[发明专利]靴带电容充电电路及使用该充电电路的驱动集成电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种靴带电容(bootstrap capacitor)充电电路，及使用该 充电电路的驱动集成电路，其特别适用于高压半桥式电源供应电路中。

背景技术

半桥式电源供应电路，又称切换式电源供应电路，其基本结构的 一例可见图1，通过两功率晶体管Q1、Q2分别切换其导通状态，而将 供应电压Vcc转换成适当的电压提供给负载20。两功率晶体管Q1、 Q2的导通状态分别由驱动IC芯片10中的上下桥驱动电路11与12所 控制，其中上桥驱动电路11的操作电压范围下限为节点电压Vph，下 桥驱动电路12的操作电压范围下限为接地电压。(驱动IC芯片10中 的其它部份与本案无关，故予以省略。)

当供应电压Vcc为高压时(例如数百伏特)，上桥驱动电路11不 宜直接自供应电压Vcc获取工作电压，故通常如图所示，提供一靴带 电容C1，于下桥晶体管Q2导通时，自芯片10内部的低压供应源Vdd 经靴带二极管D1对该靴带电容C1充电，使得当下桥晶体管Q2关闭 时，节点N1的电压可到达Vph+Vdd，以供上桥驱动电路11操作所需。 靴带二极管D1的目的是在节点N1的电压高于低压供应源Vdd时，避 免节点N1的电压倒灌损害低压供应源Vdd。

在上述安排下，由于节点N1的电压可能相当高，故对靴带电容 C1的电容值、和靴带二极管D1的崩溃电压与峰值电流容量，其规格 要求都相当高，因此靴带电容C1和靴带二极管D1通常皆使用独立元 件(discrete component)来制作，而无法整合至IC芯片10之内。

在美国专利第5,373,435号案中，提及一种仿真靴带二极管D1的 电路BDE (Bootstrap Diode Emulator)，通过复杂的元件组合，达成仿真 靴带二极管D1的效果。因BDE电路相当复杂，故图2中仅示出其简 化概念；其详细电路结构请见图3。该案的目的是使用仿真靴带二极管 电路BDE，将原本必须以独立元件制作的仿真靴带二极管D1，整合至 IC芯片10之内。

然而，若详阅美国专利第5,373,435号案可知，该案所提出的BDE 电路十分复杂，不但组成元件数量繁多，且电路中同时包含MOS与双 极晶体管元件，对于集成电路芯片的整合与制作而言，并不便利。

有鉴于此，本发明即针对上述现有技术的不足，提出一种较佳的 靴带电容充电电路，其电路结构远较现有技术更为简单，可以很便利 地整合在集成电路芯片之内，且所构成的集成电路芯片可以使用MOS 制程来制作。

发明内容

本发明的第一目的在于，提出一种靴带电容充电电路，以简单的 结构，达成对靴带电容充电的功能。

本发明的第二目的在于，提出一种使用该充电电路的驱动集成电 路。

本发明的第三目的在于，提出一种使用该驱动集成电路的半桥式 电源供应电路。

为达上述目的，本发明提供一种靴带电容充电电路，用以自一供 应电压对一靴带电容充电，该充电电路包含：一耗乏型晶体管，其源 极/汲极的第一端与该供应电压电连接，栅极亦与该供应电压电连接， 源极/汲极的第二端与该靴带电容电连接。

此外，根据本发明，也提供了一种驱动集成电路，用以控制至少 一功率晶体管的导通状态，该驱动集成电路包含：一上桥驱动电路， 用以产生讯号控制第一功率晶体管的导通状态，此上桥驱动电路的第 一电压端与第一电压节点电连接，第二电压端与第二电压节点电连接； 以及一耗乏型晶体管，其源极/汲极的第一端与一供应电压电连接， 栅极亦与该供应电压电连接，源极/汲极的第二端与该第一电压节点 电连接。

根据本发明的另一内容，也提供了一种半桥式电源供应电路，用 以供应电压至负载，该半桥式电源供应电路包含：互相电连接的上桥 与下桥功率晶体管；一上桥驱动电路，用以产生讯号控制该上桥功率 晶体管的导通状态，此上桥驱动电路的第一电压端与第一电压节点电 连接，第二电压端与第二电压节点电连接；一下桥驱动电路，用以产 生讯号控制该下桥功率晶体管的导通状态；一靴带电容，电连接于该 第一电压节点和第二电压节点之间；以及一耗乏型晶体管，其源极/ 汲极的第一端与第一供应电压电连接，栅极亦与该第一供应电压电连 接，源极/汲极的第二端与该第一电压节点电连接。