過電壓保護電路、過電壓保護方法以及柵極驅動集成電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關于一種過電壓保護技術，尤指一種過電壓保護電路、過電壓保護方法以及柵極驅動集成電路。
【背景技術】
[0002]圖1為現有的電源轉換電路的應用示意圖。電源轉換電路100包括柵極驅動電路110以及輸出級120。柵極驅動電路110根據脈寬調制信號PWM來對輸出級120的第一開關Q1與第二開關Q2進行切換操作，使得輸入電壓VIN轉換成輸出電壓V0UT，并且供應給負載 130。
[0003]負載130為中央處理單元或繪圖處理單元，且其電源來源為輸出電壓V0UT。假設電源轉換電路100不具有對輸出級120的過電壓保護電路，輸入電壓VIN為5伏特或12伏特，且在開機前第一開關Q1已經損壞。本實施例中的電源轉換電路100為降壓型電源轉換電路。通常損壞的第一開關Q1會呈現短路(short circuit)。當電源轉換電路100開機時，損壞的第一開關Q1會造成輸入電壓VIN直接成為輸出電壓V0UT，也就是輸出電壓V0UT等于輸入電壓VIN。負載(中央處理單元或繪圖處理單元)130的操作電壓電平約為1?1.5伏特的低電壓。當輸出電壓V0UT為5伏特或12伏特，相對于低電壓(1?1.5伏特)則輸出電壓V0UT為高電壓。因此負載會因高電壓應力而損壞。由此可見，電源轉換電路100需要一種過電壓保護電路來避免發生上述高電壓應力。

【發明內容】

[0004]本發明提出一種過電壓保護電路、過電壓保護方法以及柵極驅動集成電路，用來解決先前技術所述的問題。
[0005]本發明提出一種過電壓保護電路。過電壓保護電路耦接第一開關，第一開關具有控制端。過電壓保護電路包括第一比較器以及第二比較器。第一比較器接收工作電壓，以比較第一電壓預設值與工作電壓來產生第一致能信號。第二比較器耦接第一開關的控制端，當第一致能信號產生時，第二比較器比較第一開關的控制端的電壓與參考電壓，以決定是否執行過電壓保護操作。
[0006]在本發明的一實施例中，過電壓保護電路還耦接第二開關。第二開關耦接第一開關。過電壓保護電路還包括耦接第二比較器的控制單元。當第一開關的控制端的電壓高于參考電壓時，第二比較器提供控制信號，使得控制單元控制第二開關導通。
[0007]在本發明的一實施例中，過電壓保護電路還包括第三比較器。第三比較器比較工作電壓與第二電壓預設值，其中第二電壓預設值高于第一電壓預設值，當工作電壓高于第二電壓預設值時，第三比較器提供第二致能信號，以進入正常操作模式。
[0008]在本發明的一實施例中，當工作電壓為5伏特時，第一電壓預設值介于1.5至1.6伏特，第二電壓預設值介于3.9至4.2伏特。
[0009]在本發明的一實施例中，當工作電壓為12伏特時，第一電壓預設值介于1.5至1.6伏特，第二電壓預設值介于6.8至7.5伏特。
[0010]本發明再提出一種過電壓保護方法，用于過電壓保護電路。過電壓保護電路耦接第一開關，第一開關具有控制端。過電壓保護方法包括以下步驟:比較第一電壓預設值與工作電壓來產生第一致能信號；以及當第一致能信號產生時，比較第一開關的控制端的電壓與參考電壓，以決定是否執行過電壓保護操作。
[0011]在本發明的一實施例中，過電壓保護電路還耦接第二開關，第二開關耦接第一開關。過電壓保護方法還包括:當第一開關的控制端的電壓高于參考電壓時，提供控制信號來控制第二開關導通。
[0012]在本發明的一實施例中，過電壓保護方法還包括:比較工作電壓與第二電壓預設值，以決定過電壓保護電路是否進入正常操作模式，第二電壓預設值高于第一電壓預設值。當工作電壓高于第二電壓預設值時，進入正常操作模式。
[0013]本發明再提出一種柵極驅動集成電路。柵極驅動集成電路耦接第一開關，第一開關具有控制端。柵極驅動集成電路包括第一接腳、第二接腳、第一比較器以及第二比較器。第一接腳接收工作電壓。第二接腳耦接第一開關的控制端。第一比較器耦接第一接腳，以比較第一電壓預設值與工作電壓來產生第一致能信號。第二比較器耦接第二接腳。當第一致能信號產生時，第二比較器比較第二接腳的電壓與參考電壓，以決定是否執行過電壓保護操作。
[0014]在本發明的一實施例中，柵極驅動集成電路還耦接第二開關。第二開關耦接第一開關。柵極驅動集成電路還包括第三接腳以及控制單元。第三接腳耦接第二開關的控制端。控制單元耦接第二比較器與第三接腳。當第一開關的控制端的電壓高于參考電壓時，第二比較器提供控制信號，使得控制單元控制第二開關導通。
[0015]在本發明的一實施例中，柵極驅動集成電路還包括第三比較器。第三比較器比較工作電壓與第二電壓預設值，第二電壓預設值高于第一電壓預設值。當工作電壓高于第二電壓預設值時，第三比較器提供第二致能信號，以進入正常操作模式。
[0016]基于上述，當電子系統應用了本發明的過電壓保護電路以及過電壓保護方法，在電子系統開機過程中根據工作電壓、第一電壓預設值、第一開關的控制端的電壓與參考電壓來決定是否執行過電壓保護操作，有效地避免因高電壓應力而損壞負載。另一方面，本發明的過電壓保護電路構造簡單，且過電壓保護電路被配置在柵極驅動集成電路時仍是使用現有接腳，無需額外的接腳。
[0017]應了解的是，上述一般描述及以下【具體實施方式】僅為示例性及闡釋性的，其并不能限制本發明所欲主張的范圍。
[0018]下面的附圖是本發明的說明書的一部分，其示出了本發明的示例實施例，附圖與說明書的描述一起用來說明本發明的原理。
【附圖說明】
[0019]圖1為現有的電源轉換電路的應用示意圖；
[0020]圖2為依照本發明一實施例的柵極驅動集成電路的電路圖；
[0021]圖3為依照本發明另一實施例的柵極驅動集成電路的電路圖；
[0022]圖4為依照本發明一實施例的正常脈寬調制操作的波形圖；
[0023]圖5為依照本發明另一實施例的過電壓保護操作的波形圖；
[0024]圖6為本發明一實施例的過電壓保護方法的流程圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]10、10A ;柵極驅動集成電路；
[0027]15:過電壓保護電路；
[0028]20:比較電路；
[0029]22:第一比較器；
[0030]24:第二比較器；
[0031]26:第三比較器；
[0032]30、30A:控制單元；
[0033]32:第一與門；
[0034]34:第二與門；
[0035]36:第三與門；
[0036]40:或門；
[0037]42:驅動器；
[0038]44:電平偏移電路；
[0039]50:負載；
[0040]100:電源轉換電路；
[0041]110:柵極驅動電路；
[0042]120:輸出級；
[0043]130:負載；
[0044]BOOT:靴帶電壓；
[0045]Cl:電容器；
[0046]GND:地；
[0047]L:電感器
[0048]LG:第二開關控制信號；
[0049]Movp:第一致能信號；
[0050]P1:第一接腳；
[0051]P2:第二接腳；
[0052]P3:第三接腳；
[0053]P4:第四接腳；
[0054]P5:第五接腳；
[0055]P6:第六接腳；
[0056]P0R1:第一電壓預設值；
[0057]P0R2:第二電壓預設值；
[0058]PWM:脈寬調制信號；
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