[發(fā)明專利]運行時期間電源開關(guān)的柵極到源極監(jiān)測

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211136554.5
• 申請日: 2022-09-19
• 公開（公告）號: CN115842540A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·穆爾塔扎;M·扎諾斯;P·斯坦普林格
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;H02M1/088;H02P25/16
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 李興斌

本公開的各實施例總體上涉及運行時期間電源開關(guān)的柵極到源極監(jiān)測。一種驅(qū)動器電路可以被配置為控制電源開關(guān)。驅(qū)動器電路可以包括：被配置為向電源開關(guān)的柵極遞送信號以控制電源開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)的輸出引腳；以及被配置為在電源開關(guān)接通時將電源開關(guān)的柵源電壓與第一閾值進(jìn)行比較并且在電源開關(guān)斷開時將電源開關(guān)的柵源電壓與第二閾值進(jìn)行比較的比較器。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及電源開關(guān)，并且更具體地涉及用于監(jiān)測電源開關(guān)電路的操作的技術(shù)和電路。

背景技術(shù)

場效應(yīng)晶體管(FET)通常用作電源開關(guān)以控制向負(fù)載的功率遞送。FET的示例可以包括但不限于結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)、金屬氧化物半導(dǎo)體FET(MOSFET)、雙柵極MOSFET、任何其他類型的FET或其任何組合。MOSFET的示例可以包括但不限于PMOS、NMOS、DMOS或任何其他類型的MOSFET或其任何組合。MOSFET可以由硅、氮化鎵、碳化硅或其他材料形成。

電源開關(guān)通常由驅(qū)動器電路經(jīng)由調(diào)制控制信號控制，諸如脈沖寬度調(diào)制(PWM)、脈沖頻率調(diào)制(PFM)、脈沖寬度調(diào)制、脈沖密度調(diào)制或其他類型的調(diào)制控制信號。調(diào)制控制信號可以施加到電源開關(guān)的柵極，以控制電源開關(guān)的接通/斷開切換，并且從而控制通過電源開關(guān)遞送到負(fù)載的平均電量。電源開關(guān)的接通/斷開切換有效地將其功率遞送分成離散部分。饋入負(fù)載的電壓和/或電流的平均值可以通過以較快速率接通和斷開開關(guān)來控制。與斷開時段相比，開關(guān)接通的時間越長，提供給負(fù)載的總功率就越高。

在很多應(yīng)用中，兩個不同電源開關(guān)被配置為高側(cè)和低側(cè)配置，并且兩個電源開關(guān)的接通斷開切換是同步的，以便向位于高側(cè)和低側(cè)開關(guān)之間的開關(guān)節(jié)點遞送期望功率。此外，在一些系統(tǒng)中，不同組的高側(cè)和低側(cè)開關(guān)可以用于控制多相電動機(jī)的不同相位。

通常需要監(jiān)測電源開關(guān)的操作以提高安全性并且標(biāo)識潛在故障情況。

發(fā)明內(nèi)容

總體上，本公開描述了由驅(qū)動器電路或系統(tǒng)在控制電源開關(guān)時和在操作期間監(jiān)測電源開關(guān)時應(yīng)用的電路和技術(shù)。該電路和技術(shù)可以通過針對電源開關(guān)使用單個比較器來促進(jìn)電源開關(guān)的柵極到源極監(jiān)測，以便監(jiān)測接通斷開轉(zhuǎn)變并且在電源開關(guān)的操作期間單獨監(jiān)測電源開關(guān)的斷開接通轉(zhuǎn)變。比較器可以被配置為在電源開關(guān)接通時將電源開關(guān)的柵源電壓與第一閾值進(jìn)行比較，并且在電源開關(guān)斷開時將電源開關(guān)的柵源電壓與第二閾值進(jìn)行比較。比較器可以基于來自控制單元的一個或多個控制信號而配置有第一閾值或第二閾值。此外，在一些示例中，比較器可以被配置為在電源開關(guān)接通時具有第一極性并且被配置為在電源開關(guān)斷開時具有第二極性，其中第一極性不同于第二極性。電源開關(guān)可以包括半橋電路的高側(cè)電源開關(guān)或低側(cè)電源開關(guān)。在半橋電路的一些示例中，第一比較器可以與高側(cè)電源開關(guān)一起使用，而第二比較器可以與低側(cè)電源開關(guān)一起使用，以便針對根據(jù)本公開的高側(cè)電源開關(guān)和低側(cè)電源開關(guān)兩者執(zhí)行柵極到源極監(jiān)測。

在一個示例中，本公開描述了一種被配置為控制電源開關(guān)的驅(qū)動器電路，該驅(qū)動器電路包括：輸出引腳，被配置為向電源開關(guān)的柵極遞送信號以控制電源開關(guān)的接通/斷開狀態(tài)；以及比較器，被配置為在電源開關(guān)接通時將電源開關(guān)的柵源電壓與第一閾值進(jìn)行比較并且在電源開關(guān)斷開時將電源開關(guān)的柵源電壓與第二閾值進(jìn)行比較。比較器可以基于來自控制單元的一個或多個控制信號配置有第一閾值或第二閾值。在一些示例中，比較器被配置為在電源開關(guān)接通時具有第一極性并且被配置為在電源開關(guān)斷開時具有第二極性，其中第一極性不同于第二極性。