[发明专利]过电压保护电路、过电压保护方法以及栅极驱动集成电路

说明书

本发明提供一种过电压保护电路、过电压保护方法以及栅极驱动集成电路。过电压保护方法用于过电压保护电路。过电压保护电路耦接第一开关。第一开关具有控制端。过电压保护方法包括以下步骤：比较第一电压预设值与工作电压来产生第一致能信号；以及当第一致能信号产生时，比较第一开关的控制端的电压与参考电压，以决定过电压保护电路是否执行过电压保护操作，从而可避免因高电压应力而损坏负载。

技术领域

本发明是有关于一种过电压保护技术，尤指一种过电压保护电路、过电压保护方法以及栅极驱动集成电路。

背景技术

图1为现有的电源转换电路的应用示意图。电源转换电路100包括栅极驱动电路110以及输出级120。栅极驱动电路110根据脉宽调制信号PWM来对输出级120的第一开关Q1与第二开关Q2进行切换操作，使得输入电压VIN转换成输出电压VOUT，并且供应给负载130。

负载130为中央处理单元或绘图处理单元，且其电源来源为输出电压VOUT。假设电源转换电路100不具有对输出级120的过电压保护电路，输入电压VIN为5伏特或12伏特，且在开机前第一开关Q1已经损坏。本实施例中的电源转换电路100为降压型电源转换电路。通常损坏的第一开关Q1会呈现短路(short circuit)。当电源转换电路100开机时，损坏的第一开关Q1会造成输入电压VIN直接成为输出电压VOUT，也就是输出电压VOUT等于输入电压VIN。负载(中央处理单元或绘图处理单元)130的操作电压电平约为1～1.5伏特的低电压。当输出电压VOUT为5伏特或12伏特，相对于低电压(1～1.5伏特)则输出电压VOUT为高电压。因此负载会因高电压应力而损坏。由此可见，电源转换电路100需要一种过电压保护电路来避免发生上述高电压应力。

发明内容

本发明提出一种过电压保护电路、过电压保护方法以及栅极驱动集成电路，用来解决先前技术所述的问题。

本发明提出一种过电压保护电路。过电压保护电路耦接第一开关，第一开关具有控制端。过电压保护电路包括第一比较器以及第二比较器。第一比较器接收工作电压，以比较第一电压预设值与工作电压来产生第一致能信号。第二比较器耦接第一开关的控制端，当第一致能信号产生时，第二比较器比较第一开关的控制端的电压与参考电压，以决定是否执行过电压保护操作。

在本发明的一实施例中，过电压保护电路还耦接第二开关。第二开关耦接第一开关。过电压保护电路还包括耦接第二比较器的控制单元。当第一开关的控制端的电压高于参考电压时，第二比较器提供控制信号，使得控制单元控制第二开关导通。

在本发明的一实施例中，过电压保护电路还包括第三比较器。第三比较器比较工作电压与第二电压预设值，其中第二电压预设值高于第一电压预设值，当工作电压高于第二电压预设值时，第三比较器提供第二致能信号，以进入正常操作模式。

在本发明的一实施例中，当工作电压为5伏特时，第一电压预设值介于1.5至1.6伏特，第二电压预设值介于3.9至4.2伏特。

在本发明的一实施例中，当工作电压为12伏特时，第一电压预设值介于1.5至1.6伏特，第二电压预设值介于6.8至7.5伏特。

本发明再提出一种过电压保护方法，用于过电压保护电路。过电压保护电路耦接第一开关，第一开关具有控制端。过电压保护方法包括以下步骤：比较第一电压预设值与工作电压来产生第一致能信号；以及当第一致能信号产生时，比较第一开关的控制端的电压与参考电压，以决定是否执行过电压保护操作。

在本发明的一实施例中，过电压保护电路还耦接第二开关，第二开关耦接第一开关。过电压保护方法还包括：当第一开关的控制端的电压高于参考电压时，提供控制信号来控制第二开关导通。

在本发明的一实施例中，过电压保护方法还包括：比较工作电压与第二电压预设值，以决定过电压保护电路是否进入正常操作模式，第二电压预设值高于第一电压预设值。当工作电压高于第二电压预设值时，进入正常操作模式。