[發明專利]電平轉換電路及其電壓電平轉換方法

有效

• 申請號: 201310263267.5
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN104253608B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 蕭圣文
• 申請（專利權）人: 聯詠科技股份有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 史新宏

技術領域

本發明是有關于一種電平轉換電路及其電壓電平轉換方法，且特別是有關于一種具有自我偏壓控制的電平轉換電路及其電壓電平轉換方法。

背景技術

已知的電平轉換電路利用多級的電平轉換器，將輸入信號由正功率域(power domain)轉換為負功率域，接著，再將輸出信號輸出至下一級所需控制的電路。此處正功率域例如是正操作電壓至接地電壓的功率區間，負功率域例如是接地電壓至負操作電壓的功率區間。然而，在已知的電平轉換電路操作在正功率域轉負功率域的應用時，因為電平轉換電路內的電子元件均有操作的耐壓限制，亦即電子元件在操作時其功率域的電壓上下限的差值不得大于額定的電壓值，因此操作時必須考慮外部供應于電平轉換器所需操作電壓的數量。并且，操作電壓在開關機程序時，必須要能夠正確地輸出控制信號，以及確保沒有錯誤的電平輸出而導致被控制電路發生異常。在此例中，電平轉換電路內的電子元件若是中壓元件，其耐壓限制約為6伏特，若是高壓元件，其耐壓限制約為12伏特。

根據上述概念，已知的電平轉換電路在設計上一般可由底下兩種方式來實現。其中一種作法是在電平轉換電路內部使用中壓元件，并且加上外部電路所提供的多個外部電壓。其中該等外部電壓包括一個較高的負電壓與一個較低的負電壓。在開關機程序時，此兩負電壓的設計需有一定先后順序，以避免電平轉換器輸出錯誤的電平至其下一級電路而產生異常電流。另一種作法是額外使用高壓元件來設計電平轉換電路，但此種設計需要使用兩種元件，除了增加成本以外，還會增加制程所需的時間。

發明內容

本發明提供一種電平轉換電路，具有自我動態調整其操作電壓及輸出電壓的功能。

本發明提供一種電壓電平轉換方法，具有自我動態調整電平轉換電路的操作電壓及輸出電壓的功能。

本發明提供一種電平轉換電路，包括一第一電平移位器以及一第二電平移位器。第一電平移位器用以在一電壓轉換期間將一第一控制電壓轉換為一第二控制電壓。第一控制電壓介于一第一電壓與一第二電壓之間。第二控制電壓介于一第一中間電壓與一第二中間電壓之間。第二電平移位器耦接至第一電平移位器，用以在電壓轉換期間將第二控制電壓轉換為一第三控制電壓，以控制一下一級電路。第三控制電壓介于第一中間電壓與一第三電壓之間。第一電平移位器檢測第三電壓，并且根據一檢測結果來產生多個中間電壓。中間電壓包括第一中間電壓、第二中間電壓及一第三中間電壓。第二電平移位器根據中間電壓來產生第三控制電壓。

本發明提供一種電壓電平轉換方法，適于一電平轉換電路。電壓電平轉換方法包括如下步驟。在一電壓轉換期間將一第一控制電壓轉換為一第二控制電壓。第一控制電壓介于一第一電壓與一第二電壓之間。第二控制電壓介于一第一中間電壓與一第二中間電壓之間。在電壓轉換期間將第二控制電壓轉換為一第三控制電壓，以控制電平轉換電路的一下一級電路。第三控制電壓介于第一中間電壓與一第三電壓之間。將第二控制電壓轉換為第三控制電壓的步驟之前，電壓電平轉換方法還包括如下步驟。檢測第三電壓，并且根據一檢測結果來產生多個中間電壓。中間電壓包括第一中間電壓、第二中間電壓及一第三中間電壓。將第二控制電壓轉換為第三控制電壓的步驟是根據中間電壓來產生第三控制電壓。

在本發明一實施例中，上述的電壓轉換期間包括一第一轉換期間。在第一轉換期間，第三電壓大于或等于一臨界電平。

在本發明一實施例中，在第一轉換期間，上述的第三中間電壓實質上維持不變，而第一中間電壓實質上維持不變或響應于第三電壓逐漸上升或逐漸下降。第二中間電壓響應于第三電壓逐漸上升或逐漸下降。

在本發明一實施例中，在第一轉換期間，上述的第一中間電壓大于第二中間電壓。第二中間電壓大于第三電壓。

在本發明一實施例中，上述的電壓轉換期間包括一第二轉換期間。在第二轉換期間，第三電壓小于臨界電平并且大于一額定電壓電平。

在本發明一實施例中，在第二轉換期間，上述的第三中間電壓實質上維持不變。第一中間電壓及第二中間電壓響應于第三電壓逐漸上升或逐漸下降。

在本發明一實施例中，在第二轉換期間，上述的第三中間電壓大于第一中間電壓。第一中間電壓大于第二中間電壓。第二中間電壓大于第三電壓。

在本發明一實施例中，上述的電壓轉換期間包括一第三轉換期間。在第三轉換期間，第三電壓被轉換至一額定電壓電平。

在本發明一實施例中，在第三轉換期間，上述的第一中間電壓、第二中間電壓及第三中間電壓實質上維持不變。