[发明专利]切换装置、讯号产生装置以及驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动系统及其切换装置，特别是涉及一种提供自启式电压以驱动上臂开关的驱动系统及其切换装置。

背景技术

现有的集成电路驱动系统，通常具有一N型场效应晶体管(NMOSFET)和一P型场效应晶体管(PMOSFET)，两者彼此串接且交替地被启动，作为整流开关。其中，P型场效应晶体管被称为一上臂开关，N型场效应晶体管被称为一下臂开关，藉由交替启动上、下臂开关，以提供一交流电流至一负载，例如直流/交流转换器，或是其它现有的转换器。由于上、下臂开关装置所需要的启动电压电平不同，因此通常会使用一切换装置以提供启动电压来驱动上臂开关，使整流开关正常运作。

请参阅图1a，为现有切换装置用来切换一开关装置的输出状态。如图所示，切换装置10依据控制讯号OUTB的电平，来驱动上臂开关121，而下臂开关122依据控制讯号OUTA来驱动，即可使开关装置12可正常运作，以产生输出讯号S_OUT。切换装置10包括多个电阻101～102、一齐纳(zener)二极管104以及一电容105。开关装置12包括一上臂开关121及一下臂开关122，其中上臂开关为一P型场效应晶体管，而下臂开关为一N型场效应晶体管。

请共同参阅图1b所示，为控制讯号OUTA及OUTB的时序图。如图标，在期间P₁时，控制讯号OUTA及OUTB均为高电平，故下臂开关122导通，而上臂开关121不导通，因此，输出讯号S_OUT为低电平。

此外，为了避免上、下臂开关121及122同时导通而造成短路，通常会设定一死区时间(dead time)如期间P₂及P₄，在死区时间内控制讯号OUTA为低电平，而控制讯号OUTB为高电平，使上、下臂开关121及122均不导通，以避免上、下臂开关121及122同时导通而烧毁。

在期间P₃时，控制讯号OUTA及OUTB均为低电平，故上臂开关121导通，而下臂开关122不导通，因此，输出讯号S_OUT为高电平。

然而，由于工艺因素的影响，将使得P型晶体管在导通时的阻抗往往较N型晶体管高，故P型晶体管的效率及温度特性较N型晶体管差。因此，现有的开关装置12中的上臂开关121的特性比下臂开关122差，所以如何提供一种切换装置，以驱动N型场效应晶体管组成的开关装置，乃为现今重要的课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明主要目的是提供一种驱动装置及其切换装置，可稳定驱动开关装置。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种切换装置，用以切换一开关装置的输出状态。开关装置具有一上臂开关及一下臂开关。本发明的切换装置包括，一电源、一整流组件、一驱动单元以及一控制单元。整流组件耦接电源。驱动单元具有一图腾电路及一储能组件。图腾电路耦接上臂开关。储能组件与整流组件相耦接。控制单元依据一控制讯号，而控制电源的电力通过整流组件送至驱动单元。当驱动单元接收电源后，则图腾电路驱动上臂开关，以切换开关装置的输出状态。

本发明还提供一种切换装置，用以切换一开关装置的输出状态。开关装置具有一上臂开关及一下臂开关。上/下臂开关各为一NMOS晶体管。本发明的切换装置包括，一电源、一驱动单元以及一控制单元。驱动单元耦接电源与上臂开关。控制单元耦接驱动单元，并依据一控制讯号，控制电源的电力传送至驱动单元。当驱动单元接收电源后，则驱动上臂开关，以切换开关装置的输出状态。

本发明提供一种讯号产生装置，包括一切换装置以及一开关装置。开关装置具有一上臂开关及一下臂开关。上臂开关依据一驱动讯号动作，而产生一输出讯号。切换装置具有一电源、一整流组件、一驱动单元及一控制单元。整流组件耦接电源。驱动单元具有图腾电路及储能组件。图腾电路耦接上臂开关。储能组件与整流组件相耦接。控制单元依据一控制讯号，控制电源的电力通过整流组件传送至驱动单元。当驱动单元接收电源后，则图腾电路输出驱动讯号。

本发明还提供一种讯号产生装置，包括一切换装置以及一开关装置。切换装置具有一电源、一驱动单元及一控制单元。驱动单元耦接电源。控制单元依据一控制讯号，控制电源的电力传送至驱动单元。当驱动单元接收电源后，输出一驱动讯号。开关装置具有一上臂开关及一下臂开关。上/下臂开关各为一NMOS晶体管。上臂开关依据驱动讯号动作，而产生一输出讯号。