezeigten Beispiel der Ein-Pegel als hoher Signalpegel gezeichnet und der Aus-Pegel als niedriger Signalpegel gezeichnet. Bei dem in 2 gezeigten Beispiel ändert sich das Potential V12, wenn das Eingangssignal SIN1 und, dementsprechend, das Ansteuersignal SDRV einen Aus-Pegel haben. Diese Änderung des elektrischen Potentials V12 ändert den Signalpegel des Ansteuersignals SDRV relativ zu dem Potential V12 an dem ersten Lastknoten nicht, sondern ändert ein Potential P11 an dem Steuerknoten 11 relativ zu dem Bezugsknoten. Dieses Potential ist in 2 ebenfalls gezeigt.
  • Zwischen Zeitpunkten, zu denen das Eingangssignal SIN1 seinen Signalpegel ändert, und entsprechenden Zeitpunkten, zu denen das Ansteuersignal SDRV seinem Signalpegel ändert, können Zeitverzögerungen vorhanden sein. Allerdings sind diese Zeitverzögerungen, die aus Laufzeitverzögerungen in dem Pegelwandler 3 resultieren können, in 2 nicht gezeigt.
  • Bezug nehmend auf 1 umfasst der Pegelwandler 3 mehrere kaskadierte Pegelwandlerzellen 31 , 32 , 3N . Jede dieser Pegelwandlerzellen 31 -3N umfasst einen Signaleingang 311 -31N , einen Signalausgang 341 -34N , einen ersten Versorgungsknoten 321 -32N und einen zweiten Versorgungsknoten 331 -33N . Die mehreren Pegelwandlerzellen 31 -3N umfassen eine unterste Pegelwandlerzelle 31 und eine oberste Pegelwandlerzelle 3N . Der Signalausgang 34N der obersten Pegelwandlerzelle 3N ist an den Eingang IN4 der Ansteuerschaltung 4 gekoppelt und der Signaleingang 311 der untersten Pegelwandlerzelle 31 ist an einen Signalausgang 340 einer Eingangszelle des Pegelwandlers 3 gekoppelt. Jede der anderen Pegelwandlerzellen (wobei in 1 außer der obersten und der untersten Pegelwandlerzelle 3N , 31 nur eine solche andere Pegelwandlerzelle gezeigt ist) hat ihren Signaleingang an den Signalausgang einer benachbarten Pegelwandlerzelle angeschlossen und hat ihren Signalausgang an den Signaleingang einer weiteren benachbarten Pegelwandlerzelle angeschlossen. Wie in 1 gezeigt, ist beispielsweise der Signaleingang 312 der Pegelwandlerzelle 2 an den Signalausgang 341 der benachbarten Pegelwandlerzelle 31 angeschlossen und ist der Signalausgang 342 der Pegelwandlerzelle 2 an den Signaleingang 31N der anderen benachbarten Pegelwandlerzelle 3N angeschlossen. Die Eingangszelle 3o umfasst einen Signaleingang 310 , der an den ersten Eingang IN1 der elektronischen Schaltung gekoppelt ist, so dass die Eingangszelle 30 das erste Eingangssignal SIN1 erhält.
  • Bei dem in 1 gezeigten Beispiel umfasst der Pegelwandler N Pegelwandlerzellen 31 -3N und eine Eingangszelle 30 , wobei N=3. Allerdings ist N=3 nur ein Beispiel. Der Pegelwandler kann mit einer beliebigen Anzahl von Pegelwandlerzellen realisiert sein. Bezug nehmend auf die nachfolgende Erläuterung kann die Anzahl der Pegelwandlerzellen abhängig von der speziellen Realisierung der Schalt-Schaltung 2 sein.
  • Bezug nehmend auf 1 ist jede der Pegelwandlerzellen 31 -3N einem jeweiligen der mehreren zweiten elektronischen Schalter zugeordnet. Gemäß einem in 1 gezeigten Beispiel ist jede Pegelwandlerzelle 31 -3N einem jeweiligen zweiten elektronischen Schalter 21 -2N zugeordnet, aber nicht jeder der zweiten elektronischen Schalter 20 -2N ist einer Pegelwandlerzelle 31 -3N zugeordnet. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel hat ein zweiter elektronischer Schalter 20 , dessen erster Lastknoten 220 direkt an den Referenzknoten angeschlossen ist, keine zugeordnete Pegelwandlerzelle. Jeder der anderen zweiten elektronischen Schalter, das heißt, die in 1 gezeigten elektronischen Schalter 21 -2N , ist einer jeweiligen der Pegelwandlerzellen 31 -3N zugeordnet.
  • Bezug nehmend auf 1 ist der erste Versorgungsknoten 321 -32N jeder der mehreren Pegelwandlerzellen 31 -3N an den ersten Lastknoten 221 -22N des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters 21 -2N gekoppelt und ist der zweite Versorgungsknoten 331 -33N an den zweiten Lastknoten 231 -23N des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters 21 -2N gekoppelt, so dass eine zwischen den zweiten Versorgungsknoten 33N -331 und dem ersten Versorgungsknoten 32N -32N jeder Pegelwandlerzelle 311 -31N erhaltene Spannung V21 -V2N abhängig ist von einer Laststreckenspannung des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters 21 -2N . Die „Laststreckenspannung“ ist die Spannung zwischen dem zweiten Lastknoten 231 -23N und dem ersten Lastknoten 221 -22N des jeweiligen zweiten elektronischen Schalters 21 -2N . Diese Laststreckenspannung V21 -V2N ist unter anderem abhängig von einem Schaltzustand des jeweiligen elektronischen Schalters 21 -2N . Das heißt, die Laststreckenspannung V21 -V2N ist abhängig davon, ob der jeweilige zweite elektronische Schalter 21 -2N im Ein-Zustand oder Aus-Zustand ist. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist eine zwischen dem zweiten Versorgungsknoten 331 -33N und dem ersten Versorgungsknoten 321 -32N jeder Pegelwandlerzelle 31 -3N erhaltene Spannung V31 -V3N gleich der Laststreckenspannung V21 -V2N des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters 21 -2N . Dies ist allerdings nur ein Beispiel.
  • Gemäß einem weiteren Beispiel, das in 3 gezeigt ist, ist eine Spannungsauswahlschaltung 5 zwischen die Lastknoten der zweiten elektronischen Schalter 21 -2N und die Versorgungsknoten der Pegelwandlerzellen 31 -3N geschaltet. Diese Spannungsauswahlschaltung 5 erhält eine Versorgungsspannung VSUP1 und ist dazu ausgebildet, die durch die Pegelwandlerzellen 31 -3N erhaltenen Versorgungsspannungen V31 -V3N so zu erzeugen, dass diese Spannungen entweder im Wesentlichen gleich den Laststreckenspannungen V21 -V2N der zugeordneten zweiten elektronischen Schalter 21 -2N oder der Versorgungsspannung VSUP1 , je nachdem was höher ist, sind.
  • Ein Beispiel der Spannungsauswahlschaltung 5 ist in 4 gezeigt. Bezug nehmend auf 4 umfasst die Spannungsauswahlschaltung 5 mehrere Auswahlzellen511 , 512 , 51N , wobei jede dieser Auswahlzellen 511 -51N zwischen den zweiten Versorgungsknoten 331 -33N einer jeweiligen Pegelwandlerzelle (in 3 nicht gezeigt) und den zweiten Lastknoten 231 -23N des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters (in 3 nicht gezeigt) geschaltet ist. Jede der Auswahlzellen 511 -51N umfasst ein Gleichrichterelement 521 -52N , wie beispielsweise eine Bipolardiode, das zwischen den zweiten Lastknoten 231 -23N und den zweiten Versorgungsknoten 331 -33N geschaltet ist. Außerdem umfasst jede Auswahlzelle ein Transistorelement 531 -53N , dessen Steuerknoten an den zweiten Lastknoten 231 -23N des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters angeschlossen ist. Laststrecken der Transistorelemente 531 -53N der Auswahlzellen 511 -51N sind in Reihe geschaltet. Außerdem ist das Gleichrichterelement 521 -52N jeder Auswahlzelle 511 -51N zwischen den Steuerknoten und einen ersten Lastknoten des Transistorelements 531 -53N der jeweiligen Auswahlzelle 511 -51N geschaltet. Gemäß einem Beispiel sind die Transistorelemente 531 -53N p-leitende Transistoren, wie beispielsweise p-leitende MOSFETs. Solche p-leitenden MOSFETs können interne Diode umfassen (die häufig als Bodydioden bezeichnet werden), die in 4 ebenfalls gezeigt sind. Die Auswahlzellen 511 -51N umfassen eine unterste Auswahlzelle 511 , welches die Auswahlzelle ist, die an die unterste Pegelwandlerzelle 31 (von der in 4 nur die Versorgungsknoten 321 -331 gezeigt sind) angeschlossen ist. Das Transistorelement 531 der untersten Auswahlzelle 511 erhält das Versorgungspotential VSUP1 an einem zweiten Lastknoten. Das Versorgungspotential VSUP1 ist auf den Bezugsknoten bezogen.
  • Bezug nehmend auf 4 liefert jede der Auswahlzellen 511 -51N eine Versorgungsspannung V31 -V3N an die zugeordnete Pegelwandlerzelle. Diese Versorgungsspannung V31 -V3N wird durch die jeweilige Auswahlzelle 511 -51N aus der Versorgungsspannung VSUP1 und der Laststreckenspannung V21 -V2N des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters 21 -2N erzeugt, wobei die Laststreckenspannung V21 -V2N die Spannung zwischen dem ersten Lastknoten 211 -21N und dem zweiten Lastknoten 231 -23N der zweiten elektronischen Schalter 21 -2N ist.
  • Es sei 51i eine beliebige der Auswahlzellen 511 -51N , es sei V3 i die durch die Auswahlzelle 51i zwischen den Schaltungsknoten 33i , 32i bereitgestellte Versorgungsspannung, es sei V2i die durch die Auswahlzelle 51i an den Schaltungsknoten 23i, 22i erhaltene Laststreckenspannung, und es sei 52i die Diode und 53i der MOSFET der Auswahlzelle 511 . Die Auswahlzelle 51i leitet an den Schaltungsknoten 33i das an dem Schaltungsknoten 23i erhaltene elektrische Potential oder das elektrische Potential an dem Schaltungsknoten 33i-1 weiter, je nachdem, welches höher ist.
  • Dies kann dazu führen, dass die Versorgungsspannungen V31 -V3N , die durch die einzelnen Pegelwandlerzellen 31 -3N (in 4 nicht gezeigt) erhalten werden, jeweils im Wesentlichen der Versorgungsspannung VSUP1 entsprechen, wenn eine Gesamtlaststreckenspannung V2, welche die Summe der einzelnen Laststreckenspannungen V20 -V2N ist, niedriger ist als die Versorgungsspannung VSUP1 . Dies kann beispielsweise dann auftreten, wenn die Schalt-Schaltung 2 im Ein-Zustand ist. In diesem Fall schaltet jedes der Transistorelemente 531 -53N der einzelnen Auswahlzellen 511 -51N ein, so dass die durch die einzelnen Pegelwandlerzellen erhaltenen Versorgungsspannungen V31 -V3N im Wesentlichen jeweils gleich der Versorgungsspannung VSUP1 sind (wenn die elektronische Schaltung im eingeschwungenen Zustand ist). Bei diesem Betriebsszenario sperren die Gleichrichterelemente 521 -52N die Spannungsdifferenz zwischen der Versorgungsspannung VSUP1 und den einzelnen Laststreckenspannungen V21 -V2N.
  • Bei dem in den 1 und 3 gezeigten Beispiel umfasst die elektronische Schaltung einen zweiten Eingang IN2, der dazu ausgebildet ist, ein zweites Eingangssignal SIN2 zu erhalten. Das zweite Eingangssignal SIN2 wird durch die Schalt-Schaltung 2 erhalten und zeigt an, ob es gewünscht ist, die Schalt-Schaltung 2 ein- oder auszuschalten. Bei diesen Beispielen können der erste elektronische Schalter 1 und die Schalt-Schaltung 2 unabhängig voneinander ein- und ausgeschaltet werden. Bei diesem Beispiel können der erste elektronische Schalter 1 und die Schalt-Schaltung 2 eine Halbbrücke mit einem an einen der elektronischen Schalter 1 und der Schalt-Schaltung 2 gemeinsamen Schaltungsknoten angeschlossenen Ausgang OUT bilden. Dieser Ausgang OUT ist dazu ausgebildet, eine Last (in den 1 und 3 nicht gezeigt) daran angeschlossen zu haben. Die Last kann beispielsweise zwischen den Ausgang OUT und den Referenzknoten (ersten Versorgungsknoten) oder zwischen den Ausgang OUT und den zweiten Versorgungsknoten geschaltet sein. Bei dieser Art von Konfiguration können der erste elektronische Schalter 1 und die Schalt-Schaltung 2 durch die ersten und zweiten Eingangssignale SIN! , SIN2 derart angesteuert werden, dass nur der elektronische Schalter 1 oder nur die Schalt-Schaltung 2 zum selben Zeitpunkt eingeschaltet ist, um einen Querstrom zwischen den ersten und zweiten Versorgungsknoten zu vermeiden.
  • Bezug nehmend auf die 1 und 3 kann die Schalt-Schaltung 2 eine Ansteuerschaltung 24 umfassen, die das zweite Eingangssignal SIN2 erhält und die zweiten elektronischen Schalter 20 -2N basierend auf dem zweiten Eingangssignal SIN2 ansteuert. Gemäß einem Beispiel sind die zweiten elektronischen Schalter 20 -2N Transistorbauelemente, wie beispielsweise MOSFETs, JFETs, HEMTs, und so weiter. Diese Transistorbauelemente sind in den 1 und 3 nur schematisch dargestellt.
  • Gemäß einem in 5 gezeigten Beispiel ist ein unterster elektronischer Schalter 20 , welches der zweite elektronische Schalter ist, dessen erster Lastknoten 220 direkt an den ersten Versorgungsknoten angeschlossen ist, ein Anreicherungs-MOSFET (selbstsperrender MOSFET) und sind die anderen zweiten elektronischen Schalter 21 -2N Verarmungs-MOSFETs (selbstleitende MOSFETs) oder JFETs. Bezug nehmend auf 5 umfasst die Ansteuerschaltung 24 optional einen Treiber 25, der das zweite Eingangssignal SIN2 erhält und dazu ausgebildet ist, den untersten zweiten elektronischen Schalter 20 basierend auf dem zweiten Eingangssignal SIN2 ein- oder auszuschalten. Das Realisieren des untersten zweiten elektronischen Schalters 20 als selbstsperrender MOSFET ist nur ein Beispiel. Gemäß einem weiteren Beispiel ist der unterste zweite elektronische Schalter 2o als selbstleitender MOSFET realisiert.
  • Bei dem in 5 gezeigten Beispiel steuert der Schaltzustand des untersten zweiten elektronischen Schalters 2o auch den Schaltzustand der anderen zweiten elektronischen Schalter 21 -2N . Das heißt, die anderen zweiten elektronischen Schalter 21 -2N schalten automatisch ein, wenn der unterste zweite elektronische Schalter 20 basierend auf dem zweiten Eingangssignal SIN2 einschaltet, und die anderen zweiten elektronischen Schalter 21 -2N schalten automatisch aus, wenn der unterste zweite elektronische Schalter 2o ausschaltet. Dies wird erreicht durch geeignetes Verdrahten der anderen zweiten elektronischen Schalter 21 -2N . Bei diesem Beispiel sind die anderen zweiten elektronischen Schalter 21 -2N so verdrahtet, dass jeder der anderen zweiten elektronischen Schalter 21 -2N als Ansteuerspannung zwischen seinem Steuerknoten 211 -21N und seinem ersten Lastknoten 221 -22N die Laststreckenspannung V20 -V2N des untersten zweiten elektronischen Schalters 20 oder eines anderen der zweiten elektronischen Schalter erhält. Genauer, bei dem in 5 gezeigten Beispiel, erhält der zweite elektronische Schalter 21 als Ansteuerspannung die Laststreckenspannung V2o des untersten zweiten elektronischen Schalters 20 , der zweite elektronische Schalter 22 erhält als Ansteuerspannung die Laststreckenspannung des benachbarten zweiten elektronischen Schalters 21 , und so weiter. Dies ist allerdings nur ein Beispiel. Die zweiten elektronischen Schalter 20 -2N könnten auch so verdrahtet sein, dass einer oder mehrere dieser elektronischen Schalter als Ansteuerspannung eine Summe der Laststreckenspannungen von zwei oder mehr benachbarten zweiten elektronischen Schaltern erhalten.
  • 6 zeigt ein Beispiel einer Pegelwandlerzelle 31i . Die in 6 gezeigte Pegelwandlerzelle 31i repräsentiert eine beliebige der zuvor erläuterten Pegelwandlerzellen 31 -3N . In 6 bezeichnet 31i den Signaleingang, 34i bezeichnet den Signalausgang, 32i bezeichnet den ersten Versorgungseingang und 33i bezeichnet den zweiten Versorgungseingang der Pegelwandlerzelle 3i . V3i bezeichnet die durch die Pegelwandlerzelle 3i zwischen dem ersten und zweiten Versorgungseingang 32i , 33i erhaltene Versorgungsspannung. Ein elektrisches Potential des zweiten Versorgungseingangs 33i ist nachfolgend als P33i bezeichnet und ein elektrisches Potential des ersten Versorgungseingangs 32i ist als P32i bezeichnet. Die Versorgungsspannung ist die Differenz zwischen diesen Potentialen, das heißt V3 i = P33 i − P32 i .
    Figure DE102017112248B4_0001
    Bei der in 6 gezeigten Pegelwandlerzelle 3i ist der Signaleingang 31i ein differentieller Eingang und der Signalausgang 34i ein differentieller Ausgang. Entsprechend umfasst der Signaleingang 31i einen ersten Eingangsknoten 31i1 und einen zweiten Eingangsknoten 31i2 und umfasst der Ausgangsknoten 34i einen ersten Ausgangsknoten 34i1 und einen zweiten Ausgangsknoten 34i2 .
  • Die Pegelwandlerzelle 3i umfasst außerdem einen ersten Inverter 341 mit einem Eingang IN1i und einem Ausgang OUT1i und einen zweiten Inverter 342 mit einem Eingang IN2i und einem Ausgang OUT2i . Jeder dieser Inverter 341 , 342 erhält die Versorgungsspannung V3i an Versorgungsknoten. Das heißt, die Versorgungsknoten der Inverter 341 , 342 sind zwischen den zweiten Versorgungseingang 33i und den ersten Versorgungseingang 32i geschaltet. Die ersten und zweiten Inverter 341 , 342 sind kreuzgekoppelt, das heißt, der Ausgang OUT1i des ersten Inverter2 341 ist an den Eingang IN2i des zweiten Inverters 342 angeschlossen und der Ausgang OUT2i des zweiten Inverters 342 ist an den Eingang IN1i des ersten Inverters 341 angeschlossen. Der Eingang IN1i des ersten Inverters 341 (und damit der Ausgang OUT2i des zweiten Inverters 342 ) ist an den ersten Eingang 31i1 über eine Laststrecke eines ersten Eingangstransistors 351 und den zweiten Ausgangsknoten 34i1 über eine Laststrecke eines ersten Ausgangstransistors 361 angeschlossen. Der Eingangsknoten IN2i des zweiten Inverters 342 (und damit der Ausgang OUT1i des ersten Inverters 341 ) ist an den zweiten Eingangsknoten 312 über eine Laststrecke des zweiten Eingangstransistors 352 und den zweiten Ausgangsknoten 34i2 über eine Laststrecke eines zweiten Ausgangstransistors 362 angeschlossen. Ein Steuerknoten der ersten und zweiten Eingangstransistoren 351 , 352 ist jeweils an den ersten Versorgungseingang 32i angeschlossen und ein Steuerknoten der ersten und zweiten Ausgangstransistoren 361 -362 ist jeweils an den zweiten Versorgungseingang 33i angeschlossen. Die Eingangstransistoren 351 , 352 und die Ausgangstransistoren 361 , 362 sind Transistoren komplementärer Transistortypen. Bei dem in 6 gezeigten Beispiel sind die Eingangstransistoren 351 , 352 p-leitende Transistoren und die Ausgangstransistoren 361 , 362 sind n-leitende Transistoren. Nur zur Veranschaulichung sind diese Eingangstransistoren und Ausgangstransistoren als MOSFETs gezeichnet. Gemäß einem Beispiel sind diese MOSFETs Anreicherungs-MOSFETs.
  • Ein elektrisches Potential am Ausgang OUT1i , OUT2i der Inverter 341 , 342 ist entweder das zweite Versorgungspotential P33i oder das erste Versorgungspotential P32i . Aufgrund der Kreuzkopplung der ersten und zweiten Inverter 341 , 342 ist das Potential an dem Ausgang eines der ersten und zweiten Inverter 341 , 342 im Wesentlichen gleich dem zweiten Versorgungspotential P33i und ist das Potential an dem Ausgang des anderen der ersten und zweiten Inverter 341 , 342 im Wesentlichen gleich dem ersten Versorgungspotential P32i . Die Potentiale, das heißt, die Signalpegel an dem ersten Ausgangsknoten 34i1 und dem zweiten Ausgangsknoten 34i2 folgen den Potentialen (Signalpegeln) an den Eingängen IN1i , IN2i der Inverter 341 , 342 . Gemäß einem Beispiel ist eine Schwellenspannung jedes der ersten und zweiten Inverter 341 , 342 höher als eine Schwellenspannung jedes der ersten und zweiten Eingangstransistoren 351 , 352 . Die „Schwellenspannung“ der Inverter 341 , 342 bezeichnet den Pegel der am Eingang IN1i , IN2i des jeweiligen Inverters 341 , 342 erhaltenen Eingangsspannung, bei der der Inverter 341 , 342 seinen Betriebszustand ändert. Das heißt, das elektrische Potential an dem Ausgang OUT1i , OUT2i des jeweiligen Inverters 341 , 342 wechselt von dem höheren zweiten Versorgungspotential P33i zu dem niedrigeren ersten Versorgungspotential P32i wenn die Eingangsspannung (die auf das erste Potential P32i bezogen ist) über die Schwelle ansteigt, und das elektrische Potential an dem Ausgang OUT1i , OUT2i des jeweiligen Inverters 341 , 342 wechselt von dem niedrigeren ersten Versorgungspotential P32i zu dem höheren zweiten Versorgungspotential P33i , wenn die Eingangsspannung (die auf das erste Potential P32i bezogen ist) unter die Schwelle absinkt. Gemäß einem Beispiel ist die Schwelle etwa 50% der Versorgungsspannung V3i (V3i/2). Die „Schwellenspannung“ der Eingangstransistoren 351 , 352 bezeichnet den Betrag des Pegels der Spannung, die zwischen dem Steuerknoten und einem Lastknoten des jeweiligen Eingangstransistors 351 , 352 erhalten wird, bei welcher der jeweilige Eingangstransistor 351 , 352 einschaltet.
  • 7 zeigt ein Beispiel der ersten und zweiten Inverter 341 , 342 weiter im Detail. Gemäß diesem Beispiel umfassen diese Inverter 341 , 342 jeweils zwei komplementäre Transistoren 3411 , 3412 , 3421 , 3422 . Die zwei Transistoren jedes Inverters 341 , 342 haben ihre Laststrecken in Reihe zwischen den zweiten Versorgungsknoten 33i und den ersten Versorgungsknoten 32i geschaltet und haben ihre Steuerknoten miteinander verbunden. Ein Schaltungsknoten, der den Steuerknoten der zwei Transistoren jedes der ersten und zweiten Inverter 341 , 342 gemeinsam ist, bildet den Eingang IN1i , IN2i des jeweiligen Inverters. Außerdem wird der Ausgang OUT1i , OUT2i jedes Inverters durch einen Schaltungsknoten gebildet, der den Laststrecken der zwei Transistoren des jeweiligen Inverters gemeinsam ist.
  • 8 zeigt ein Beispiel der Eingangszelle 30 . Bei diesem Beispiel umfasst die Eingangszelle 3o einen ersten elektronischen Schalter 371 , dessen Laststrecke zwischen den ersten Eingangsknoten 3111 der untersten Pegelwandlerzelle 31 (von der nur der erste Eingangsknoten 3111 und der zweite Eingangsknoten 3112 in 8 gezeigt sind) und den Referenzknoten geschaltet ist, und einen zweiten elektronischen Schalter 372 , dessen Laststrecken zwischen den zweiten Eingangsknoten 3112 der untersten Pegelwandlerzelle 3o und den Referenzknoten geschaltet ist. Die ersten und zweiten elektronischen Schalter 371 , 372 werden basierend auf dem ersten Eingangssignal SIN1 komplementär angesteuert. Hierzu erhalten Steuerknoten dieser ersten und zweiten elektronischen Schalter 371 , 372 komplementäre Ansteuersignale, die jeweils auf dem ersten Eingangssignal SIN1 basieren. Bei dem in 8 gezeigten Beispiel erhält der zweite elektronische Schalter 372 das erste Eingangssignal SIN1 und der erste elektronische Schalter 371 erhält eine invertierte Version des ersten Eingangssignals SIN1 von einem Inverter 38, der zwischen den ersten Eingang IN1 und den Steuerknoten des ersten elektronischen Schalters 371 gekoppelt ist. Optional ist ein weiterer Inverter 39 zwischen den ersten Eingang IN1 und den Steuerknoten des zweiten elektronischen Schalters 372 und den Eingang des Inverters 38 gekoppelt. Dieser Inverter erzeugt einen wohldefinierten Signalpegel, der entweder VSUP oder V- ist, aus einem durch den zweiten elektronischen Schalter erhaltenen Eingangssignal. Optional kann dieser Inverter 39 durch einen Schmitt-Trigger ersetzt werden.
  • Bezug nehmend auf 8 können die ersten und zweiten elektronischen Schalter 371 , 372 als Transistoren realisiert werden. Nur zur Veranschaulichung sind diese Transistoren 371 , 372 in 8 als MOSFETs gezeichnet. Andere Arten von Transistoren können ebenso verwendet werden.
  • 9 zeigt Beispiele des Inverters 38 und des optionalen weiteren Inverters 39 weiter im Detail. Bei diesem Beispiel umfasst jeder dieser Inverter eine Reihenschaltung mit zwei komplementären Transistoren 381, 382 und 391, 392, deren Laststrecken in Reihe zwischen den Referenzknoten und einen Versorgungsknoten zum Erhalten einer Versorgungsspannung VSUP2 geschaltet sind. Gemäß diesem Beispiel ist diese Versorgungsspannung VSUP2 gleich der zuvor erläuterten Versorgungsspannung VSUP1 .
  • Bezug nehmend auf 9 ist optional ein erster Kaskodetransistor 373 zwischen den ersten elektronischen Schalter 371 und den ersten Eingangsknoten 3111 der untersten Pegelwandlerzelle 31 geschaltet und ist ein zweiter Kaskodetransistor 374 zwischen den zweiten elektronischen Schalter 372 und den ersten Eingangsknoten 3112 der untersten Pegelwandlerzelle 31 geschaltet. Steuerknoten (Gateknoten) dieser Kaskodetransistoren 373 , 374 erhalten die Versorgungsspannung VSUP2 Diese Kaskodetransistoren 373 , 374 begrenzen Spannungen über den ersten und zweiten elektronischen Schaltern 371 , 372 im Wesentlichen auf die Versorgungsspannung VSUP2 minus einer Schwellenspannung des jeweiligen Kaskodetransistors 373 , 374 , und schützen damit die ersten und zweiten elektronischen Schalter vor höheren Spannungen, die an den ersten und zweiten Eingangsknoten 3111 , 3112 der untersten Pegelwandlerzelle 31 auftreten können.
  • 10 zeigt ein Beispiel der Ansteuerschaltung 4, die den ersten elektronischen Schalter 1 ansteuert. Bei diesem Beispiel umfasst die Ansteuerschaltung 4 eine Pegelwandlerzelle 6 mit einem differentiellen Eingang. Dieser differentielle Eingang umfasst einen ersten Eingangsknoten 611 , der an den ersten Ausgangsknoten 34N1 der obersten Pegelwandlerzelle 3N angeschlossen ist, und einen zweiten Eingangsknoten 622 , der an einen zweiten Ausgangsknoten 34N2 der obersten Pegelwandlerzelle 3N angeschlossen ist. Die Pegelwandlerzelle 6 erhält eine Versorgungsspannung V3N+1 zwischen einem zweiten Versorgungsknoten 63 und einem ersten Versorgungsknoten 62. Gemäß einem Beispiel ist der erste Versorgungsknoten 62 an den ersten Lastknoten 12 des ersten elektronischen Schalters 1 angeschlossen und ist der zweite Versorgungsknoten 63 an den zweiten Lastknoten 13 des ersten elektronischen Schalters 1 angeschlossen. Optional umfasst die zuvor erläuterte Spannungsauswahlschaltung 5 eine weitere Auswahlzelle 51N+1 (die in 10 in strichpunktierten Linien dargestellt ist), wobei diese weitere Auswahlzelle 51N+1 zwischen den zweiten Lastknoten 13 des ersten elektronischen Schalters 1 und den zweiten Versorgungsknoten 63 geschaltet ist. Diese Auswahlzelle 51N+1 ist an die zuvor erläuterte, der obersten Pegelwandlerzelle 3N zugeordnete Auswahlzelle 51N in derselben Weise angeschlossen, wie zwei andere Auswahlzellen der Spannungsauswahlschaltung 5 miteinander gekoppelt sind.
  • Bezug nehmend auf 10 umfasst die Pegelwandlerzelle 6 einen Ausgang, der an einen Treiber 7 gekoppelt ist. Gemäß einem Beispiel erhält der Treiber 7 dieselbe Versorgungsspannung V3N+1 wie die Pegelwandlerzelle 6 und ist dazu ausgebildet, das Ansteuersignal SDRV , das durch den Steuerknoten 11 des ersten elektronischen Schalters 1 erhalten wird, basierend auf einem durch die Pegelwandlerzelle 6 bereitgestellten Ausgangssignals zu erzeugen. Gemäß einem Beispiel ist die Pegelwandlerzelle 6 in der Ansteuerschaltung 4 in derselben Weise realisiert, wie die Pegelwandlerzellen 31 -3N des Pegelwandlers 3.
  • Ein Beispiel der Pegelwandlerzelle 6 der Ansteuerschaltung 4 ist in 11 veranschaulicht. Wie die anhand von 6 erläuterte Pegelwandlerzelle 3i umfasst die in 11 gezeigte Pegelwandlerzelle 6 zwei kreuzgekoppelte Inverter 641 , 642 und zwei Eingangstransistoren 651 , 652 . Die in 11 gezeigte Pegelwandlerzelle 6 unterscheidet sich von der in 6 gezeigten Pegelwandlerzelle 3i dadurch, dass die in 11 gezeigte Pegelwandlerzelle 6 keine Ausgangstransistoren enthält. Der Ausgang 64 der Pegelwandlerzelle 6 wird durch den Ausgang des ersten Inverters 641 gebildet.
  • 12 zeigt ein Beispiel der Ansteuerschaltung 7. Bei diesem Beispiel umfasst die Ansteuerschaltung 7 zwei Inverter 71, 72, wobei jeder Inverter eine Reihenschaltung mit zwei komplementären Transistoren 711, 712, 721, 722 umfasst. Ein erster 71 dieser Inverter erhält ein Ausgangssignal von der Pegelwandlerzelle 6 und ein zweiter 72 dieser Inverter erhält ein Ausgangssignal von dem ersten Inverter 71 und stellt das Ansteuersignal SDRV zur Verfügung. Die Transistoren dieser Inverter 71, 72 sind in Reihe zwischen die Versorgungsknoten geschaltet, an denen die Versorgungsspannung V3N+1 verfügbar ist.
  • Die elektronische Schaltung des oben erläuterten Typs, die den ersten elektronischen Schalter 1 und die Schalt-Schaltung 2 mit mehreren zweiten elektronischen Schaltern 20 -2N umfasst, kann als Halbbrückenschaltung in einer beliebigen Art von Schaltungsanwendung verwendet werden, in der eine Halbbrücke mit einem Low-Side-Schalter und einem High-Side-Schalter benötigt wird. In der elektronischen Schaltung funktioniert der erste elektronische Schalter 1 als High-Side-Schalter und die Schalt-Schaltung 2 funktioniert als Low-Side-Schalter. Beispiele von Schaltungsanwendungen umfassen - sind allerdings nicht darauf beschränkt - H-Brückenschaltungen mit zwei Halbbrücken, Leistungswandlerschaltungen, wie beispielsweise Tiefsetzstellerschaltungen oder Hochsetzstellerschaltungen, Resonanzwandler, wie beispielsweise LLC-Wandler, Multi-Level-Wandler, Switched-Capacitor-Wandler, oder Spannungsinverter.
  • 13 zeigt ein Beispiel einer elektronischen Schaltung, die auf der zuvor erläuterten elektronischen Schaltung basiert und zusätzlich zwei Kondensatorreihenschaltungen 81, 82 umfasst, die helfen, eine Schaltgeschwindigkeit der elektronischen Schaltung zu erhöhen. Diese Kondensatorreihenschaltungen 81, 82 umfassen jeweils mehrere Kondensatoren 811 -81N , 821 -82N , die in Reihe geschaltet sind, und mehrere Abgriffe, wobei jeder Abgriff ein Schaltungsknoten ist, der zwei benachbarten Kondensatoren in der jeweiligen Reihenschaltung gemeinsam ist. Die Kondensatorreihenschaltungen 81, 82 erhöhen insbesondere eine Schaltgeschwindigkeit der Pegelwandleranordnung mit dem Pegelwandler 3 und der Pegelwandlerzelle 6 der Ansteuerschaltung 4. Bei dem in 13 gezeigten Beispiel ist die Eingangszelle 30 des Pegelwandlers 3 realisiert wie in 9 gezeigt und sind die Pegelwandlerzellen 31 -3N realisiert wie in 7 gezeigt. Außerdem ist die Pegelwandlerzelle 6 der Ansteuerschaltung 4 realisiert wie in 11 gezeigt, wobei die ersten und zweiten Inverter 641 , 642 in derselben Weise realisiert sind wie die Inverter in den Pegelwandlerzellen 31 -3N und die Eingangszelle 3o des Pegelwandlers 3. Diese spezielle Realisierung der Eingangszelle 3 und der Pegelwandlerzellen 31 -3N ist jedoch nur ein Beispiel. Die Verwendung der Kondensatorreihenschaltungen 81, 82 ist nicht auf diese spezielle Realisierung beschränkt.
  • Bezug nehmend auf 13 ist die erste Kondensatorreihenschaltung 81 zwischen einen Steuerknoten des ersten elektronischen Schalters 371 in der Eingangszelle 3o und den Ausgang des ersten Inverters 641 der Pegelwandlerzelle 6 in der Ansteuerschaltung 4 geschaltet. Außerdem ist jeder Abgriff der ersten Kondensatorschaltung 81 an den Ausgang OUT11 , OUT1N des ersten Inverters in einer jeweiligen Pegelwandlerzelle 31 -3N angeschlossen. Damit gibt es einen Kondensator 811 zwischen dem Steuerknoten des ersten elektronischen Schalters 371 in der Eingangszelle 30 und dem Ausgang OUT11 des ersten Inverters in einer Pegelwandlerzelle (der bei dem in 13 gezeigten Beispiel mit 31 bezeichneten Pegelwandlerzelle), einen Kondensator 81N zwischen dem Ausgang OUT1N des ersten Inverters in einer Pegelwandlerzelle (bei dem in 13 gezeigten Beispiel der mit 3N bezeichneten Pegelwandlerzelle) und dem Ausgang des ersten Inverters 641 der Pegelwandlerzelle 6 in der Ansteuerschaltung 4 und einen jeweiligen Kondensator zwischen den Ausgängen der ersten Inverter jedes Paars von benachbarten Pegelwandlerzellen (wobei nur ein Paar von benachbarten Pegelwandlerzellen 31 , 3N in 13 gezeigt ist).
  • Die zweite Kondensatorreihenschaltung 82 ist zwischen einen Steuerknoten des zweiten elektronischen Schalters 372 in der Eingangszelle 3o und den Ausgang des zweiten Inverters 642 der Pegelwandlerzelle 6 in der Ansteuerschaltung 4 geschaltet. Außerdem ist jeder Abgriff der zweiten Kondensatorschaltung 82 an den Ausgang OUT21 , OUT2N des zweiten Inverters in einer jeweiligen Pegelwandlerzelle 31 -3N angeschlossen. Damit gibt es einen Kondensator 821 zwischen dem Steuerknoten des zweiten elektronischen Schalters 372 in der Eingangszelle 30 und dem Ausgang OUT21 des zweiten Inverters in einer Pegelwandlerzelle (bei dem in 13 gezeigten Beispiel der mit 31 bezeichneten Pegelwandlerzelle), einen Kondensator 82N zwischen dem Ausgang OUT2N des zweiten Inverters in einer Pegelwandlerzelle (bei dem in 13 gezeigten Beispiel der mit 3N bezeichneten Pegelwandlerzelle) und dem Ausgang des zweiten Inverters 642 der Pegelwandlerzelle 6 in der Ansteuerschaltung 4 und einen jeweiligen Kondensator zwischen den Ausgängen der zweiten Inverter jedes Paars von benachbarten Pegelwandlerzellen (wobei nur ein Paar von benachbarten Pegelwandlerzellen 31 , 3N in 13 gezeigt ist).
  • Es sei angenommen, dass aufgrund eines Wechsels des Signalpegels des Eingangssignals SIN1 das Signal an dem Steuerknoten des ersten elektronischen Schalters 371 in der Eingangszelle 30 und das Signal an dem Steuerknoten des elektronischen Schalters 372 in der Eingangszelle 30 ihren Signalpegel entgegengesetzt ändern, das heißt, ein Signalpegel geht nach oben und der andere Signalpegel geht nach unten, oder umgekehrt. Dies zeigt an, dass es gewünscht ist, den Schaltzustand des elektronischen Schalters 1 zu ändern. In diesem Fall ändert die erste Kondensatorreihenschaltung 81 die Potentiale an den Ausgängen der ersten Inverter in den Pegelwandlerzellen 3 i-3rr, 6 der Pegelwandler 3 und der Ansteuerschaltung 6 rasch und ändert die zweite Kondensatorreihenschaltung 82 die Potentiale an den Ausgängen der zweiten Inverter in den Pegelwandlerzellen 31 -3N , 6 der Pegelwandler 3 und der Ansteuerschaltung 6 rasch, so dass die Inverter rasch ihren Betriebszustand ändern. Bei diesem Beispiel initiieren die ersten und zweiten elektronischen Schalter 371 , 372 eine Änderung des Betriebszustands der Inverter in den einzelnen Pegelwandlerzellen nicht, sondern dienen dazu, diese Inverter im gewünschten Betriebszustand, der durch das Eingangssignal SIN1 definiert ist, zu halten, bis das Eingangssignal SIN1 wieder seinen Signalpegel ändert.
  • 14 zeigt eine elektronische Schaltung gemäß einem weiteren Beispiel. Diese elektronische Schaltung basiert auf der zuvor erläuterten elektronischen Schaltung und umfasst einen weiteren elektronischen Schalter In mit einem Steuerknoten 11II und einer Laststrecke zwischen einem ersten Lastknoten 12II und einem zweiten Lastknoten 13II . Die Laststrecke dieses weiteren elektronischen Schalters 1I ist zwischen einen Schaltungsknoten, der dem ersten elektronischen Schalter 1 und 2 gemeinsam ist, und einen weiteren Versorgungsknoten zum Erhalten eines weiteren Versorgungspotentials V++ geschaltet. Eine weitere Ansteuerschaltung 4II ist dazu ausgebildet, ein Ansteuersignal SDRV_II zu erzeugen, das durch den Steuerknoten 1 In des Weiteren elektronischen Schalters In erhalten wird. Die Ansteuerschaltung 4II erzeugt das Ansteuersignal SDRV_II basierend auf einem weiteren Eingangssignal SIN_II das durch einen weiteren Pegelwandler 3II erhalten wird. Dieser weitere Pegelwandler 3II ist an die Schalt-Schaltung 2 in derselben Weise gekoppelt, wie der zuvor erläuterte Pegelwandler 3 und ist auch an die Ansteuerschaltung 4II in derselben Weise gekoppelt, wie der Pegelwandler 3 an die Ansteuerschaltung 4 gekoppelt ist. Diese weitere Ansteuerschaltung 4II kann in derselben Weise realisiert sein wie die zuvor erläuterte Ansteuerschaltung 4. Bei der in 14 gezeigten elektronischen Schaltung schaltet die Schalt-Schaltung 2 abhängig von dem zweiten Eingangssignal SIN2 ein und aus, schaltet der erste elektronische Schalter 1 abhängig von dem durch den Pegelwandler 3 erhaltenen ersten Eingangssignal SIN1 ein und aus und schaltet der weitere elektronische Schalter 1II abhängig von dem weiteren Eingangssignal SIN_II , das durch den weiteren Pegelwandler 3II erhalten wird, ein und aus.
  • Gemäß einem Beispiel sind das zweite Versorgungspotential V+, das durch den ersten elektronischen Schalter 1 erhalten wird, und das weitere Versorgungspotential V++, das durch den weiteren elektronischen Schalter In erhalten wird, unterschiedlich. Bei der in 13 gezeigten elektronischen Schaltung kann eine Last Z in Reihe zu dem ersten elektronischen Schalter 1 und dem weiteren elektronischen Schalter In und parallel zu der Schalt-Schaltung 2 geschaltet sein. Bei dieser Art von Schaltung kann die Last Z an das erste Versorgungspotential V+, nämlich dann, wenn der erste elektronische Schalter 1 im Ein-Zustand ist, oder an das weitere Versorgungspotential V++, nämlich dann, wenn der weitere elektronische Schalter 1II im Ein-Zustand ist, angeschlossen sein. Wenn sowohl der erste elektronische Schalter 1, als auch der weitere elektronische Schalter 1II im Aus-Zustand sind, kann die Schalt-Schaltung 2 eingeschaltet sein und als Freilaufschaltung für die Last Z dienen. Gemäß einem Beispiel ist die Last Z eine elektromagnetische Last, wie beispielsweise ein elektromagnetisches Ventil oder ein Relais. Um die Last zu aktivieren, kann die Last zuerst an das weitere Versorgungspotential V++ durch Einschalten des weiteren elektronischen Schalters III angeschlossen werden. Nachdem die Last aktiviert wurde, kann die elektronische Schaltung in einen „Energiesparbetrieb“ umschalten durch Ausschalten des weiteren elektronischen Schalters In und Einschalten des elektronischen Schalters 1, um die Last Z an das niedrigere Versorgungspotential V+ anzuschließen, welches die Last Z im aktivierten Zustand hält, bis der elektronische Schalter 1 ausschaltet.
  • Bei jeder der zuvor erläuterten elektronischen Schaltungen kann der erste elektronische Schalter 1 Teil einer Schalt-Schaltung sein. Ein Beispiel einer Schalt-Schaltung 10, die den ersten elektronischen Schalter 1 enthält, ist in 15 gezeigt. Die in 15 gezeigte Schalt-Schaltung 10 ist vom selben Typ wie die in 5 gezeigte Schalt-Schaltung 2. Bei dieser Schalt-Schaltung 10 definiert ein Schaltzustand des ersten elektronischen Schalters 1 einen Schaltzustand der Schalt-Schaltung 10. Das heißt, die Schalt-Schaltung 10 ist im Ein-Zustand, wenn der erste elektronische Schalter 1 im Ein-Zustand ist, und die Schalt-Schaltung 10 ist im Aus-Zustand, wenn der erste elektronische Schalter 1 im Aus-Zustand ist. Der Schaltzustand des ersten elektronischen Schalters 1 wird durch das Ansteuersignal SDRV definiert, das durch den ersten elektronischen Schalter 1 von der Ansteuerschaltung 4 erhalten wird. Einige weitere elektronische Schalter 11 -1M sind in Reihe zu dem ersten elektronischen Schalter 1 in der Schalt-Schaltung 10 geschaltet. Diese weiteren elektronischen Schalter 11 -1M sind so verschaltet, dass einer 11 dieser elektronischen Schalter 11 -1M als Ansteuerspannung eine Laststreckenspannung des ersten elektronischen Schalters 1 erhält. Die anderen elektronischen Schalter 12 -1M erhalten jeweils als Ansteuerspannung eine Laststreckenspannung von einem jeweiligen der anderen elektronischen Schalter 12 -1M . Gemäß einem Beispiel sind diese elektronischen Schalter 12 -1M selbstleitende Transistoren. Lediglich zur Veranschaulichung sind diese elektronischen Schalter 12 -1M bei dem in 14 gezeigten Beispiel als Verarmungs-MOSFETs (selbstleitende MOSFETs) gezeichnet.
  • 16 zeigt eine elektronische Schaltung gemäß einem weiteren Beispiel. Diese elektronische Schaltung basiert auf der in 1 gezeigten elektronischen Schaltung und unterscheidet sich von der in 1 gezeigten elektronischen Schaltung dadurch, dass der erste elektronische Schalter 1 Teil einer Schalt-Schaltung 10 des in 15 gezeigten Typs ist und dass ein weiterer elektronischer Schalter 1III in Reihe zu der Schalt-Schaltung 2 und die weitere Schalt-Schaltung 10 mit dem ersten elektronischen Schalter 1 geschaltet ist. Dieser weitere elektronische Schalter 1III wird durch ein Ansteuersignal SDRV_III angesteuert, das durch eine Ansteuerschaltung 4m basierend auf einem Eingangssignal SIN_III erzeugt wird. Dieses Eingangssignal SIN_III wird durch einen Pegelwandler 3m erhalten, der an die weitere Ansteuerschaltung 4m gekoppelt ist. Dieser Pegelwandler 3m kann in derselben Weise realisiert sein, wie der zuvor erläuterte Pegelwandler 3. Das heißt, der Pegelwandler 3m umfasst eine Eingangszelle, die das Eingangssignal SIN_III erhält, und mehrere Pegelwandlerzellen. Diese Pegelwandlerzellen sind in derselben Weise kaskadiert, wie die zuvor anhand des Pegelwandlers 3 erläutert wurde. Einige der Pegelwandlerzellen des Pegelwandlers 3m sind an die Schalt-Schaltung 2 in derselben Weise gekoppelt wie die Pegelwandlerzellen des Pegelwandlers 3 an die Schalt-Schaltung 2 gekoppelt sind. Andere der Pegelwandlerzellen des Pegelwandlers 3m sind an die elektronischen Schalter 1, 11 -1M der weiteren Schalt-Schaltung gekoppelt, so dass jede dieser anderen Pegelwandlerzellen als Versorgungsspannung eine Laststreckenspannung eines der elektronischen Schalter 1, 11 -1M der weiteren Schalt-Schaltung 10 erhält. Gemäß einem Beispiel ist eine erste Last Z parallel zu der Schalt-Schaltung 2 geschaltet, ist eine zweite Last Z2 parallel zu der weiteren Schalt-Schaltung 10 geschaltet und ist eine weitere Last Z3 parallel zu dem weiteren elektronischen Schalter 1III geschaltet. Bei dieser Schaltung können die Schalt-Schaltung 2, der erste elektronische Schalter 1 und der weitere elektronische Schalter 1III unabhängig basierend auf den jeweiligen Eingangssignalen SIN1 , SIN2 , SIN1_III ein- und ausgeschaltet werden.
  • 17 zeigt eine elektronische Schaltung gemäß einem weiteren Beispiel. Bei dieser elektronischen Schaltung sind die zweiten elektronischen Schalter 20 -2N Anreicherungs-MOSFETs. Ein unterster dieser zweiten elektronischen Schalter 20 -2N erhält das zweite Eingangssignal SIN1 oder, optional, eine verzögerte Version des ersten Eingangssignals SIN1 und jeder der anderen zweiten elektronischen Schalter 21 -2N erhält ein Ansteuersignal von der zugeordneten Pegelwandlerzelle 31 -3N . Gemäß einem Beispiel ist das Ansteuersignal, das, außer von dem untersten, jeweils von den zweiten elektronischen Schaltern 21 -2N erhalten wird, das Ausgangssignal des ersten Inverters, der in der jeweiligen Pegelwandlerzelle 31 -3N enthalten ist. Optional gibt es Treiber 71 -7N die zwischen die Ausgänge der einzelnen Pegelwandlerzellen 31 -3N und die Steuerknoten der zweiten elektronischen Schalter 21 -2N gekoppelt sind. Solche Treiber können in derselben Weise wie der in 12 gezeigte Treiber 7 realisiert sein. Bei der in 17 gezeigten elektronischen Schaltung werden der erste elektronische Schalter 1 und die Schalt-Schaltung 2 mit den zweiten elektronischen Schaltern 20 -2N basierend auf demselben Eingangssignal ein- und ausgeschaltet, welches bei dem in 17 gezeigten Beispiel das erste Eingangssignal SIN1 ist. Der erste elektronische Schalter 1 und die Schalt-Schaltung 2 funktionieren damit wie eine elektronische Schaltung, deren Sperrspannungsfestigkeit gleich einer Summe der Sperrspannungsfestigkeit des ersten elektronischen Schalters 1 und der zweiten elektronischen Schalter 20 -2N ist.

Claims (18)

  1. Elektronische Schaltung, die aufweist: einen ersten elektronischen Schalter (1); eine Ansteuerschaltung (4), die einen an einen Steuerknoten (11) des ersten elektronischen Schalters (1) gekoppelten Ausgang und einen Eingang (IN4) aufweist; einen ersten Signaleingang (INI), der dazu ausgebildet ist, ein erstes Eingangssignal (SIN1) zu erhalten; eine Schalt-Schaltung (2) mit mehreren zweiten elektronischen Schaltern (20-2N) und einem Eingang, der dazu ausgebildet ist, ein zweites Eingangssignal (S1N2) zu erhalten, wobei Laststrecken der zweiten elektronischen Schalter (20-2N) in Reihe geschaltet sind und wobei die Schalt-Schaltung (2) zwischen einen ersten Lastknoten (12) des ersten elektronischen Schalters (1) und einen Referenzknoten geschaltet ist; und einen Pegelwandler (3), der zwischen den ersten Signaleingang (INI) und den Eingang (IN4) der Ansteuerschaltung (4) gekoppelt ist und der mehrere kaskadierte Pegelwandlerzellen (31-3N) aufweist, wobei jede der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) einen Signaleingang (311-31N), einen Signalausgang (341-34N), einen ersten Versorgungsknoten (321-2N) und einen zweiten Versorgungsknoten (331-33N) aufweist, wobei jede der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) einem jeweiligen (21-2N) der mehreren zweiten elektronischen Schalter (20-2N) zugeordnet ist, wobei jeweils der erste Versorgungsknoten (321-32N) der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) an einen ersten Lastknoten (221-22N) des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters (21-2N) gekoppelt ist und der zweite Versorgungsknoten jeder Pegelwandlerzelle an einen zweiten Lastknoten (231-23N) des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters (21-2N) gekoppelt ist, und wobei die Schalt-Schaltung (2) dazu ausgebildet ist, abhängig von dem zweiten Eingangssignal (S1N2) ein- oder auszuschalten.
  2. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1, bei der der Pegelwandler (3) außerdem eine Eingangszelle (30) aufweist, die dazu ausgebildet ist, das erste Eingangssignal (SIN1) zu erhalten, und die zwischen die mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) und den Referenzknoten geschaltet ist.
  3. Elektronische Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, die außerdem eine Auswahlschaltung (5) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine Versorgungsspannung (VSUP1) zu erhalten, und die zwischen die Schalt-Schaltung (2) und den Pegelwandler (3) gekoppelt ist.
  4. Elektronische Schaltung nach Anspruch 3, bei der die Auswahlschaltung (5) mehrere Auswahlzellen (511-51N) aufweist, bei der jede der mehreren Auswahlzellen (511-51N) einer jeweiligen der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) zugeordnet ist und bei der jede der mehreren Auswahlzellen (511-51N) zwischen die ersten und zweiten Versorgungsknoten (321-32N, 331-33N) der zugeordneten Pegelwandlerzelle (31-3N) und die ersten und zweiten Lastknoten (221-22N, 231-23N) des der zugeordneten Pegelwandlerzelle (31-3N) zugeordneten zweiten elektronischen Schalters (21-2N) geschaltet ist.
  5. Elektronische Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der der Signaleingang (311-31N) jeder der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) ein differentieller Eingang ist und bei der der Signalausgang (341-34N) jeder der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) ein differentieller Ausgang ist.
  6. Elektronische Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der jede Pegelwandlerzelle (31-3N) des Pegelwandlers (3) einen ersten Inverter (341) und einen zweiten Inverter (342) umfasst, die kreuzgekoppelt sind.
  7. Elektronische Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Ansteuerschaltung (4) aufweist: eine Pegelwandlerzelle (6) mit einem Eingang (611, 612), der an den Ausgang (34N1, 34N2) einer obersten Pegelwandlerzelle (3N) des Pegelwandlers (3) angeschlossen ist, einem ersten Versorgungsknoten (62), der an den ersten Lastknoten (12) des ersten elektronischen Schalters gekoppelt ist, und einem zweiten Versorgungsknoten (63), der an einen zweiten Lastknoten (13) des ersten elektronischen Schalters (1) gekoppelt ist.
  8. Elektronische Schaltung nach Anspruch 7, bei der die Pegelwandlerzelle (6) der Ansteuerschaltung (4) einen ersten Inverter (641) und einen zweiten Inverter (642), die kreuzgekoppelt sind, umfasst.
  9. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die einen zweiten Eingang aufweist, der dazu ausgebildet ist, das zweite Eingangssignal (S1N2) zu erhalten.
  10. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die weiterhin Schaltungselemente aufweist, die dazu ausgebildet sind, das zweite Eingangssignal (S1N2) basierend auf dem ersten Eingangssignal (SIN1) zu erzeugen.
  11. Elektronische Schaltung, die aufweist: einen ersten elektronischen Schalter (1); eine Ansteuerschaltung (4), die einen an einen Steuerknoten (11) des ersten elektronischen Schalters (1) gekoppelten Ausgang und einen Eingang (IN4) aufweist; eine Schalt-Schaltung (2) mit mehreren zweiten elektronischen Schaltern (20-2N), wobei Laststrecken der zweiten elektronischen Schalter (20-2N) in Reihe geschaltet sind und wobei die Schalt-Schaltung (2) zwischen einen ersten Lastknoten (12) des ersten elektronischen Schalters (1) und einen Referenzknoten geschaltet ist; einen ersten Signaleingang (INI), der dazu ausgebildet ist, ein erstes Eingangssignal (SIN1) zu erhalten; einen Pegelwandler (3), der zwischen den ersten Signaleingang (INI) und den Eingang (IN4) der Ansteuerschaltung (4) gekoppelt ist und der mehrere kaskadierte Pegelwandlerzellen (31-3N) aufweist; wobei die Ansteuerschaltung außerdem eine Pegelwandlerzelle (6) mit einem Eingang (611, 612), der an den Ausgang (34N1, 34N2) einer obersten Pegelwandlerzelle (3N) des Pegelwandlers (3) angeschlossen ist, einem ersten Versorgungsknoten (62), der an den ersten Lastknoten (12) des ersten elektronischen Schalters gekoppelt ist, und einem zweiten Versorgungsknoten (63), der an einen zweiten Lastknoten (13) des ersten elektronischen Schalters (1) gekoppelt ist, aufweist, wobei jede der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) einen Signaleingang (311-31N), einen Signalausgang (341-34N), einen ersten Versorgungsknoten (321-2N) und einen zweiten Versorgungsknoten (331-33N) aufweist, wobei jede der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) einem jeweiligen (21-2N) der mehreren zweiten elektronischen Schalter (20-2N) zugeordnet ist und wobei jeweils der erste Versorgungsknoten (321-32N) der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) an einen ersten Lastknoten (221-22N) des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters (21-2N) gekoppelt ist und der zweite Versorgungsknoten jeder Pegelwandlerzelle an einen zweiten Lastknoten (231-23N) des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters (21-2N) gekoppelt ist, und wobei die elektronische Schaltung weiterhin aufweist: eine erste Kondensatorreihenschaltung (81), die zwischen einen ersten Schaltungsknoten der Eingangszelle (30) und die Pegelwandlerzelle (6) der Ansteuerschaltung (4) geschaltet ist und die an die Pegelwandlerzellen (31-3N) des Pegelwandlers (3) gekoppelt ist; und eine zweite Kondensatorreihenschaltung (82), die zwischen einen Schaltungsknoten der Eingangszelle (30) und die Pegelwandlerzelle (6) der Ansteuerschaltung (4) geschaltet ist und die an die Pegelwandlerzellen (31-3N) des Pegelwandlers (6) gekoppelt ist.
  12. Elektronische Schaltung nach Anspruch 11, bei der, dass die erste Kondensatorreihenschaltung (81) an die Pegelwandlerzellen (6) der Ansteuerschaltung angeschlossen ist, aufweist, dass die erste Kondensatorreihenschaltung (81) an einen Ausgang des ersten Inverters (641) dieser Pegelwandlerzelle (6) angeschlossen ist, bei der, wie dass die erste Kondensatorreihenschaltung (81) an die Pegelwandlerzellen (31-3N) des Pegelwandlers (3) gekoppelt ist, aufweist, dass die erste Kondensatorreihenschaltung (81) an die Ausgänge (OUT11, OUT1N) der ersten Inverter dieser Pegelwandlerzellen (31-3N) gekoppelt ist, bei der, dass die zweite Kondensatorreihenschaltung (82) an die Pegelwandlerzelle (6) der Ansteuerschaltung angeschlossen ist, aufweist, dass die zweite Kondensatorreihenschaltung (82) an einen Ausgang des zweiten Inverters (642) dieser Pegelwandlerzelle (6) angeschlossen ist, und bei der, dass die zweite Kondensatorreihenschaltung (82) an die Pegelwandlerzellen (31-3N) des Pegelwandlers (3) gekoppelt ist, aufweist, dass die zweite Kondensatorreihenschaltung (82) an die Ausgänge (OUT21, OUTT"N) der zweiten Inverter dieser Pegelwandlerzellen (31-3N) gekoppelt ist..
  13. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, bei der die Eingangszelle einen ersten elektronischen Schalter (371) und einen zweiten elektronischen Schalter aufweist, die jeweils an den Signaleingang einer ersten (31) der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) des Pegelwandlers gekoppelt sind, bei der, dass die erste Kondensatorreihenschaltung (81) an die Eingangszelle (30) angeschlossen ist, aufweist, dass die erste Kondensatorreihenschaltung (81) an einen Steuerknoten des ersten elektronischen Schalters (371) angeschlossen ist, und bei der, dass die zweite Kondensatorreihenschaltung (81) an die Eingangszelle (30) angeschlossen ist, aufweist, dass die zweite Kondensatorreihenschaltung (81) an einen Steuerknoten des zweiten elektronischen Schalters (372) angeschlossen ist.
  14. Elektronische Schaltung nach Anspruch 13, bei der der zweite Versorgungsknoten (63) der Pegelwandlerzelle (6) der Ansteuerschaltung (4) an den zweiten Lastknoten (13) des ersten elektronischen Schalters (1) über eine Auswahlzelle (51N+1) der Auswahlschaltung (5) gekoppelt ist.
  15. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der die Schalt-Schaltung (2) einen Eingang aufweist, der dazu ausgebildet ist, ein zweites Eingangssignal (S1N2) zu erhalten, und bei der die Schalt-Schaltung (2) dazu ausgebildet ist, abhängig von dem zweiten Eingangssignal (S1N2) ein- oder auszuschalten.
  16. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, die weiterhin aufweist: eine weitere Schalt-Schaltung (10), die den ersten elektronischen Schalter (1) und wenigstens einen anderen elektronischen Schalter (11-1M) umfasst und die in Reihe zu der Schalt-Schaltung geschaltet ist; einen weiteren elektronischen Schalter (Im), der in Reihe zu der Schalt-Schaltung (2) und die weitere Schalt-Schaltung (10) geschaltet ist; eine weitere Ansteuerschaltung (4III), die dazu ausgebildet ist, den weiteren elektronischen Schalter (Im) anzusteuern; und einen weiteren Pegelwandler (3III), der an die weitere Ansteuerschaltung (4III) angeschlossen ist und dazu ausgebildet ist, ein weiteres Ansteuersignal (SIN1_III) zu erhalten, wobei der weitere Pegelwandler (3m) mehrere Pegelwandlerzellen aufweist und außerdem an die Schalt-Schaltung (2) und die weitere Schalt-Schaltung (10) gekoppelt ist.
  17. Elektronische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, die weiterhin aufweist: mehrere Ansteuerschaltungen (71-7N), die jeweils an eine jeweilige der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) gekoppelt sind und dazu ausgebildet sein, einen jeweiligen der mehreren zweiten elektronischen Schalter (21-2N) anzusteuern.
  18. Verfahren, das aufweist: Ansteuern eines ersten elektronischen Schalters (1) durch eine Ansteuerschaltung (4) basierend auf einem durch die Ansteuerschaltung (4) erhaltenen Eingangssignal und Erzeugen des durch die Ansteuerschaltung (4) erhaltenen Eingangssignals durch einen Pegelwandler (3) basierend auf einem durch den Pegelwandler (3) erhaltenen Eingangssignal (SIN1), wobei der Pegelwandler (3) mehrere kaskadierte Pegelwandlerzellen (31-3N) aufweist, wobei jeder der mehreren Pegelwandlerzellen (31-3N) einem jeweiligen (21-2N) von mehreren zweiten elektronischen Schaltern (20-2N) einer Schalt-Schaltung (2) zugeordnet ist und einen ersten Versorgungsknoten (321-32N) aufweist, der an einen ersten Lastknoten (221-22N) des zugeordneten zweiten elektronischen Schalters gekoppelt ist, wobei Laststrecken der mehreren zweiten elektronischen Schalter (20-2N) in Reihe zwischen einen ersten Lastknoten (12) des ersten elektronischen Schalters (1) und einen Referenzknoten geschaltet sind, und wobei die Schalt-Schaltung (2) einen Eingang (IN2) aufweist und dazu ausgebildet ist, abhängig von einem an dem Eingang (IN2) erhaltenen zweiten Eingangssignal (SIN2) ein- oder auszuschalten.
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