池單元的正極端Cell_V+。電池單元電壓通過(guò)包括與電容器C3串聯(lián)的電阻器Rl的低通濾波器濾波。在該示例中，這個(gè)低通濾波器具有7.2kHz的角頻率，并且在約1kHz以上衰減共模噪聲。應(yīng)當(dāng)明白，所述頻率并不意味著限制，因?yàn)楦鶕?jù)應(yīng)用，低通濾波器可以在其他合適的頻率工作。低通濾波器的輸出端耦接至充當(dāng)開(kāi)關(guān)Sla的P型MOSFET的源極，低通濾波器的輸出端是電阻器Rl和電容器C3的公共節(jié)點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)明白，低通濾波器平滑在電池單元終端處的電壓，抑制頻率高于低通濾波器滾降頻率(roll-off)的噪聲。P型MOSFET的柵極端充當(dāng)開(kāi)關(guān)Sla的控制端，并且P型MOSFET的源極端和漏極端充當(dāng)開(kāi)關(guān)Sla的第一和第二端。
[0021]繼續(xù)圖2，被實(shí)施為電阻器R2的偏置裝置將低通濾波器的輸出端耦接至充當(dāng)開(kāi)關(guān)Sla的P型MOSFET的柵極端。另選地，電阻器R2可以被描述為跨P型MOSFET的源極和柵極端耦合。因此，對(duì)于OV的柵極到源極值，P型MOSFET的柵極被偏置到與P型MOSFET的源極端相同的電壓。在該示例中，P型MOSFET具有負(fù)閾值，以及OV的柵極到源極值將P型MOSFET偏置為停用狀態(tài)，S卩，第一開(kāi)關(guān)Sla的默認(rèn)值是關(guān)斷，這也可以稱(chēng)為斷開(kāi)或停用。電阻器R2也充當(dāng)分壓器裝置，并且在缺乏驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的情況下，泄放(bleed off)P型MOSFET的柵極上的任何電荷。
[0022]在圖2中，被實(shí)施為背靠背齊納二極管Zl的電壓筘位跨充當(dāng)開(kāi)關(guān)Sla的P型MOSFET的源極端和柵極端耦接。當(dāng)柵極到源極電壓具有小于筘位電壓的量值時(shí)，電壓筘位具有高阻抗。這個(gè)筘位電壓通過(guò)齊納二極管電壓的總和和一個(gè)二極管壓降來(lái)設(shè)定，例如，在一個(gè)實(shí)施例中，4.7V加0.6V或5.3V。當(dāng)柵極到源極電壓在量值上超出筘位電壓時(shí)，即柵極試圖下降到比源極電壓低超出筘位電壓，或試圖上升比源極電壓高筘位電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通相對(duì)大量的電流并筘位電壓。因此，電壓筘位起到將在P型MOSFET的柵極端的電壓筘位在P型MOSFET的源極端的筘位電壓范圍內(nèi)的作用。這個(gè)筘位動(dòng)作防止柵極到源極電壓變得大到足以損壞P型MOSFET。
[0023]控制開(kāi)關(guān)的時(shí)鐘被設(shè)置為非重疊時(shí)鐘，如圖2中的示例時(shí)鐘波形所示。在該示例中，時(shí)鐘信號(hào)CLK_1是低有效的，以便接通P型M0SFET。在這里，為CLK_1選擇相對(duì)大的幅值，例如，CLK_1是18V峰峰值。時(shí)鐘的幅值經(jīng)設(shè)定以克服大的電壓尖峰。換句話(huà)說(shuō)，時(shí)鐘的幅值經(jīng)設(shè)定具有比周?chē)渌窂降男盘?hào)具有更大的信噪比。應(yīng)當(dāng)明白，這個(gè)峰峰值電壓大到如果直接使用會(huì)潛在損壞M0SFET，以及如下所述，開(kāi)關(guān)裝置202經(jīng)配置防止損壞M0SFET。
[0024]時(shí)鐘信號(hào)CLK_1通過(guò)AC耦合裝置AC耦合到開(kāi)關(guān)控制電路中，在這里，AC耦合裝置被實(shí)施為電容器C4，電容器C4阻斷(1310(^)0(:分量或時(shí)鐘信號(hào)0^_1的偏移。電容器C4的另一端被串聯(lián)耦合至電壓筘位Z2。電壓筘位Z2用一組背靠背齊納二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)明白，電壓筘位Z2經(jīng)操作從AC耦合的時(shí)鐘信號(hào)的幅值減去筘位電壓，并且向充當(dāng)開(kāi)關(guān)Sla的P型MOSFET的柵極端傳送AC耦合時(shí)鐘信號(hào)的降低版。當(dāng)柵極端與AC耦合時(shí)鐘信號(hào)之間的差異的量值變得大于筘位電壓時(shí)，通過(guò)設(shè)定背靠背齊納二極管，電壓筘位Z2使P型MOSFET的柵極端的電壓向第一時(shí)鐘CLK_1的電壓推進(jìn)。另選地，這描述為第二電壓筘位即電容器C4，其響應(yīng)于AC耦合裝置的第二端上的電壓量值大于相對(duì)于開(kāi)關(guān)Sla的控制端的第二筘位電壓，因此，電壓筘位Z2響應(yīng)于控制電壓在相對(duì)于開(kāi)關(guān)Sla的控制端的筘位電壓范圍之外，向該開(kāi)關(guān)的控制端傳送降低電平的控制電壓。
[0025]偏置裝置，在此情況下是R2另外形成具有AC耦合裝置即電容器C4的低通濾波器的一部分。在所示示例中，這個(gè)濾波器具有72Hz (赫茲，或每秒循環(huán)數(shù))的角頻率。這個(gè)低通濾波器從MOSFET柵極偏置的平均DC值去耦時(shí)鐘的DC開(kāi)始(outset)。低通濾波器也確保時(shí)鐘信號(hào)無(wú)論何時(shí)被停止時(shí)MOSFET將被關(guān)斷。開(kāi)關(guān)Slb被類(lèi)似于開(kāi)關(guān)Sla的線路環(huán)繞，開(kāi)關(guān)Sla執(zhí)行類(lèi)似的功能。應(yīng)當(dāng)明白，充當(dāng)?shù)谝缓偷谌_(kāi)關(guān)Sla、Slb的P型MOSFET的源極端由于至電池組中的相應(yīng)電池單元端的連接而處于不同的電壓或需要電平轉(zhuǎn)換的其他差分電壓。因此，充當(dāng)開(kāi)關(guān)Sla、Slb的兩個(gè)P型MOSFET的柵極端處于不同的電壓并且不應(yīng)彼此直接耦合。因此，每個(gè)此類(lèi)開(kāi)關(guān)具有其自身的抗噪聲電路。
[0026]利用替代圖1的第一開(kāi)關(guān)Sla的第一抗噪聲開(kāi)關(guān)裝置202以及替代第三開(kāi)關(guān)Slb的第二抗噪聲開(kāi)關(guān)裝置，抗噪聲開(kāi)關(guān)電容器電平移位器204可以如圖2所示形成。電平移位器204的第一端至電池組中的電池單元的正極端Cell_V+的連接如上面參考抗噪聲開(kāi)關(guān)裝置202所述。類(lèi)似地，第二抗噪聲開(kāi)關(guān)裝置替代圖1的開(kāi)關(guān)Slb，并且如圖2所示，將電平移位器204的端連接至電池組中的電池單元的負(fù)極端Cell_V-。在如圖2所示的開(kāi)關(guān)電容器電平移位器204的實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)S2a通過(guò)電容器C5被AC耦合至?xí)r鐘信號(hào)CLK_2，并且開(kāi)關(guān)S2b被DC耦合(在該示例中，直接耦合)至?xí)r鐘信號(hào)CLK_2。開(kāi)關(guān)S2a具有泄放電阻器206，其設(shè)定充當(dāng)開(kāi)關(guān)S2a的N類(lèi)MOSFET的柵極的偏壓為0V。二極管208防止這個(gè)N型MOSFET上柵極到源極電壓太低，在該示例中，這個(gè)太低電壓將超出低于OV的一個(gè)二極管壓降。電容器Cl和C2以與電容器Cl和C2以及圖1中的開(kāi)關(guān)密切相關(guān)的方式耦合至圖2中的開(kāi)關(guān)裝置或開(kāi)關(guān)。電平移位器204的另外端由第二電容器C2的相對(duì)端形成，第二電容器C2兩側(cè)的電池單元電壓可以在圖2中被測(cè)量為所測(cè)量的Vcell。
[0027]圖3示出用于操作開(kāi)關(guān)尤其在電噪聲環(huán)境中操作開(kāi)關(guān)的方法。在起始點(diǎn)之后，開(kāi)關(guān)的控制端在行動(dòng)302中被偏置。例如，參考圖2，偏置裝置諸如電阻器R2可以將充當(dāng)開(kāi)關(guān)Sla的P型MOSFET的柵極端耦合至諸如通過(guò)電阻器Rl和電容器R3形成的低通濾波器的輸出端。另選地，偏置裝置可以跨P型MOSFET的柵極和源極端耦合。在缺乏其他控制電壓的情況下，利用跨柵極和源極端耦合的電阻器R2，P型MOSFET被偏置到關(guān)斷或停用狀態(tài)。很容易設(shè)計(jì)其他偏置電壓、偏置類(lèi)型和偏置狀態(tài)。
[0028]在圖3的行動(dòng)304中，使用相對(duì)大幅值的輸入信號(hào)。例如，在圖2的電路中，峰峰值為18V的信號(hào)可以用于第一時(shí)鐘CLK_1。在某些實(shí)施例中，輸入信號(hào)的幅值被選擇，同時(shí)應(yīng)牢記，噪聲幅值，如18V峰峰值的示例并不意味著限制。例如，取決于應(yīng)用和噪聲環(huán)境，可以使用具有大于預(yù)期噪聲的幅值的輸入信號(hào)。在圖3的行動(dòng)306中，輸入信號(hào)的DC被阻斷。應(yīng)當(dāng)明白，輸入信號(hào)的DC的阻斷可以通過(guò)使用AC耦合裝置諸如電容器(例如圖2的電容器C4)來(lái)完成。在行動(dòng)308中，從輸入信號(hào)的幅值減去電壓。例如，電壓箱位Z2從AC耦合的第一時(shí)鐘信號(hào)CLK_1減去筘位電壓，如參考圖2所示。在行動(dòng)310中，修正信號(hào)的幅值隨后被限制。在某些實(shí)施例中，電壓筘位，諸如圖2的電壓筘位Zl實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。在行動(dòng)312中，這個(gè)修正的信號(hào)被施加于開(kāi)關(guān)的控制端。如圖2所示，AC耦合的第一時(shí)鐘信號(hào)CLK_1通過(guò)穿過(guò)電壓筘位Z2來(lái)更改，從而形成降低的幅值。隨后，這個(gè)修正的信號(hào)被電壓筘位Zl筘位并施加于充當(dāng)開(kāi)關(guān)Sla的P型MOSFET的柵極端。這些行動(dòng)產(chǎn)生抗噪聲并避免損壞開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)控制電壓。
[0029]應(yīng)當(dāng)明白，其他類(lèi)型的電壓筘位可以用雙極晶體管、各種類(lèi)型的MOSFET晶體管、參考電壓、放大器和其他電路來(lái)設(shè)計(jì)。在某些實(shí)施例中，與常規(guī)二極管串聯(lián)的齊納二極管可以用于電壓筘位，該齊納二極管產(chǎn)生取決于方向具有不同電壓的非對(duì)稱(chēng)筘位。電壓筘位的其他實(shí)施例可以采用專(zhuān)用集成電路(ASIC)。應(yīng)當(dāng)明白，上述的電壓筘位并不意味著限制實(shí)現(xiàn)本文所述功能的可替代電壓筘位可以用在所述實(shí)施例中。其他類(lèi)型的濾波器可以經(jīng)設(shè)計(jì)用于各種電路。其他類(lèi)型的耦合可以經(jīng)設(shè)計(jì)用于各種電路。這些可替代濾波器可以應(yīng)用于上述電路的變體中，以提供上述濾波器的功能。
[0030]雖然所述方法操作以指定的順序描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，其他操作可以在所述操作之間中執(zhí)行，所述操作可以進(jìn)行調(diào)整，以便它們出現(xiàn)在稍微不同的時(shí)間或所述操作可以分布在允許處理操作發(fā)生在與所述處理相關(guān)聯(lián)的不同間隔的系統(tǒng)中。
[0031]前面的描述已參考特定實(shí)施例進(jìn)行了描述用于解釋目的。不過(guò)，上面的說(shuō)明性討論并不旨列舉所述實(shí)施例或?qū)⒈景l(fā)明限制在所公開(kāi)的精確形式。鑒于上述教導(dǎo)，許多更改和變化是可能的。所述實(shí)施例之所以被選擇和描述，是為了最佳解釋所述實(shí)施例的原理及其實(shí)踐應(yīng)用，并從而使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠最佳利用所述實(shí)施例和適用于所考慮特定用途的不同更改。因此，所述實(shí)施例應(yīng)被解讀為說(shuō)明性和非限制性的，并且本發(fā)明并不局限于本文給出的細(xì)節(jié)，而是可以在附屬權(quán)利要求的范圍及其相當(dāng)物內(nèi)更改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗噪聲開(kāi)關(guān)控制電路，其包括: 經(jīng)配置以耦合至開(kāi)關(guān)的第一端的低通濾波器； 耦合至所述低通濾波器的第一電壓箝位，所述第一電壓箝位經(jīng)配置以耦合至所述開(kāi)關(guān)的控制端并相對(duì)于所述第一端將所述控制端的電壓限制在第一箝位電壓范圍內(nèi)； 耦合至所述開(kāi)關(guān)