[發明專利]信號準位移轉電路及直流轉直流降壓轉換控制電路

在審

• 申請號: 201310561010.8
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN104638882A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 李立民;邵超;甘泉;蔡元
• 申請（專利權）人: 登豐微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02M3/155
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明是關于一種信號準位移轉電路及直流轉直流降壓轉換控制電路，尤指一種具輕載節能的信號準位移轉電路及直流轉直流降壓轉換控制電路。

背景技術

在傳統的直流轉直流降壓轉換電路，若上臂晶體管使用N型金氧半場效晶體管，一般而言需使用信號準位移轉電路（Level?Shift?Circuit）來進行信號準位的調整，以正確地控制上臂晶體管的導通與關斷。然而，傳統的電流型信號準位移轉電路會有功耗大，且產生漏電通路，并不利于輕負載下應用。傳統的脈沖型信號準位移轉電路雖然沒有漏電通路及無功耗大的問題，但是由于是通過晶體管的寄生電容來維持輸出信號的準位。當信號準位移轉電路的參考準位有抖動時，容易造成信號準位移轉電路的輸出信號的邏輯狀態改變。因此，脈沖型信號準位移轉電路的抗干擾能力很差。

圖1為傳統的電流型信號準位移轉電路的電路示意圖。一第一邏輯低電位VS1和一第一邏輯高電位VP1為第一組電源信號的兩個邏輯準位。一第二邏輯低電位VS2和一第二邏輯高電位VP2為另外一組電源信號的兩個邏輯準位。信號準位移轉電路的作用為將高邏輯準位、低邏輯準位分別為第一邏輯高電位VP1和第一邏輯低電位VS1的信號準位轉換為高邏輯準位、低邏輯準位分別為第二邏輯高電位VP2和第二邏輯低電位VS2的信號輸出。

當一第一輸入信號S位于第一邏輯高電位VP1而一第二輸入信號R位于第一邏輯低電位VS1時，一晶體管MN4導通而一晶體管MN5關斷。此時，一電流源Ib的電流經晶體管MN1和MN2的鏡像復制，而使電流流經晶體管MP1、MN4和MN2。一晶體管MP2同時也鏡像晶體管MP1的電流，而將一第一輸出信號Q的一電位拉高至第二邏輯高電位VP2。另外，由于晶體管MN5關斷而無電流，晶體管MP4和MP3也因無電流而關斷。由于，第一輸出信號Q的電位位于第二邏輯高電位VP2而導通一晶體管MN7，而將一第二輸出信號QN的一電位拉低至第二邏輯低電位VS2。同樣地，當第一輸入信號S位于第一邏輯低電位VS1而第二輸入信號R位于第一邏輯高電位VP1時，第一輸出信號Q的電位位于第二邏輯低電位VS2而第二輸出信號QN的電位位于第二邏輯高電位VP2。經過上述的準位轉換，而使第一輸入信號S及第二輸入信號R的第一邏輯高電位VP1及第一邏輯低電位VS1，轉換成為第一輸出信號Q及第二輸出信號QN的第二邏輯高電位VP2及第二邏輯低電位VS2。

為了保證信號準位轉換的速度，當第一輸入信號S為一高準位而第二輸入信號R為一低準位時，從第二邏輯高電位VP2經晶體管MP1、MN4和MN2流到第一邏輯低電位VS1的電流會設計的較大。同樣地，當第一輸入信號S為一低準位而第二輸入信號R為一高準位時，從第二邏輯高電位VP2經晶體管MP4、MN5和MN3流到第一邏輯低電位VS1的電流也設計的較大。這樣的電路設計，可確保電流型信號準位移轉電路的信號準位轉換速度，然而相對地功耗也較高。尤其在直流轉直流降壓轉換電路操作于輕載下，例如：二極管仿真模式（DEM，Diode?Emulation?Mode），電流型信號準位移轉電路持續的流經大電流不利于節能，而且在第二邏輯高電位VP2由額外的升壓電路提供而非獨立的電壓源下，也可能導致第二邏輯高電位VP2的降低。

請參見圖2，為傳統的改良式電流型信號準位移轉電路的電路示意圖。相對于圖1，改良式電流型信號準位移轉電路增加了晶體管MN8和MN9。晶體管MN8和MN9的主要作用在于擋壓，其柵極耦接第一邏輯高電位VP1，這樣可以確保晶體管MN8和MN9的源極，即晶體管MN4和MN5的漏極的電位被箝制在第一邏輯高電位VP1的下。這樣的電路設計下，晶體管MN4和MN5均可以為低壓晶體管，而有利于提高晶體管MN4和MN5的切換速度。然而，大功耗的問題仍是存在。