[发明专利]电压转换电路

说明书

技术领域

本发明关于一种电压转换电路，尤指一种可防止漏电流产生的电压转换电路。

背景技术

请参阅图1至图3，分别是已知技术电压转换电路、下部开关元件的示意图和时序图。

已知的电压转换电路10包含一输入端101、一输出端105、一接地端103、一上部开关元件14、一下部开关元件16、一脉宽调制控制电路12和一电感器18。

其中，电感器18的一端连接输出端105，另一端连接一接点107。上部开关元件14连接于输入端101和接点107之间，下部开关元件16连接于接点107和接地端103之间。脉宽调制(pulse width modulation，PWM)控制电路12分别连接上部开关元件14和下部开关元件16的控制端。

电压转换电路10的输入端连接一输入电压，并通过脉宽调制控制电路12控制上部开关元件14和下部开关元件16的导通与断路，用以控制电感器18在输出端105所产生预定的输出电压，如图1所示。

其中，上部开关元件14和下部开关元件16通制以半导体制程制作。现以上部开关元件14是P型金氧半场效晶体管，下部开关元件16是N型金氧半场效晶体管为例进行说明。其中，下部开关元件20的构造，包含一基板22，基板22上形成一N埋层(N-buried layer，NBL)241。N埋层241上形成一P型掺杂层24，P型掺杂层24的周围为隔离层26，上表面的适当位置形成一漏极243和一源极245。漏极243和源极245之间形成栅极绝缘层247和栅极249，如图2所示。

虽然下部开关元件20的主要运行区域在漏极243、源极245和栅极247之间，但在某些情况之下，源极245、漏极243和N埋层241所形成的寄生晶体管28将会被导通而产生漏电流。

在实际控制上，上部开关元件14和下部开关元件16并不会同时导通，否则将会在输入端101和接地端103之间形成短路，可能造成上部开关元件14和下部开关元件16因大电流而烧毁。因此，在控制上必须确保下部开关元件16截止后，再令上部开关元件14导通。

在实际运行上，由于电压转换电路是通过控制上部开关元件14和下部开关元件16的导通和截止使输出电压维持一预设值，因此接点107的电压323会随着上部开关元件14和下部开关元件16的导通和截止而上下变动，同时输出电流321也随着波动变化，如图3所示。

由于开关元件导通和截止都需要一段运行时间，在实际控制上无法在一开关元件截止后立刻导通另一开关元件，因此通常会在上部开关元件14截止(t1，高逻辑电位截止)后，再令下部开关元件16导通(t5，高逻辑电位导通)。另一方面，则先令下部开关元件16截止(t6)，再令上部开关元件14导通(t7)，如图3的上部栅极电位341和下部栅极电位343所示。

因此，实际运行上会分别有一段时间上部开关元件14和下部开关元件16同时是截止的空载时间(dead time)，例如t1至t3之间。此时，当接点电压323低于接地端电压325时(t2至t4之间)，下部开关元件16的寄生晶体管28将会因下冲(undershoot)而导通，因此产生漏电流36。

另一方面，在上部开关元件14的寄生晶体管(未显示)也会在t6至t7之间因上冲(overshoot)而导通，产生漏电流(未显示)。

电路的空载时间越长，漏电流越多，则电路的转换效率越差。因此，如何缩短空载时间，并防止漏流电产生，是业界需要解决的课题。

发明内容

有鉴在上述问题，本发明提出一种电压转换电路，尤指一种可防止漏电流产生的电压转换电路。