DE69915293T2 - Treiberschaltung für P-Kanal MOS-Schalter - Google Patents

Treiberschaltung für P-Kanal MOS-Schalter Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Treiberschaltung für einen Leistungsschalter, der in einen Schaltspannungsregler integriert ist.
  • Der Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung findet sich in der Entwicklung von zwei diskreten Bauteilen, d.h. einem abwärtsregelnden Schaltspannungsregler und einer Stromschleife für ein Batterieladegerät, und es wird zur leichteren Erläuterung in der nachfolgenden Beschreibung auf dieses Anwendungsgebiet Bezug genommen.
  • Schaltspannungsregler finden wegen ihrer Wirksamkeit und Genauigkeit bei vielen Anwendungen breite Verwendung. Die grundlegenden Bauelemente dieser Regler umfassen: einen Leistungsschalter, eine Loopback-Diode, ein LC-Ausgangsfilter und einen wahlweisen Stromsensor für das Batterieladegerät.
  • Stand der Technik
  • Um vorteilhaft zu konkurrieren, sollen die Regler der neuen Generation immer höhere Schaltfrequenzen haben, so dass sowohl aus Gründen der Wirtschaftlichkeit der Schaltkreisfläche als auch der Kosten kleinere externe Bauelemente verwendet werden können. Insbesondere sollen solche Regler die kleinstmögliche Zahl an externen Bauelementen aufweisen. Eine erhöhte Frequenz spiegelt sich darin wider, dass die Reglerwirksamkeit hauptsächlich durch die Kommutierungsverluste des Leistungsschalters begrenzt ist. Demgemäß betrifft der kritischste Aspekt bezüglich des Aufbaus von solchen Reglern den Treiberschaltungsabschnitt des Leistungsschalters, da Kommutierungsverluste von diesem Abschnitt abhängen.
  • Im Handel erhältliche Regler verwenden für einen Leistungsschalter wegen der einfachen Art der Ansteuerung meist einen N-Kanal-MOS-Transistor. Um allerdings einen ausreichenden "Overdrive" für den Treiber sicherzustellen, benötigt ein MOS-Leistungsschalter eine höhere Treiberspannung als es die Versorgungsspannung dieses Bauteils selbst ist.
  • Eine Zusatzspannung kann generell auf zwei Arten zur Verfügung gestellt werden:
    durch Verwendung einer Ladepumpe oder
    durch Verwendung eines Bootstrap-Kondensators.
  • Beide Lösungen weisen Nachteile auf. Insbesondere erfordert die zuerst genannte Lösung eine beträchtliche Siliziumfläche für seine Realisierung, damit die Ladepumpe die hohen Ströme, die für die Ansteuerung des Leistungsschalters benötigt werden, liefern kann. Darüber hinaus sind gewöhnlich ein oder mehrere externe Kondensatoren erforderlich.
  • Die zweite Lösung benötigt zusätzlich ein externes Bauelement, das durch einen Bootstrap-Kondensator repräsentiert wird, und einen Schaltungsaufbau, um das Laden des Bauelements zu überwachen und so die vollständige Betriebsfähigkeit des Systems in allen Betriebszuständen sicherzustellen.
  • Bei beiden Lösungen sind die Herstellungskosten für den Schaltregler höher.
  • Bei einem Versuch, diesen Nachteil zu überwinden und die Herstellungskosten zu senken, sind P-Kanal-MOS-Transistoren als Leistungsschalter in den Reglern der letzten Generation verwendet worden.
  • Anders als N-Kanal-Schalter erfordern diese Schalter keine Zusatzsteuerspannung und daher keine zusätzlichen externen Bauelemente für den Treiberschaltungsaufbau.
  • Eine Treiberschaltung, die für diese Art PMOS-Schalter angepasst ist, sollte die folgenden Merkmale aufweisen:
    • – Sicherstellen von schnellen Einschalt/Ausschalt-Flanken, aber ohne Beanspruchung der Loopback-Diode und des Schalters selbst;
    • – Minimieren von elektromagnetischem Rauschen;
    • – Verhindern eines falschen Betriebs von allen Strombegrenzern die beim Einschalten aktiv sind,
    • – Optimieren der Reglerwirksamkeit und Zeigen von niedrigem statischem Verbrauch.
  • Im Stand der Technik sind die obigen Merkmale für Ansteuerschalter der NMOS-Bauart optimiert worden. Zum Beispiel offenbart das US-Patent Nr. 5,883,505 derselben Anmelderin eine Treiberschaltung für einen NMOS-Schalter, welche eine Loopback-Diode in einer intelligenten Bauart mit gutem, daraus resultierendem Treiber handhaben kann.
  • Aus Gründen der Vollständigkeit sollte auch nicht vergessen werden, dass die Anwendung einer Steuerspannung, die höher als eine vorbestimmte sichere Schwelle ist, an den Gate- und Sourceanschlüssen des PMOS-Transistors vermieden werden sollte, wenn der Schalter eingeschaltet ist.
  • Dieses spezielle Problem ist Gegenstand umfangreicher Forschungsarbeiten und Ausführungen, die darauf gerichtet sind, es auf im wesentlichen drei verschiedene Arten zu lösen.
  • In einer ersten solcher bekannten Lösungen werden externe Schalter verwendet, die zwischen ihrem Gate und Source einer Steuerspannung standhalten können, die dieselbe wie die Versorgungsspannung für die Einheit ist.
  • In einer zweiten solcher bekannten Lösungen ist die maximale Versorgungsspannung (VALmax) auf einen Wert begrenzt, der niedriger als oder gleich dem Maximum Vgsmax ist, dem der PMOS-Transistor ohne Verschlechterung seiner Leistung standhalten kann.
  • In der dritten von solchen bekannten Lösungen werden Schutzschaltungen als Folge auf die maximale Versorgungsspannung VALmax verwendet, die noch immer den Gate-Source-Spannungsabfall, den der Transistor aushalten kann, übersteigt.
  • In der 3 ist eine elektrische schematische Darstellung eines herkömmlichen Schaltreglers gezeigt, der einen PMOS-Leistungstransistor enthält, der mit einer Treiberschaltung, die eine Schutzschaltung aufweist, ausgestattet ist.
  • Der Betrieb der Schutzschaltung verursacht einen sehr hohen Verbrauch, der die Wirksamkeit des Reglers deutlich herabsetzt. Es wird nun der Fall von 4 in Betracht gezogen, bei dem unterschiedliche Stromsignale, die in einem herkömmlichen Spannungsregler mit einem PMOS-Schalter auftreten, gegenüber der Zeit aufgetragen sind. Aufgrund der Anstiegsflanke des Einschaltsignals DRIVE werden drei weitere Signale ON1, ON2 und ON3 von vorbestimmter Dauer aktiviert.
  • Diese Signale ermöglichen, dass der Leistungstransistor in einer schnellen Geschwindigkeit eingeschaltet wird, während auch ein Problem der Rückkehrzeit mit der Loopback-Diode überwunden wird. Insbesondere stellt das Signal ON1 den Stromwert I1 ein, der den Leistungstransistor leitend macht, und das Signal ON2 lädt das Gate des Leistungstransistors weiter mit einem Strom I2 über einen Zeitraum T2 während der Umkehrzeit der Loopback-Diode.
  • Aufgrund der Steigungsflanke des Signals DRAIN wird auch das Signal ON3 aktiviert, um den Strom am Gate-Anschluss des Leistungstransistors auf einen Wert I3 zu bringen, der dahingehend wirksam ist, dass er das Einschalten des Transistors beschleunigt.
  • Das Abschalten stellt keine besonderen Probleme dar, da die gewünschte Abschaltgeschwindigkeit einfach durch ein geeignetes Auswählen einer Größe des Stroms Ioff erreicht werden kann.
  • Am Ende der Einschalttransiente sollte der Strom, der an den Gate-Anschluss des Leistungstransistors geliefert wird, größer als der Strom Ioff und der Strom sein, der an die Schutzschaltung geliefert wird. Mit T4 ist das Anschalt-Zeitintervall bezeichnet, das wie folgt ist: I4 = ION > Ioff + Iclamp.
  • Dieser Strom liegt in der Größenordnung von mehreren Zehn Milliampere und stellt den wesentlichen Verbrauch dar. Es war außer Betracht, diesen Verbrauch durch ein Begrenzen der Ansteuerungsströme zu reduzieren, weil die Ein-/Aus-Transienten dann verlangsamt und die Kommutierungsverluste erhöht würden.
  • Weiterhin wird während des Zeitintervalls T3 (das in der Entwurfsstufe auszuwählen ist und für die Verfahrensausbreitung und Veränderbarkeit der Stromversorgung verantwortlich ist) das Gate des Leistungstransistors ziemlich schnell heruntergezogen ("pulled down") (wobei T3 in der Größenordnung von mehreren Zehn ns liegt), und die Schutzschaltung hat in diesem Fall ein Auslösezeit ΔT, wenn das Gate weiterhin auf Werte fällt, die deutlich außerhalb der Schwelle Vgsmax liegen.
  • Dies hat zwei Nachteile:
    • 1) ein solches Verhalten kann zu kurzfristigen Problemen bezüglich der Zuverlässigkeit führen, weil das Gate des Leistungstransistors einer höheren Spannung unterworfen ist, als es während der Dauer ΔT akzeptabel ist;
    • 2) um eine schnelle Wiederherstellung sicherzustellen, liefert die Schutzschaltung eine große Menge an Strom, was den Verbrauch weiter steigen lässt.
  • Eine weitere bekannte Lösung ist in dem US-Patent Nr. 4,859,927 offenbart, das eine Treiberschaltung für einen P-Kanal-MOS-Leistungstransistor nach dem Oberbegriff des beigefügten Anspruchs 1 betrifft.
  • Die Veröffentlichung US-A-4,853,563 lehrt die Reduzierung des Einschalt-Steuerstroms auf einen konstanten Haltestrom, der höher als der Leckstrom ist. Aber selbst diese Lösung ermöglicht es nicht, den Gesamtleistungsverbrauch während der Schaltphasen zu reduzieren.
  • Das technische Problem, das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine neue Art Treiberschaltung für einen PMOS-Leistungstransistor mit solchen baulichen und funktionellen Merkmalen zur Verfügung zu stellen, dass die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Lösungsidee, auf der die vorliegende Erfindung beruht, ist es, die Stromniveaus der Generatoren, die zum Ein/Ausschalten des PMOS-Schalters verwendet werden, zu variieren, damit sie zu den Zuständen der Schutzschaltung, des Gates des Leistungstransistors und des Transistors selbst passen, und den von einem ersten Stromgenerator gezogenen Strom nach dem Erhalt eines STOP-Signals zu reduzieren.
  • Auf der Grundlage dieser Lösungsidee wird das technische Problem durch eine Treiberschaltung gelöst, wie zuvor angegeben und in Anspruch 1 definiert.
  • Die Merkmale und Vorteile der Schutzschaltung der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform davon deutlich, die als nicht beschränkendes Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegeben ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A und 1B zeigen jeweilige schematische Darstellungen von herkömmlichen Treiberschaltungen für einen Leistungstransistor der N-Kanal-MOS-Bauart.
  • 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer herkömmlichen Treiberschaltung für einen P-Kanal-MOS-Transistor.
  • 3 ist eine ausführlichere Darstellung einer herkömmlichen Treiberschaltung für einen P-Kanal-MOS-Transistor.
  • 4 ist eine grafische Darstellung einer Reihe von Stromsignalwellenformen, die in der herkömmlichen Schaltung der 3 auftreten, gegenüber der Zeit.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Treiberschaltung für einen P-Kanal-MOS-Transistor nach der Erfindung.
  • 6A und 6B sind jeweilige schematische Detailansichten der Treiberschaltung nach der Erfindung.
  • 7 ist eine grafische Darstellung einer Reihe von Stromsignalwellenformen, die in der erfindungsgemäßen Schaltung der 5 auftreten, gegenüber der Zeit.
  • 8 ist eine grafische Darstellung einer Reihe von Stromsignalwellenformen, die in einem bestimmten Abschnitt der Schaltung der 6B auftreten, gegenüber der Zeit.
  • 9 ist eine ausführlichere schematische Darstellung der Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Mit Bezug auf die Zeichnungsfiguren wird eine Treiberschaltung zum Ansteuern eines P-Kanal-MOS-Transistors, der die vorliegende Erfindung verkörpert, allgemein bei 1 in schematischer Form gezeigt.
  • Insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, ist die Schaltung 1 zum Ansteuern eines PMOS-Leistungstransistors gedacht, der zu einer Schaltart des Spannungsreglers gehört.
  • Der PMOS-Transistor wird durch die Bezugszahl 2 in der 5 gekennzeichnet und hat einen Steuer- oder Gate-Anschluss G sowie einen ersten und zweiten Leitungsanschluss S und D. Der erste oder Source-Anschluss S ist mit einer ersten Versorgungsvergleichsspannung VAL verbunden, und der zweite Anschluss D ist über eine Loopback-Diode DR mit einer zweiten Vergleichsspannung GND verbunden, die eine Massenreferenz sein kann.
  • Der Anschluss D ist weiter mit einer elektrischen Last Load über einen Induktor L verbunden. Ein Kondensator zusammen mit seinem Ersatzreihenwiderstand (ESR) ist parallel zur Last Load angeordnet.
  • Der Gate-Anschluss G des PMOS-Transistors empfängt eine Steuerspannung Vgs durch eine Schutzschaltung 3, die schematisch in Form eines Blocks CLAMP dargestellt ist, der mit der Versorgungsvergleichsspannung VAL verbunden ist.
  • Ein Vorspannungsschaltungsabschnitt 8 ermöglicht, dass die Schutzschaltung 3 versorgt wird.
  • Vorteilhafterweise weist die Treiberschaltung 1 der vorliegenden Erfindung einen ersten Einschaltstromgenerator ION auf, der zwischen der zweiten Vergleichsspannung GND und dem Gate G des Leistungstransistors 2 angeschlossen ist.
  • Ein gesteuerter Schalter 4, der durch ein Signal ON von einer zu beschreibenden Steuerschaltung gesteuert wird, ist mit dem ersten Generator ION in Reihe geschaltet.
  • Ein zweiter Ausschaltstromgenerator IOFF ist zwischen der ersten Versorgungsvergleichsspannung VAL und dem Gate des Leistungstransistors 2 angeschlossen.
  • Der zweite Generator IOFF ist mit einem gesteuerten Schalter 7, der durch ein Signal OFF von der zuvor erwähnten Steuerschaltung gesteuert wird, in Reihe geschaltet. Der Schalter 7 ist normalerweise geschlossen.
  • Eine Logiksteuerschaltung 5, die zwei diskrete Signale DRIVE und DRAIN eingegeben hat und ein Paar Ausgänge ON und OFF für das Ansteuern des Stromgenerators ION bzw. IOFF aufweist, wird auch zur Verfügung gestellt.
  • Ein dritter Eingang der Logiksteuerschaltung 5 ist mit einem Ausgang der Schutzschaltung 3 verbunden, um ein Signal STOP davon zu empfangen, das das Ende des Schutzschaltungsvorgangs anzeigt, sowie eine verwandte Anfrage bezüglich des Ausschaltens des Leistungstransistors 2.
  • Dem Strom von dem Generator ION wird die Wellenform gegeben, die in der 7 durch die Logiksteuerschaltung 5 gezeigt ist.
  • Der Aufbau des Generators ION ist ausführlicher durch die Darstellung der 6A veranschaulicht und umfasst einen Satz von mindestens vier Schaltern, die parallel angeordnet sind und jeweils mit je einem der Stromgeneratoren in Reihe verbunden ist.
  • Die Sequenz der Signale ON1, ON2, ON3 ist bezüglich der bekannten Treiberschaltungen unverändert, wodurch die geeignete Handhabung der Rückkehrzeit der Loopback-Diode sichergestellt wird.
  • Im Gegensatz zu bekannten Schaltungen verändern sich jedoch die Niveaus der Ströme I1 und I2 in der Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung gegenüber den Zeitintervallen T1 und T2 der Einschalt-Transiente. Während dieser Zeitdauer würde die Steuerschaltung 5 den Generator IOFF unterbrechen, wodurch Probleme durch eine Kreuzleitung (Signale OFF1 und OFF2 niedrig) vermieden werden. Daher können niedrigere Werte der Ströme I1 und I2 ausreichen, um dieselbe Einschaltgeschwindigkeit für einen gegebenen Leistungsschalter zur Verfügung zu stellen.
  • Mögliche Variationen bei der Dauer des Signals ON3 (Zeitintervall T3) werden angepasst, indem dafür gesorgt wird, dass der Strom von dem Generator ION durch das Signal STOP sofort aufgrund des Betriebs der Schutzschaltung 3 reduziert wird (von ungefähr 10 Milliampere bis mehrere Zehn Microampere).
  • Um die Triggerzeit ΔT der Schutzschaltung 3 zu minimieren und so den Verbrauch und die Belastung an dem Gate-Anschluss, die bekannte Lösungen beeinträchtigen, zu minimieren, wird dafür gesorgt, dass das Signal STOP die E/A-Schaltzeit ΔT durchläuft, bevor das Gate die Schwelle Vgsmax erreicht. Die Information über die Ausgabe des Signals STOP und des zugehörigen Betriebs der Schutzschaltung 3 sollte gespeichert werden, um zu verhindern, dass mögliche Schwingungen Rauschprobleme verursachen und der Verbrauch steigt. Für diesen Zweck wird ein Speicherelement 6 in der Schutzschaltung 3 wie nachfolgend beschrieben aufgenommen.
  • Das Ausschalten erfolgt ganz direkt : Es erfordert nur, dass ein Stromniveau IOFF zur Verfügung gestellt wird, wie es für eine schnelle Ausschaltflanke benötigt wird und um eine Kreuzleitung zu verhindern, wieder um den Verbrauch gering zu halten. Für diesen Zweck wird der Generator IOFF als eine Parallele von zwei Generatoren I5 und I6, wie in der 6B gezeigt, ausgebildet.
  • Auch mit Bezug auf die 8 wird, wenn das Abschaltsignal DRIVE niedrig wird, das Signal OFF1 erzeugt, um den Leistungstransistor 2 durch einen hohen Strom auszuschalten, der durch die Generatoren I5 und I6 zugeführt wird. Dieser Strom hat eine Dauer von einem Zeitintervall T5 und reicht aus, um die angestrebte schnelle Ausschaltgeschwindigkeit zur Verfügung zu stellen. Danach wird nur der Generator I6 im Einschaltzustand gehalten, der viel kleiner als der Generator I5 ist.
  • Auf diese Weise kann eine Kreuzleitung beim nächsten Einschalten aufgrund der Tatsache, dass die Signale ON ankommen können, bevor die Signale OFF auf Null gehen, verhindert werden.
  • Die Dauer des Zeitintervalls T4 hängt von dem Signal DRIVE ab, und sollte die nächste Einschaltflanke vor dem Ende des Zeitintervals T4 ankommen (wie es durch eine hohe Schaltfolge möglich sein könnte), wird das Signal OFF2 sofort auf Null gebracht.
  • Der Schaltungsaufbau ist ziemlich kompliziert, aber für den Zweck dieser Beschreibung brauchen nur die verschiedenen funktionellen Blöcke, die das erfindungsgemäße Prinzip ausführen, erörtert zu werden.
  • In dieser Hinsicht ist die Logikschaltung 5 betriebsbereit, um die Signale ON und OFF mit der Zeitbeziehung, die in der 7 gezeigt ist, zu erzeugen. Der innere Aufbau der Schaltung 5 stellt keinen Teil der vorliegenden Erfindung dar.
  • Der erste Stromgenerator ION besteht aus einem Satz Schalter X4, X5, X6 und X7 in Form von MOS-Transistoren, die durch jeweilige Signale ON1, ON2, ON3 und DRIVE angesteuert werden, die wie in der 7 gezeigt zeitlich festgelegt sind. Die Source-Anschlüsse der Transistoren X4, X5 und X6 sind mit jeweiligen Stromgeneratoren I1, I2 und I4 verbunden. Der Drain-Strom des Transistors X7 stellt einen Generator I4 dar.
  • Dieser Transistor X7 hat seine Spannungsschwelle Vgs als Steigungsflanke des Signals ON3.
  • Der zweite Stromgenerator IOFF besteht aus den P-Kanal-MOS-Transistoren M5 und M6, die jeweilige Drain-Ströme I5 und I6 aufweisen, die den in Bezug auf die 6B beschriebenen Generatoren entsprechen.
  • Diese Generatoren werden mittels der Schalter X2 und X3 einausgeschaltet, die durch die Logiksignale OFFl und OFF2, wie in der 7 gezeigt ist, angesteuert werden.
  • Die Schutzschaltung 3 umfasst einen Abtast- und Klemmabschnitt und einen Latch 6, der so angepasst ist, dass er das Signal STOP erzeugt. Insbesondere wird eine Vergleichsspannung Vgsmax an einem Knoten A über eine Zenerdiode D4 und einen Generator Ib4 erhalten.
  • Ein Satz bipolarer Transistoren Q1, Q2, A3 und Q4 liefert die Klemmfunktion, wobei die Transistoren Q3 und Q4 miteinander in einer Darlington-Konfiguration verbunden sind und für eine Verbindung des Abtastwiderstands Rsense mit dem Kollektor des Transistors Q4 sorgen. Dieser Widerstand setzt die Schwelle des Betriebs für das Signal STOP fest, was jede Änderung des wiederherzustellenden Zeitintervalls T3 und ΔT der Schutzschaltung 3 ermöglicht. Insbesondere wird der Ausgang des Signals STOP von dem Latch 6 durch die Signale DRIVE und OFF1 (letzteres stellt das negierte Signal DRIVE dar) auf ein logisches Hoch gesetzt und wieder auf Null gesetzt, wenn ein PMOS-Transistor MM einen Drain-Strom Is führt, der größer als der durch einen Generator Ib3 zur Verfügung gestellte ist. Dies würde dann auftreten, wenn der Spannungsabfall an dem Widerstand Rsense groß genug ist, um für den Transistor MM ein ausreichendes Vgs sicherzustellen, um den Strom Is an seinem Drain darzustellen.
  • Daher können durch geeignete Auswahl des Widerstands von Rsense die Zeitverzögerungen auf ein Minimum reduziert und der Verbrauch optimiert werden.
  • Der Vorspannungsblock BIAs ist dahingehend betriebsfähig, dass er die ganze Treiberschaltung 1 mit den notwendigen Spannungen und Strömen versorgt, damit diese wie erwartet arbeitet.
  • Ein Transistor M1, der durch das Signal ON2 angesteuert wird, stärkt den Schaltungsaufbau von dem Standpunkt des Widerstands gegenüber einem Rauschen aus. Tatsächlich könnten beim Einschalten, wenn das Gate G des Leistungstransistors 2 schnell heruntergezogen wird, die Generatoren für eine kurze Zeit in den "Ein"-Zustand eintreten – und so den Verbrauch durch eine Kreuzleitung erhöhen –, selbst wenn sich die Generatoren I5, I6 im Aus-Zustand befinden, und zwar aufgrund der Wirkung einer parasitären Kapazität, die zwischen den Drains und Gates der Transistoren M5 und M6 immer vorhanden ist. Die Wirkung des Transistors M1 bewirkt, dass der Strom an der Diode M2 steigt und die Transistoren M5 und M6 über das ganze Zeitintervall T2 hindurch im "Aus"-Zustand (über die Transistoren M3, M4) hält.
  • Die Treiberschaltung der vorliegenden Erfindung löst das technische Problem und bringt eine Reihe von Vorteilen, zu denen vornehmlich folgender gehört: Es können dieselben Kommutierungsgeschwindigkeiten bei einem verringerten Gesamtverbrauch der Schaltung zur Verfügung gestellt werden.
  • Darüber hinaus kann der Schutz für den Gate-Anschluss des Leistungstransistors wirksamer sein und bringt weniger Probleme bezüglich der Zuverlässigkeit mit sich.
  • Außerdem steht der Verbrauch der Treiberschaltung nicht in Bezug zu der Schaltergröße; abgesehen von der Gate-Ladung, die notwendig ist, um den Leistungstransistor einzuschalten, steht der Verbrauch von der Stufe tatsächlich ständig unter der Kontrolle durch die Logiksteuerschaltung, was einen entbehrlichen Verbrauch verhindert.

Claims (8)

  1. Treiberschaltung für einen P-Kanal-MOS-Leistungstransistor (2) mit einem Steueranschluss (G) und mit einem ersten (D) und zweiten (S) Leitungsanschluss; wobei die Treiberschaltung folgendes umfasst: einen ersten gesteuerten Stromgenerator (ION), der mit dem Steueranschluss (G) zum Anschalten des Leistungstransistors (2) verbunden ist; eine Steuerschaltung (5) zum Steuern des Anschaltens des ersten Stromgenerators (ION); eine Schutzschaltung (3), die mit dem Steueranschluss (G) zum Abtasten und Klemmen einer Steuerspannung (Vgs) des Steueranschlusses (G) verbunden ist; und einen zweiten Stromgenerator (I-OFF), der mit dem Steueranschluss (G) des Leistungstransistors (2) verbunden ist und wiederum von der Steuerschaltung (5) angesteuert wird, um das Abschalten des Transistors zu steuern, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (5) so angeordnet ist, dass der Strom von dem ersten Stromgenerator (ION) nach dem Erhalt eines Steuersignals (STOP) von der Schutzschaltung (3) reduziert wird, das auf das Abtast- und Klemmstromniveau der Schutzschaltung (3) schließen lässt.
  2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stromgenerator (IOFF) mit einem gesteuerten Schalter (7) in Reihe verbunden ist und dass die Steuerschaltung (5) so verbunden ist, dass sie auf den gesteuerten Schalter (7) einwirkt.
  3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stromgenerator (IOFF) mindestens ein Paar Generatoren (I5, I6) umfasst, die parallel miteinander verbunden sind und einzeln in Reihe mit einem entsprechenden gesteuerten Schalter verbunden sind.
  4. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherelement (6) in der Schutzschaltung (3) angeordnet ist, um am Ende des Betriebs der Schutzschaltung (3) das Steuersignal (STOP) zu erzeugen.
  5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal (STOP) ausgegeben wird, wenn eine vorbestimmte Schwelle des Betriebs der Schutzschaltung (3) überschritten wird, wobei die Schwelle durch einen Abtastwiderstand (Rsense) definiert ist.
  6. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator (15) in dem Paar (I5, I6) viel kleiner als der andere ist.
  7. Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Generatoren (I5, I6) jeweils mit einem entsprechenden MOS-Transistor in Reihe verbunden sind.
  8. Schalttyp des Spannungsreglers, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Treiberschaltung, wie im Anspruch 1 beansprucht, aufweist.
DE69915293T 1999-10-22 1999-10-22 Treiberschaltung für P-Kanal MOS-Schalter Expired - Lifetime DE69915293T2 (de)

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