[发明专利]电平转换电路及其电压电平转换方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种电平转换电路及其电压电平转换方法，且特别是有关于一种具有自我偏压控制的电平转换电路及其电压电平转换方法。

背景技术

已知的电平转换电路利用多级的电平转换器，将输入信号由正功率域(power domain)转换为负功率域，接着，再将输出信号输出至下一级所需控制的电路。此处正功率域例如是正操作电压至接地电压的功率区间，负功率域例如是接地电压至负操作电压的功率区间。然而，在已知的电平转换电路操作在正功率域转负功率域的应用时，因为电平转换电路内的电子元件均有操作的耐压限制，亦即电子元件在操作时其功率域的电压上下限的差值不得大于额定的电压值，因此操作时必须考虑外部供应于电平转换器所需操作电压的数量。并且，操作电压在开关机程序时，必须要能够正确地输出控制信号，以及确保没有错误的电平输出而导致被控制电路发生异常。在此例中，电平转换电路内的电子元件若是中压元件，其耐压限制约为6伏特，若是高压元件，其耐压限制约为12伏特。

根据上述概念，已知的电平转换电路在设计上一般可由底下两种方式来实现。其中一种作法是在电平转换电路内部使用中压元件，并且加上外部电路所提供的多个外部电压。其中该等外部电压包括一个较高的负电压与一个较低的负电压。在开关机程序时，此两负电压的设计需有一定先后顺序，以避免电平转换器输出错误的电平至其下一级电路而产生异常电流。另一种作法是额外使用高压元件来设计电平转换电路，但此种设计需要使用两种元件，除了增加成本以外，还会增加制程所需的时间。

发明内容

本发明提供一种电平转换电路，具有自我动态调整其操作电压及输出电压的功能。

本发明提供一种电压电平转换方法，具有自我动态调整电平转换电路的操作电压及输出电压的功能。

本发明提供一种电平转换电路，包括一第一电平移位器以及一第二电平移位器。第一电平移位器用以在一电压转换期间将一第一控制电压转换为一第二控制电压。第一控制电压介于一第一电压与一第二电压之间。第二控制电压介于一第一中间电压与一第二中间电压之间。第二电平移位器耦接至第一电平移位器，用以在电压转换期间将第二控制电压转换为一第三控制电压，以控制一下一级电路。第三控制电压介于第一中间电压与一第三电压之间。第一电平移位器检测第三电压，并且根据一检测结果来产生多个中间电压。中间电压包括第一中间电压、第二中间电压及一第三中间电压。第二电平移位器根据中间电压来产生第三控制电压。

本发明提供一种电压电平转换方法，适于一电平转换电路。电压电平转换方法包括如下步骤。在一电压转换期间将一第一控制电压转换为一第二控制电压。第一控制电压介于一第一电压与一第二电压之间。第二控制电压介于一第一中间电压与一第二中间电压之间。在电压转换期间将第二控制电压转换为一第三控制电压，以控制电平转换电路的一下一级电路。第三控制电压介于第一中间电压与一第三电压之间。将第二控制电压转换为第三控制电压的步骤之前，电压电平转换方法还包括如下步骤。检测第三电压，并且根据一检测结果来产生多个中间电压。中间电压包括第一中间电压、第二中间电压及一第三中间电压。将第二控制电压转换为第三控制电压的步骤是根据中间电压来产生第三控制电压。

在本发明一实施例中，上述的电压转换期间包括一第一转换期间。在第一转换期间，第三电压大于或等于一临界电平。

在本发明一实施例中，在第一转换期间，上述的第三中间电压实质上维持不变，而第一中间电压实质上维持不变或响应于第三电压逐渐上升或逐渐下降。第二中间电压响应于第三电压逐渐上升或逐渐下降。

在本发明一实施例中，在第一转换期间，上述的第一中间电压大于第二中间电压。第二中间电压大于第三电压。

在本发明一实施例中，上述的电压转换期间包括一第二转换期间。在第二转换期间，第三电压小于临界电平并且大于一额定电压电平。

在本发明一实施例中，在第二转换期间，上述的第三中间电压实质上维持不变。第一中间电压及第二中间电压响应于第三电压逐渐上升或逐渐下降。

在本发明一实施例中，在第二转换期间，上述的第三中间电压大于第一中间电压。第一中间电压大于第二中间电压。第二中间电压大于第三电压。

在本发明一实施例中，上述的电压转换期间包括一第三转换期间。在第三转换期间，第三电压被转换至一额定电压电平。

在本发明一实施例中，在第三转换期间，上述的第一中间电压、第二中间电压及第三中间电压实质上维持不变。