[发明专利]低侧逻辑与高侧逻辑之间的高速电平转换器

说明书

背景技术

漏极扩展MOSFET（DEMOS）装置设计成适应相对高的供给电压，这允许以能够与电池直接相连的标准数字CMOS工艺来构建电路。这种电路能够通过连接于电池的高侧开关向负载提供电流。高侧开关由高侧数字逻辑驱动，该高侧数字逻辑具有等于电池电压的高侧高电平（例如，高侧供给电压）和等于电池电压减去数字内核供给电压的高侧低电平（例如，高侧“地”电压）。

为了在具有第一电压电势的电路（例如，数字内核）的低侧数字逻辑与具有大于第一电压电势的第二电压电势的电路的高侧数字逻辑之间传送信号（并且反之亦然），使用了电平转换器电路。例如，电平转换器电路经常在高侧驱动器电路（HSD）中使用以提供足够的栅极-源极电压来驱动高侧开关。

图1示出了高压栅极驱动器电路100的框图，该高压栅极驱动器电路100具有配置成将差分信号从低侧（V_in1和V_in2）转变到高侧（V_out1，V_out2）的电平转换器电路102。高压栅极驱动器电路100包括连接于高侧开关108（例如，具有连接于电池电压的源极和连接于节点的漏极的功率场效应晶体管）的栅极的高侧驱动器104和连接于低侧开关110（例如，具有连接于节点的源极和接地端子的功率场效应晶体管）的栅极的低侧驱动器106。

如果高侧开关108是PDEMOS装置，那么需要以比源极处的电势减去阈值电压小的电压来接通装置（例如，与低侧开关110相比，在低侧开关110中，源极接地，使得大于阈值电压的电压使装置接通）。因此，电平转换器电路102配置成将低侧信号（V_in1，V_in2）转变成高侧信号（V_out1，V_out2），从而具有足够的栅极-源极电压来驱动高侧开关110。

附图说明

图1示出了高压栅极驱动器电路的框图，高压栅极驱动器电路具有配置成将差分信号从低侧转变到高侧的电平转换器电路。

图2示出了配置成将信号从一个逻辑侧转变到另一个逻辑侧的电平转换器电路的第一实施例的框图。

图3示出了配置成将信号从一个逻辑侧转变到另一个逻辑侧的电平转换器电路的更详细的实施例的框图。

图4a示出了配置成将信号从低侧逻辑转变到高侧逻辑的电平转换器电路的实施例的示意图。

图4b示出了对应于图4a的电平转换器电路的信号图。

图5示出了配置成将信号从低侧逻辑转变到高侧逻辑的电平转换器电路的替代性实施例的示意图。

图6示出了配置成将信号从低侧逻辑转变到高侧逻辑的电平转换器电路的另一个替代性实施例的示意图。

图7示出了配置成将信号从高侧逻辑转变到低侧逻辑的电平转换器电路的实施例的示意图。

图8示出了用于将信号从一个逻辑侧转变到另一个逻辑侧的更详细的示例性方法的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图描述本发明，其中在通篇中使用相同的附图标记来指代相同的元件，并且其中图示的结构和装置并不一定是按比例绘制的。

本公开的一些方面提供了具有可开关电流镜的电平转换器电路，所述可开关电流镜能够以互补的方式被选择性地开启（即，接通）和关闭（即，关断），以将第一逻辑侧的差分输入信号转变成第二逻辑侧的互补差分输出信号（例如，将在高侧接收的差分输入信号转变到低侧或者将在低侧接收的差分输入信号转变到高侧）。锁存器连接在可开关电流镜生成的差分输出信号之间。锁存器配置成接收来自开启的电流镜的转变的差分输出信号并且将另一个差分输出信号驱动到互补值。锁存器还配置成提供转变的差分输出信号给关闭（例如，关断）开启的可开关电流镜的一个或多个开关元件。锁存器存储输出信号，使得电流镜保持关闭，直至新的输入信号被提供给电平转换器电路，从而允许电平转换器的静态功耗减少。

图2示出了电平转换器电路200的第一实施例的框图，电平转换器电路200配置成将差分输入信号V_{L1_in1}和V_{L1_in2}从一个逻辑侧转变到另一个逻辑侧。