用于多电平电压转换器的飞驰电容器启动电路的制作方法

背景技术：

1、本公开总体涉及半导体器件。更具体地，本公开涉及用于多电平电压转换器的飞驰电容器启动电路。

2、诸如降压转换器(buck converter)和升压转换器(boost converter)等的电压转换器可用于将输入电压转换为具有不同电压电平的输出电压。降压转换器或降压型转换器(step-down converter)可用于需要降低直流(dc)电压的应用中。降压转换器可以接收输入电压并提供降压的输出电压。升压转换器或升压型转换器(step-up converter)可用于需要增加dc电压的应用中。升压转换器可接收输入电压并提供升压的输出电压。电压转换器可以在电压转换器的输入处包括多个开关，其中这些开关可以通过脉宽调制(pwm)控制信号接通和关断。pwm控制信号的占空比可以确定电压转换器的输出电压。当开关接通和关断时，它们调制dc输入电压，并且经调制的电压可以提供给电感器。电感器可以被连接到电容器，并且经调制的电压可以是使电感器产生时变电流的时变电压。电感器和电容器与时变电压和电流的相互作用可以产生几乎恒定的输出电压，该输出电压具有与输入电压不同的dc电平。

3、具有两个开关的电压转换器可以在两个电压——输入电压与地之间切换电感器。多电平电压转换器可以包括多于两个开关，并且可以在多于两个的电压(输入电压、输入电压与地之间的至少一个中间电压，和地)之中切换电感器。例如，三电平电压转换器可以包括四个开关，并且可以在三个电压之间切换电感器——输入电压、相当于输入电压一半的中间电压，和地。多电平电压转换器包括至少一个飞驰电容器，该飞驰电容器在两种状态——充电状态与放电状态之间切换。

技术实现思路

1、在一个实施例中，总体描述了一种半导体。半导体器件可以包括电路。该电路可以包括多个电流源。该电路可以被配置为测量跨多电平电压转换器的飞驰电容器的飞驰电容器电压。该电路还可以被配置为将飞驰电容器电压与等同于中间电压的电压电平进行比较，该中间电压介于地与被提供给多电平电压转换器的输入电压之间。该电路还可以被配置为基于比较的结果，在多个电流源之中切换电流源，以将飞驰电容器电压维持在中间电压处。

2、在一个实施例中，总体描述了一种系统。该系统可以包括多电平电压转换器和电路。该多电平电压转换器可以包括飞驰电容器和多个晶体管。该电路可以包括多个电流源。该电路可以被配置为测量跨多电平电压转换器的飞驰电容器的飞驰电容器电压。该电路还可以被配置为将飞驰电容器电压与等同于中间电压的电压电平进行比较，该中间电压介于地与被提供给多电平电压转换器的输入电压之间。该电路还可以被配置为基于比较的结果，在多个电流源之中切换电流源，以将飞驰电容器电压维持在中间电压处。

3、在一个实施例中，总体描述了一种用于操作多电平电压转换器的方法。该方法可以包括测量跨多电平电压转换器的飞驰电容器的飞驰电容器电压。该方法还可以包括将飞驰电容器电压与等同于中间电压的电压电平进行比较，该中间电压介于地与被提供给多电平电压转换器的输入电压之间。该方法还可以包括，基于比较的结果，在多个电流源之中切换电流源，以将飞驰电容器电压维持在中间电压处。

4、以下参考附图详细描述各种实施例的其他特征以及结构和操作。在附图中，相同的附图标记指示相同或功能上相似的元件。

技术特征：

1.一种半导体器件，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述电路被配置为：

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述电路被配置为：

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中响应于所述电路在恒定关断时间模式下操作，所述电路被配置为：

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中响应于所述电路在迟滞模式下操作，所述电路被配置为：

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述电路还被配置为：

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述多电平电压转换器是三电平电压转换器，并且所述中间电压是所述输入电压的一半。

8.一种系统，包括：

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述电路被配置为：

10.根据权利要求8所述的系统，其中所述电路被配置为：

11.根据权利要求8所述的系统，其中响应于所述电路在恒定关断时间模式下操作，所述电路被配置为：

12.根据权利要求8所述的系统，其中响应于所述电路在迟滞模式下操作，所述电路被配置为：

13.根据权利要求8所述的系统，其中所述电路还被配置为：

14.根据权利要求8所述的系统，其中所述多电平电压转换器是三电平电压转换器，并且所述中间电压是所述输入电压的一半。

15.一种用于操作多电平电压转换器的方法，所述方法包括：

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

17.根据权利要求15所述的方法，还包括：

18.根据权利要求15所述的方法，还包括：

19.根据权利要求15所述的方法，还包括：

20.根据权利要求15所述的方法，还包括：

技术总结本公开的各实施例涉及用于多电平电压转换器的飞驰电容器启动电路。描述了用于操作多电平电压转换器的装置、设备和方法。一种半导体器件可以包括电路，其中该电路可以包括多个电流源。该电路可以被配置为测量跨多电平电压转换器的飞驰电容器的飞驰电容器电压。该电路还可以被配置为将飞驰电容器电压与等同于中间电压的电压电平进行比较，该中间电压介于地与被提供给多电平电压转换器的输入电压之间。该电路还可以被配置为基于比较的结果，在多个电流源之中切换电流源，以将飞驰电容器电压维持在中间电压处。技术研发人员：B·J·康克林受保护的技术使用者：瑞萨电子美国有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23