[發(fā)明專利]抑制噪聲的電平移位電路

有效

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• 申請日: 2011-04-13
• 公開（公告）號: CN102255494A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 來新泉;趙永瑞;葉強;何惠森;劉晨
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H02M1/44
• 分類號: H02M1/44
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，涉及功率模擬集成電路，特別是一種抑制噪聲的電平移位電路，可用于熒光燈電子鎮(zhèn)流器芯片中。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的電子鎮(zhèn)流器等中，通常用變壓器驅(qū)動逆變電路，這種用變壓器驅(qū)動逆變電路，不但功耗和占用面積較大，而且開關(guān)特性欠佳。利用芯片內(nèi)集成的電平移位電路可以在無需傳統(tǒng)變壓器的情況下將低壓控制信號傳遞給高壓驅(qū)動電路，產(chǎn)生所需的高壓驅(qū)動信號，能夠節(jié)省功耗和面積，且開關(guān)特性較好。

但是，片內(nèi)集成的電平移位電路由于通過浮動電源供電，當(dāng)高端功率管導(dǎo)通時，浮動電源VB和VS劇烈變化，在電平移位對管的寄生電容上產(chǎn)生擊穿效應(yīng)，從而在電平移位對管的輸出支路分別產(chǎn)生一個尖鋒電流噪聲。如果電平移位對管這兩條電平移位輸出支路完全匹配，則兩條支路同時引入相同的尖鋒噪聲，此種噪聲稱為共模噪聲。如果兩條電平移位支路不完全匹配，則兩條支路引入尖鋒噪聲有差別，此種情況下的噪聲稱為差模噪聲。應(yīng)用在高壓集成電路中的電平移位電路通過兩支完全匹配的電平移位支路來實現(xiàn)，一條支路用于置位，一條支路用于復(fù)位，兩條支路中均通過窄脈沖信號。這兩支脈沖信號來自驅(qū)動信號的兩個邊沿，通過雙脈沖轉(zhuǎn)換電路，分別產(chǎn)生代表驅(qū)動信號上邊沿的置位信號和代表驅(qū)動信號下邊沿的復(fù)位信號。當(dāng)電平移位后，將脈沖信號轉(zhuǎn)換恢復(fù)成為驅(qū)動信號。共模噪聲的大小和時間長度往往同窄脈沖信號相比擬，若不處理將會帶來誤觸發(fā)，從而使驅(qū)動信號無法恢復(fù)。差模噪聲過大時也會產(chǎn)生誤觸發(fā)，因此也要加以抑制。

現(xiàn)有技術(shù)主要有三種電路抑制噪聲并將置位、復(fù)位脈沖信號恢復(fù)成為驅(qū)動信號。第一種電路是在電平移位對管的輸出支路與浮動高電平VB之間加入匹配電阻，將信號和噪聲脈沖均轉(zhuǎn)換為電壓信號，再通過電路調(diào)節(jié)將置位和復(fù)位信號脈沖拉長，使信號脈沖的持續(xù)時間大于噪聲的持續(xù)時間，再通過后續(xù)的濾波電路，將噪聲持續(xù)時間長度內(nèi)的所有脈沖濾除，未被完全濾除的信號脈沖經(jīng)過RS觸發(fā)器恢復(fù)成為驅(qū)動信號。該電路的缺點是：當(dāng)電路外部環(huán)境變化時，濾波器的濾除時間長度和信號及噪聲脈沖的寬度變化較大，因此帶來噪聲不完全濾除或信號完全被濾除的隱患；同時脈沖信號需要單獨的RS觸發(fā)器恢復(fù)成驅(qū)動信號，使得該電路的規(guī)模很大。

第二種電路也在電平移位對管的輸出支路與浮動高電平VB之間加入匹配電阻后，通過復(fù)雜結(jié)構(gòu)再將產(chǎn)生電壓信號轉(zhuǎn)化為電流信號，在通過大量并聯(lián)差分對管，對該電流進行差分放大從而去除共模噪聲，再通過電阻電容無源濾波器電路結(jié)構(gòu)將差模信號消除，再將處理后的脈沖信號通過RS觸發(fā)器恢復(fù)成為驅(qū)動信號。由于電路中信號轉(zhuǎn)換次數(shù)較多，噪聲消除電路復(fù)雜，還需要獨立的RS觸發(fā)器恢復(fù)驅(qū)動信號，該電路的規(guī)模特別巨大，不利于電路集成。

第三種電路采用電流信號直接比較的方法，抑制共模噪聲，再轉(zhuǎn)換成電壓信號后通過濾波結(jié)構(gòu)消除差模噪聲，處理后的脈沖信號還要經(jīng)過RS觸發(fā)器恢復(fù)成為驅(qū)動信號。由于電路中抑制共模噪聲的電路抑制能力有限，當(dāng)外界環(huán)境變化時容易造成共模噪聲未被完全抑制的隱患，同時電路規(guī)模也較大，不利于電路集成。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單、便于集成的抑制噪聲的電平移位電路，以實現(xiàn)在外界環(huán)境變化時能完全消除共模噪聲和差模噪聲，并直接恢復(fù)驅(qū)動信號，大幅度節(jié)省芯片面積。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括：雙脈沖轉(zhuǎn)換電路、高壓電平移位對管、欠壓檢測電路和驅(qū)動動電路，其特征在于：所述高壓電平移位對管的輸出端連接有電流采樣電路，用于直接采集帶有噪聲的電流信號，該電流采樣電路與驅(qū)動動電路之間連接有驅(qū)動信號恢復(fù)電路，用于消除噪聲并保留有用脈沖電流信號，同時將該脈沖電流信號恢復(fù)成驅(qū)動信號，傳輸給驅(qū)動電路，對其增強后輸出。

所述雙脈沖轉(zhuǎn)換電路的輸入端與驅(qū)動電壓信號V₀連接，將該驅(qū)動信號V₀的上升沿和下降沿分別轉(zhuǎn)換為電壓脈沖控制信號V₁和V₂，并輸出給高壓電平移位對管。

所述高壓電平移位對管，包括耐200V以上高壓的LDMOS管L₁和L₂；該L₁和L₂管相匹配，且兩管漏極與源極之間的導(dǎo)通電阻R₁與R₂阻值設(shè)定為大于2MΩ。