[发明专利]用于生成备用电压的系统和方法

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14/473300、代理人案号为INF 2014P 50932；以及2014年8月29日提交的、序列号为14/473207、代理人案号为INF 2014P 50928，将该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开一般地涉及电子设备，并且更具体地涉及用于生成备用电压的系统和方法。

背景技术

诸如功率MOSFET、结型场效应晶体管(JFET)以及氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)之类的高电压开关晶体管通常在诸如开关式电源、电机控制器以及高电压大功率开关电路之类的高电压大功率设备中用作半导体开关。这些器件中的一些，诸如GaN HEMT具有在很高的电压下操作而不使该器件击穿或损坏的能力。

诸如JFET和GaN HEMT之类的一些器件可以制作成具有负阈值电压，从而使得器件在跨这些晶体管的栅极和源极为零电压时导通。因此，这种器件被称作“常导通(normally-on)”器件或晶体管，因为这种器件在零偏置条件下有效地导通。当使用这种常导通器件时，一般做预备以确保生成用于保证该常导通器件可以关断的电压。例如，在开关式电源中使用的驱动器电路中，生成或提供具有比常导通器件的阈值足够低的电压的负电压，以确保该器件按照预期确切地关断。

与使用常导通器件相关的另一个问题是在使用常导通器件的系统的启动期间高电流瞬变的可能性。例如，如果常导通器件耦合在高电压电源的端子之间，则当功率施加到系统时，可能导致大电流。为了避免这些大启动电流，诸如增强型MOSFET之类的常关断(normally-off)器件可以与常导通器件串联耦合。一旦配置成向常导通器件提供关断电压的电源已达到足以关断该常导通器件的电压，则常关断器件可以被接通。

然而，在一些情况中，随着功率的施加，系统在上电期间的排序利用各种电路来控制系统的时序和行为。在这种情况中，可以使用备用电源向启动电路提供功率。

发明内容

根据实施例，一种电路包括：具有耦合到第一开关输出节点的漏极的第一常导通晶体管；具有耦合到第一常导通晶体管的源极的漏极的常关断晶体管；配置成接收开关信号的驱动器电路，该驱动器电路具有耦合到第一常导通晶体管的栅极的输出；以及具有耦合到供电节点的漏极端子、耦合到驱动器电路的输出的栅极端子以及配置成提供备用电压的源极端子的第二常导通晶体管。

附图说明

为了更完整的理解本发明及其优点，现在参考下面结合附图的描述，其中：

图1a-图1c图示了常规的开关驱动系统以及备用电压生成器；

图2图示了具有备用电压生成器的开关驱动系统的实施例；

图3图示了开关式电源的实施例；以及

图4图示了方法的实施例的流程图。

除非另有说明，不同附图中的对应的数字和符号一般指对应部分。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、材料或者工艺步骤的变形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的特定方式，而不限制本发明的范围。

本发明将结合在开关电路中提供备用供电电压的系统和方法的特定背景中的优选实施例进行描述。本发明的实施例也可以应用于例如在开关电路的背景中使用备用电源的各种系统，诸如开关式电源、电机控制器电路、高电压系统以及其他电路和系统。

在实施例中，使用具有耦合到主供电电压的漏极和耦合到开关信号的栅极的常导通晶体管来生成备用电压。该备用电压在该常导通晶体管的源极处输出并且可以使用电容器进行滤波。在一些实施例中，常导通晶体管的栅极进一步耦合到在电路中用来起开关功能的第二常导通晶体管的栅极。例如，第二常导通晶体管可以耦合到开关式电源中的电感器并且配置成将该电感器磁化和消磁。