一种开关电路及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子电路，更具体地说，本发明涉及电子电路中的开关电路。
【背景技术】
[0002]在包含串联相接的上拉功率开关和下拉功率开关的开关电路中，上拉功率开关和下拉功率开关通常轮流导通来将输入电压转换成所需的输出电压，给负载提供能量。通常情况下，在下拉功率开关关断后且上拉功率开关导通前，会有一个死区时间，以防止上拉功率开关和下拉功率开关在瞬间同时导通引起的开关电路的电源到地的短路。在死区时间内，上拉功率开关和下拉功率开关会同时关断。遗憾的是，在死区时间内，下拉功率开关的寄生体二极管会储存电荷，从而引起功率损耗、开关尖峰和开关振荡等问题。
【发明内容】
[0003]考虑到现有技术的一个或多个技术问题，提出了一种开关电路，包括可提供具有三级电平的下拉驱动信号的下拉驱动电路。在死区时间段，该下拉驱动信号保持下拉功率开关微导通，从而分流一部分流经下拉功率开关的体二极管的电流，减少死区时间段储存于体二极管的电荷，以减轻功率损耗、开关尖峰和振荡等问题。
[0004]根据本技术的实施例，提出了一种开关电路，包括:上拉功率开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收开关电路的输入电压，所述第二端耦接至开关节点，所述控制端接收上拉驱动信号；下拉功率开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至开关节点，所述第二端耦接参考地，所述控制端接收下拉驱动信号；以及下拉驱动电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端耦接至开关节点接收开关信号，所述第二输入端接收开关控制信号，基于开关信号和开关控制信号，所述下拉驱动电路在输出端输出下拉驱动信号；其中，所述上拉功率开关和下拉功率开关轮流导通，所述下拉驱动信号在下拉功率开关关断后且上拉功率开关导通前的死区时间内具有介于电源电压与参考地之间的中间值，用以保持下拉功率开关微导通。
[0005]在一个实施例中，所述开关电路还包括上拉驱动电路，具有输入端和输出端，所述输入端接收开关控制信号，基于开关控制信号，所述上拉驱动电路在输出端输出上拉驱动信号。
[0006]在一个实施例中，所述下拉驱动电路包括:反相器，具有电源端、接地端、输入端和输出端，所述电源端接收电源电压，所述接地端耦接至电压源接收电压值等于下拉驱动信号的中间值的电压信号，所述输入端接收开关控制信号，基于所述电源电压、电压信号和开关控制信号，所述反相器在输出端输出下拉驱动信号；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至反相器的输出端，所述第二端耦接至参考地，所述控制端接收第一控制信号；以及第一开关控制电路，具有输入端和输出端，所述输入端接收开关信号，基于所述开关信号，所述第一开关控制电路在输出端输出第一控制信号。
[0007]在一个实施例中，所述反相器包括:第二开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收电源电压，所述第二端耦接至反相器的输出端，所述控制端接收开关控制信号；以及第三开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至反相器的输出端，所述第二端接收电压值等于下拉驱动信号的中间值的电压信号，所述控制端接收开关控制信号。
[0008]在一个实施例中，所述第一开关控制电路包括:电容，具有第一端和第二端，所述第一端接收开关信号，所述第二端耦接至第一开关的控制端；以及第二电阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一开关的控制端，所述第二端接参考地。
[0009]在一个实施例中，所述电压源包括二极管、二极管连接方式的场效应管或二极管连接方式的三极管。
[0010]在一个实施例中，所述下拉驱动电路包括:第二开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收电源电压，所述第二端耦接至下拉驱动电路的输出端，所述控制端接收开关控制信号；IGBT器件，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第二开关的第二端，所述第二端接参考地，所述控制端接收开关控制信号；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至下拉驱动电路的输出端，所述第二端接参考地，所述控制端接收第一控制信号；以及第一开关控制电路，具有输入端和输出端，所述输入端接收开关信号，基于所述开关信号，所述第一开关控制电路在输出端输出第一控制信号。
[0011 ] 在一个实施例中，所述第一开关控制电路包括第四开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收开关信号，所述第二端耦接至第一开关的控制端，所述控制端接收电源电压。
[0012]在一个实施例中，所述第一开关控制电路还包括耦接在电源电压和第四开关的控制端的第一电阻。
[0013]根据本技术的实施例，还提出了一种开关电路的驱动方法，所述开关电路包括上拉功率开关和具有寄生体二极管的下拉功率开关，所述体二极管与下拉功率开关并联，包括:轮流导通上拉功率开关和下拉功率开关，以将输入电压转换成输出电压；在下拉功率开关关断后及上拉功率开关导通前加入死区时间；在死区时间内保持下拉功率开关微导通；以及在死区时间后关断下拉功率开关并且开启上拉功率开关。
[0014]根据本技术的实施例，还提出了一种开关电路，包括上拉功率开关和下拉功率开关，所述下拉功率开关具有与其并联的寄生体二极管，所述开关电路包括:下拉驱动电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端耦接至上拉功率开关和下拉功率开关的连接点接收开关信号，所述第二输入端接收开关控制信号，基于开关信号和开关控制信号，所述下拉驱动电路在输出端输出下拉驱动信号以控制下拉功率开关；其中，所述上拉功率开关和下拉功率开关轮流导通，所述下拉驱动信号在下拉功率开关关断后且上拉功率开关导通前的死区时间内具有介于开关电路的电源电压与参考地之间的中间值，用以保持下拉功率开关微导通。
[0015]在一个实施例中，所述开关电路还包括上拉驱动电路，具有输入端和输出端，所述输入端接收开关控制信号，基于开关控制信号，所述上拉驱动电路在输出端输出上拉驱动信号。
[0016]在一个实施例中，所述下拉驱动电路包括:反相器，具有电源端、接地端、输入端和输出端，所述电源端接收电源电压，所述接地端耦接至电压源接收电压值等于下拉驱动信号的中间值的电压信号，所述输入端接收开关控制信号，基于所述电源电压、电压信号和开关控制信号，所述反相器在输出端输出下拉驱动信号；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至反相器的输出端，所述第二端耦接至参考地，所述控制端接收第一控制信号；以及第一开关控制电路，具有输入端和输出端，所述输入端接收开关信号，基于所述开关信号，所述第一开关控制电路在输出端输出第一控制信号。
[0017]在一个实施例中，所述反相器包括:第二开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收电源电压，所述第二端耦接至反相器的输出端，所述控制端接收开关控制信号；以及第三开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至反相器的输出端，所述第二端接收电压值等于下拉驱动信号的中间值的电压信号，所述控制端接收开关控制信号。
[0018]在一个实施例中，所述第一开关控制电路包括:电容，具有第一端和第二端，所述第一端接收开关信号，所述第二端耦接至第一开关的控制端；以及第二电阻，具有第一端和第二端，所述第一端耦接至第一开关的控制端，所述第二端接参考地。
[0019]在一个实施例中，所述电压源包括二极管、二极管连接方式的金属氧化物半导体场效应管或二极管连接方式的三极管。
[0020]在一个实施例中，所述下拉驱动电路包括:第二开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收电源电压，所述第二端耦接至下拉驱动电路的输出端，所述控制端接收开关控制信号；IGBT器件，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至第二开关的第二端，所述第二端接参考地，所述控制端接收开关控制信号；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端耦接至下拉驱动电路的输出端，所述第二端接参考地，所述控制端接收第一控制信号；以及第一开关控制电路，具有输入端和输出端，所述输入端接收开关信号，基于所述开关信号，所述第一开关控制电路在输出端输出第一控制信号。
[0021]在一个实施例中，所述第一开关控制电路包括第四开关，具有第一端、第二端和控制端，所述第一端接收开关信号，所述第二端耦接至第一开关的控制端，所述控制端接收电源电压。
[0022]在一个实施例中，所述第一开关控制电路还包括耦接在电源电压和第四开关的控制端的第一电阻。
【附图说明】
[0023]为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明进行详细描述:
[0024]图1不出了现有的开关电路10的电路结构不意图；
[0025]图2不出了图1中开关电路10的上拉功率开关Ml和下拉功率开关M2均为N型金属氧化物半导体场效应管时的部分信号波形；
[0026]图3示出了根据本发明一实施例的开关电路30的结构示意图；
[0027]图4示出了图3中开关电路30的上拉功率开关Ml和下拉功率开关M2均为N型金属氧化物半导体场效应管时的部分信号波形；<