[发明专利]用于驱动共源共栅开关的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及以下共同未决和共同转让的美国专利申请：序列号________、于________提交、名称为“System and Method for Driving a Switch”以及序列号为________、于________提交、名称为“System and Method for Bootstrapping a Switch Driver”，通过引用将这些申请完全结合于此。

技术领域

本发明一般涉及电子电路并且更具体地涉及一种用于驱动共源共栅（cascode）开关的系统和方法。

背景技术

电源系统在从计算机到汽车的许多电子应用中是普遍的。一般而言，通过操作加载有电感器或者变压器的开关来执行DC-DC、DC-AC和/或AC-DC转换从而生成电源系统内的电压。在一些电源系统中，在桥配置（比如半桥、全桥或者多相桥）中布置开关组合。当电源生成很高电压时，使用具有高击穿电压和低接通电阻两者的开关（比如结场效应晶体管（JFET）器件）是有益的。JFET的高击穿电压即使在输出电压为数百或者甚至超过一千伏特时仍然允许可靠操作。JFET器件的低接通电阻允许电源系统的高效操作。

JFET器件具有它们为自导通或者“常通器件”的性质，这意味着器件在JFET的栅极-源极电压处于约零伏特时导电。这样的性质带来难点，因为开关晶体管在电源系统被完全偏置之前表现为短路，由此引起在电源启动时生成高电流。在用于电源切换的一些高效率JFET器件中，这一夹断电压可能约为负15伏特。因此，在电源在JFET可以被完全关断时开始完全操作之前生成这一负电压。

在一些电源中，通过使用变压器在启动时形成偏置电压。然而变压器的使用是昂贵的。在其它电源中，通过使用自举技术在启动时形成电压，其中电源电路内的切换节点的能量用来对为切换晶体管提供本地电源的电容器进行充电。然而当使用JFET时，难以应用这样的自举技术。例如当电源系统的内部电源电压在启动时为低时，JFET开关可能未操作，因为尚未形成为了允许JFET接通和关断而需要的电压。如果JFET开关未操作，则不能生成为了使开关操作而需要的内部电源电压。

发明内容

根据实施例，一种驱动开关的方法包括：感测第一开关的控制节点；感测第二开关的控制节点；并且在第二开关的控制节点转变成第二活动状态之后将第一开关的控制节点驱动成第一活动状态。该方法也包括在第一开关的控制节点转变成第一不活动状态之后将第二开关的控制节点驱动成第二不活动状态。驱动第一开关的控制节点是基于感测第二开关的控制节点，而驱动第二开关的控制节点是基于感测第一开关的控制节点。

前文已相当广泛地概括本发明实施例的特征以便可以更好地理解下文的本发明的详细描述。在下文中将描述本发明实施例的附加特征和优点，这些特征和优点形成本发明的权利要求的主题。本领域技术人员应当明白，可以容易利用公开的概念和具体实施例作为用于修改或者设计用于实现本发明相同目的的其它结构或者过程的基础。本领域技术人员也应当认识到这样的等效构造并未脱离如在所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在将参照结合附图进行的下文描述，在所述附图中：

图1a-1b图示了根据本发明实施例的电源系统；

图2图示了实施例开关驱动器系统。

图3a-3c图示了实施例驱动器的示意图；

图4a-4c图示了实施例开关控制电路的时序图和示意图；

图5图示了另外实施例开关驱动器系统；

图6图示了实施例驱动器电路；

图7a-7b图示了使用实施例驱动器电路的实施例电源系统；并且

图8图示了实施例驱动器电路的实施例波形图。

除非另有指明，不同图中的对应标号和符号一般指代对应部分。绘制各图以清楚地图示实施例的相关方面而未必按比例绘制各图。

具体实施方式

下面详细讨论各种实施例的实现和使用。然而应当明白，本发明提供可以在广泛各种具体背景中具体化的许多适用发明概念。讨论的具体实施例仅说明用于实现和使用本发明的具体方式并且未限制本发明的范围。

将在具体背景（即在开关模式电源系统中的开关驱动器）中关于各种实施例描述本发明。本发明的实施例也可以应用于其它电子应用（比如太阳逆变器、电信、服务器和不间断电源）中的开关驱动器。