[發明專利]抗電磁干擾低功耗高壓驅動電路

無效

• 申請號: 200810020736.X
• 申請日: 2008-02-22
• 公開（公告）號: CN101232284A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 李海松;吳虹;孫偉鋒;易揚波;時龍興
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H03K19/0185
• 分類號: H03K19/0185;H03K17/13;H03K17/687
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

技術領域

本發明涉及一種低功耗高壓驅動電路，特別涉及一種抗電磁干擾的低功耗高壓驅動電路。工作時，低壓一般在5V以下(包括5V)，而高壓可以從5V到500V，甚至更高。

背景技術

隨著半導體行業的飛速發展，各類功率集成芯片的應用領域不斷擴大，例如交流電機的控制、平板顯示器驅動電路、打印機驅動電路以及聲音功放系統等等，而這些驅動芯片都需要高壓驅動電路用于驅動負載。但是，由于這類芯片的工作電壓較大，輸出管腳較多，輸出電平的跳變會引起電流的迅速變化，導致電磁波的發射，從而影響周圍電路或設備的正常工作，甚至對人體產生一定的影響。同時引起電路的電阻及電極引線電阻中存在額外的能量損耗，帶來系統的功耗問題和穩定性降低，并且不夠環保。

發明內容

本發明的目的在于解決上述問題，提供一種抗電磁干擾低功耗高壓驅動電路，它能夠在不增加版圖面積的前提下，用簡單電路實現減小電磁干擾的功能。

本發明采用如下技術方案來解決技術問題：

一種抗電磁干擾低功耗高壓驅動電路，包含電平轉換級、高壓輸出級，第一、第二控制信號接電平轉換級的第一、第二輸入端，電平轉換級的輸出接高壓輸出級的第一輸入端，第四控制信號接高壓輸出級的第二輸入端，高壓輸出級中包含由高壓N型MOS管組成的抗電磁干擾電路模塊，第五控制信號接上述N型MOS管的柵極，高壓輸出級的輸出接上述N型MOS管的漏極，上述N型MOS管的源極接地。

一種抗電磁干擾低功耗高壓驅動電路，包含電平轉換級、高壓輸出級，第一、第二控制信號接電平轉換級的第一、第二輸入端，電平轉換級的輸出接高壓輸出級的第一輸入端，第四控制信號接高壓輸出級的第二輸入端，高壓輸出級中包含由高壓N型IGBT組成的抗電磁干擾模塊，第五控制信號接上述N型IGBT的柵極，上述高壓輸出級的輸出上述N型IGBT的陽極，上述N型IGBT的陰極接地。

另外，在電平轉換級和高壓輸出級之間設有緩沖級，電平轉換級的輸出接緩沖級的第一輸入端，第三控制信號接緩沖級的其他輸入端，緩沖級的輸出接高壓輸出級的第一輸入端。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

(1)版圖面積不發生改變的前提下降低了功耗。

(2)高壓驅動電路使用幾個相互獨立的低壓信號進行控制，通過合理的時序控制，可以保證緩沖級和高壓輸出級的高壓P管和高壓N管不會同時開啟，也就不會存在同時導通功耗。

(3)緩沖級電路的存在可以極大地減小電平轉換級高壓管的尺寸，從而可以極大地減小電平轉換級的同時導通功耗。

(4)本高壓驅動電路通過調節幾個相互獨立的低壓控制信號的時序，可以使高壓輸出信號的占空比接近1。

(5)在現有技術高壓電路基礎上，新增加一個N型高壓管，實現了減小電磁干擾的功能。

(6)減小了此芯片對周圍電路和環境的影響，更環保。

(7)緩沖級電路可以屏蔽高壓輸出信號對電平轉換級電路的干擾，整個高壓驅動電路的抗干擾能力大大增強。

(8)電路方便，實現簡單，功能實用。

附圖說明

圖1(a)是抗電磁干擾(以下簡稱EMI)的一般高壓驅動電路原理框圖，圖1(b)是抗EMI、帶有緩沖級的高壓驅動電路原理框圖。

圖2(a)是抗EMI的一般高壓驅動電路，圖2(b)是抗EMI、帶有緩沖級、由高壓NMOS管組成的高壓驅動電路，圖2(c)抗EMI、帶有緩沖級、由N型IGBT組成的高壓驅動電路。

圖3(a)是緩沖級個數為奇數個，即最后一級n為奇數的輸入輸出波形；圖3(b)是緩沖級個數為偶數個，即最后一級n為偶數時的輸入輸出波形。

圖4是高壓輸出信號HV2和低壓控制信號LV3_n的波形圖。

圖5是高壓輸出信號HV3_n和低壓控制信號LV4、LV5的波形圖.

圖6是增加抗EMI電路模塊后的輸出波形。

具體實施方式

圖1(a)是抗EMI的一般高壓驅動電路原理框圖，其主要由兩部分組成：電平轉換級1和高壓輸出級3，實現通過幾個低壓信號(在0V和Vcc(例如5V，代表低壓電源)之間變化)的控制，轉換得到一個高壓輸出信號Q(在0V和Vccp(例如200V，代表高壓電源)之間變化)。本發明為降低電磁干擾，在高壓驅動級中增加一個抗EMI的模塊。考慮驅動電路的低功耗，在高壓輸出級前增加幾級緩沖級，原理框圖如圖1(b)所示，主要由三部分組成：電平轉換級1，緩沖級2和高壓輸出級3，實現高壓驅動功能，同樣在高壓驅動級中增加一個抗EMI的模塊以減小電磁干擾。