带有稳定自举电源的集成电路驱动器 【技术领域】
本发明涉及集成电路驱动器,该驱动器用一自举电源来驱动高压开关的闸门,更具体地说,涉及一种为高压开关的闸门提供稳定自举电压的方法和装置。
背景技术
常规的集成电路驱动器在一个“推拉输出电路”式(半桥式)布图中使用两个功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开关。MOSFET开关是典型的N沟道金属—氧化物半导体器件(NMOS)的开关,并且是串联连接的。驱动功率MOSFET开关使其轮流导通。其中一个MOSFET开关标示为高压开关,另一个MOSFET开关标示为低压开关。在一种应用中,通过交替地选择性转换电源MOSFET开关,可以用交流电驱动一负载。在这种情况下,直流电到交流电的转换器就形成了。同样的,根据一输入信号(比如一声信号)来控制开关,可以形成一D级的音频放大器。而且,用一稳定的直流参考电源作为输入信号的同样的半桥布图可以用于产生一直流电源……
高压开关的闸门由一自举电源驱动。这样是为了允许使用一NMOS开关,该开关具有相同区域中的一P沟道金属氧化物半导体(PMOS)开关的大约一半的导通阻抗。自举电容用于提高高压开关闸门的有效电压。图1是一现有技术的简化示意图,示出了与一自举电容连用以驱动一负载地一集成电路(IC)驱动器。IC驱动器为驱动一负载提供电流。一自举电容Cb一端连接到IC驱动器的输出端,其另一端设置为回到IC驱动器以驱动高压开关的闸门。
图2中示出了图1中的IC驱动器的较详细示意图。如图2所示,IC驱动器101包含高压开关107和低压开关109。高压开关107由门驱动和故障电路111驱动。同样地,低压109开关由门驱动和故障电路113驱动。门驱动和故障电路111和113有效控制高、低压开关107和109的转换。另外,门驱动和故障电路111和113包括故障检测电路和一自举电源监视器。这些附加的功能通常是需要的,用于检测开关是否有故障情形或者自举电源对于IC是否足以正常运转。
门驱动和故障电路111和113的精确布局是可以变化的,但通常布局和操作是现有技术中公知的。注意用于控制低压开关109的门驱动和故障电路113用一第一电源电压Vsp1来运行,低压开关109不需要自举电源。与此相反,控制高压开关107的门驱动和故障电路111与自举电容103相连接。
IC驱动器101的输出端从高压开关107和低压开关109的相连的节点接出,用物理术语来说,输出节点是集成电路上的导通片,在图2中标示为SWpad115。然后将集成电路芯片放入一组件,在该组件内导通片SWpad115与一组件引脚SWpin117相连接。导通片115和组件引脚117之间的连接一般通过一由金、铜或者其它高导通材料制成的连接导线实现。
然而,在导通片115和组件引脚117之间的连接导线包括一定数量的寄生电感Lp1和寄生电阻Rp1。当电流通过引脚117供给负载105时,在寄生电感Lp1和寄生电阻Rp1上总是会有一些电压损耗。
电压下降量是很重要的,因为通过导通片Swpad和引脚Swpin之间的连接导线的电压从自举电压直接并且瞬时地下降。由于连接导线中的电流值很大,而且变化率很高,所以压降是很大的,大约2伏特或者更多。这种内部自举电源电压的突然下降会对在内部自举电源下运行的信号处理产生负面的影响,比如自举电源监视器和故障检测电路。
因此,不希望有如图2中所示的含有一个含糊的和有干扰的自举电源的布图。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种带有一稳定的自举电源电压的集成电路驱动器。
本发明的集成电路驱动器包含一高压晶体管;一低压晶体管,其与所述高压晶体管串联,所述高压晶体管的源极连接该低压晶体管的漏极,该高压晶体管的源极和低压晶体管的漏极形成一输出节点;一自举接触片,与所述输出节点相连接;一自举电容,具有一与所述自举接触片相连接的第一端;一高压门驱动,其选择性地控制所述高压晶体管,该高压门驱动具有一来自所述自举电容第二端的信号,作为一输入端;一低压门驱动,其选择性地控制所述低压晶体管;及一输出接触片,与所述输出节点相连接,该输出接触片提供一输出信号给负载。
设置了一专用的自举引脚和导通片的IC驱动器即使在传递大功率时,也能够提供一个稳定的自举电源,从而有效地消除了电源电压的下降所产生的负面影响。
【附图说明】
图1是驱动一负载的一自举电容和一集成电路驱动器的示意图。
图2是图1中的集成电路驱动器的详尽示意图。
图3是本发明一种实施例的电路示意图。
图4是安装在一集成电路块上的集成电路芯片的示意图。
【具体实施方式】
本发明是一具有一“安静的”自举电源的集成电路驱动器,该集成电路驱动器有一输出引脚和一输出导通片,专用于自举电容,从而维持一个稳定的自举电源电压。下面的描述中,举出了一些具体的详细资料,比如电路元件的样本值,以使大家对本发明的具体实施例有一个完整的理解。本领域的技术人员会知道,没有这些详细资料,或者用其它的方法、元件、材料等,本发明也可以实现。换句话说,对公知的结构、材料或操作不再进行详细描述,以免掩盖了本发明的特点。
本说明书中所提到的“一个实施例”是指所描述的关于实施例的具体的特征或结构至少包含在本发明的一个实施例中。所以,在本说明书中不同地方出现的“一个实施例”并不是特指某一实施例。而且,具体的特征或结构可以以适当的方式在一个或多个实施例中进行结合。本技术领域中的技术人员会知道,没有这些详细资料,或者用其它的方法、元件、材料等,本发明也可以实现。换句话说,对公知的结构、材料或操作不再进行详细描述,以免掩盖了本
发明的特点。
图3示出了本发明的一个实施例。如图,除了将一附加导通片SW2pad303也连接到位于高压开关107和低压开关109之间的输出节点上,图3与现有技术的IC驱动器101实质上是类似的。另外,第二输出引脚305从IC驱动器301引出。自举电容103连接第二导通片303和第二组件引脚305,不会受流经第一组件引脚117至负载的电流所引起的电压下降的影响。
请注意,由高压开关107和低压开关109所提供的所有电流基本都通过组件引脚117流入了负载105。或许有极少的电流流过第二组件引脚305,从而消除寄生电阻的压降和连接第二组件引脚305和第二导通片303的导线的电感。这样,由自举电容103提供的自举电源电压保持了它的电压值,并且噪音减小。
本发明的IC驱动器301包含一附加的组件引脚305,该引脚直接与自举电容103相连接。在另一种实施例中,第二组件引脚305有一直接与导通片115相连接的连接导线,该导通片115与第一组件引脚117的相同。这样就省却了第二导通片303的设置。在一个实施例中,IC驱动器301可以用于驱动例如一冷阴极荧光灯。然而,典型地,灯是通过一变压器的复卷绕组连接的,该变压器的初级绕组连接于IC驱动器的输出端。
图4进一步示出了本发明的布置。在图4中,一集成电路组件401用于安装一集成电路芯片403。该IC芯片403包括各种电路,比如低压开关、高压开关、门驱动和故障电路。另外,IC芯片403还包括一输出接触片409,一自举接触片407(在图3中示为一第二导通片SW2pad 303),一高压门驱动输入片421和各种其它接触片405和411。
所述输出接触片409通过一输出连接导线417与IC组件401的输出引脚413相连接。该输出连接导线417固接于输出引脚413和输出接触片409之间。自举接触片407通过一自举连接导线419连接于IC组件401的自举引脚415上。自举连接导线419固接于自举引脚415和自举接触片407之间。
自举电容Cb通过另一组件引脚和高压门驱动输入片421连接于自举引脚415和IC403的门驱动电路之间。最后,负载连接到输出引脚413上。集成电路组件401的其它各种引脚都用于公知的结构中,如电源、接地、控制线等等。
如上所述,在另一种实施例中,输出接触片409和自举接触片407是同一组件。虽然不管向负载传导电流的哪一片做成大的,比如接触片411,但是如果同时连接Cb,则不改变尺寸。
这样,即使正在传递大功率值时,以上所述的IC驱动器能够提供一个稳定的自举电源。这是通过将自举电容与一专用的自举引脚和接触片相连接来实现的。
综上所述,虽然本发明的具体实施例在此已经公开,但是不脱离本发明的精神和范围,可以进行各种变化。