[发明专利]用于含常导通晶体管和常关断晶体管的开关的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及如下共同待决共同转让的专利申请：2014年8月29日提交的、序列号为14/473,207、代理人案号为INF 2014P 50928，通过引用将该申请整体合并于本文。

技术领域

本公开一般地涉及电子装置，并且特别地涉及用于具有常导通晶体管和常关断晶体管的开关的系统和方法。

背景技术

电源系统在从计算机到汽车的很多电子应用中无处不在。一般地，电源系统内的电压由通过操作具有电感器或者变压器的开关执行DC-DC、DC-AC和/或AC-DC转换生成。一类这样的系统包括开关式电源(SMPS)。SMPS通常比其他类型的功率转换系统更有效率，因为通过电感器或者变压器的受控地充电和放电来执行电源转换，并且减少由电阻性电压降引起功率损耗的能量损耗。

其中，SMPS的具体拓扑包括降压-升压转换器以及反激式转换器。降压-升压转换器一般使用电感器，而反激式转换器将负载隔离并且通过使用变压器可以将电压转换比倍增。除能量储存元件(电感器或变压器)外，开关的操作尤其重要，尤其是在高电压应用中。

关于在高电压环境中操作半导体开关出现的一个问题是避免由于施加到半导体开关的高电压造成器件毁坏。一些系统依赖使用专门设计的用来承受在高电压电源中遇到的高总线电压的器件。然而，即便使用高电压器件，仍然存在关于确保电源电路中的器件能够承受开关式电源内可能出现的高电压瞬变情况的一些设计挑战。例如，在一些开关式电源中，电源电路内的瞬变电压可能超过电源系统内存在的DC或者静态总线电压。

发明内容

根据实施例，一种电路包括常关断晶体管和常导通晶体管，该常导通晶体管包括耦合到该常关断晶体管的第一负载路径端子的第二负载路径端子以及耦合到该常关断晶体管的第二负载路径端子的控制端子。该电路进一步包括具有耦合到常关断晶体管的控制端子的输出、配置成耦合到第一电源的第一电源端子的第一电源端子以及配置成耦合到第二电源的第二电源端子的第二电源端子的驱动器电路。常导通晶体管的第二负载路径进一步配置成耦合到第一电源的第二电源端子并且耦合到第二电源的第一电源端子。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考结合着附图的下列描述，其中：

图1a-图1b图示了常规的复合开关电路；

图2图示了根据本发明的实施例的开关电路；

图3a-图3b图示了根据另外的实施例的复合开关电路；

图4图示了采用开关电路的实施例的开关式电源的实施例；

图5图示了方法的实施例的流程图；以及

图6图示了方法的另外的实施例的流程图。

除非另外指出，在不同的附图中对应的数字和符号一般指示对应部分。附图被绘制用于清楚地说明优选实施例的有关方面并且不一定成比例绘制。为了更清楚地说明某些实施例，指示同一结构、材料或者工序的字母可以跟随图号。

具体实施方式

下面详细地讨论目前优选的实施例的制作和使用。然而，应当理解，本发明提供很多可以在各种各样的特定背景中实施的可应用的发明构思。所讨论的特定实施例仅仅说明制作和使用本发明，并不限制本发明的范围。

本发明将关于在用于具有与常关断晶体管串联耦合的常导通晶体管的开关的系统和方法的特定背景中的优选实施例描述。本发明的实施例也可以应用于采用这种电路结构的各种系统，例如开关式电源。

在本发明的实施例中，用于驱动具有与常关断晶体管串联的常导通晶体管的复合开关的开关控制器包括驱动器电路，该驱动器电路配置成驱动诸如增强型MOSFET之类的常关断晶体管的栅极，而常导通晶体管的栅极耦合到常关断晶体管的源极。通过将驱动器电路参照常关断晶体管的漏极，可以削弱和/或消除在常关断晶体管的该漏极处的大瞬变。因此，减少了常关断器件上的电压应力，由此允许常关断器件的尺寸变化并且配置成减少开关损耗。这种开关的实施例可以在诸如开关式电源、功率因子控制器(PFC)以及其他功率转换电路之类的各种开关电路中使用。