[發(fā)明專利]浮柵驅(qū)動芯片中抑制高側(cè)浮動電源低電平負過沖的電路有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310080254.4 | 申請日： | 2013-03-13 |
| 公開（公告）號： | CN103236834A | 公開（公告）日： | 2013-08-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 祝靖;孫國棟;張允武;孫偉鋒;陸生禮;時龍興 | 申請（專利權(quán)）人： | 東南大學 |
| 主分類號： | H03K19/094 | 分類號： | H03K19/094 |
| 代理公司： | 南京天翼專利代理有限責任公司 32112 | 代理人： | 湯志武 |
| 地址： | 214135 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 驅(qū)動 芯片 抑制 浮動 電源 電平 電路 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及浮柵驅(qū)動芯片，尤其涉及一種浮柵驅(qū)動芯片中抑制高側(cè)浮動電源低電平負過沖的電路，屬于高壓集成電路（HVIC）設(shè)計領(lǐng)域。
背景技術(shù)
作為先進的高壓功率開關(guān)器件驅(qū)動方案，浮柵驅(qū)動芯片作為高壓集成電路（HVIC）中的一種結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于電機驅(qū)動，逆變器，開關(guān)電源，汽車電子，照明等領(lǐng)域，與日常生活及工業(yè)發(fā)展有密切的聯(lián)系。圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)浮柵驅(qū)動芯片及外部器件的基本結(jié)構(gòu)，它的作用就是用高、低側(cè)兩個通道來驅(qū)動芯片外部的功率級高、低側(cè)的高壓功率開關(guān)器件（圖中上下串連的IGBT1和IGBT2（或者是其他的功率開關(guān)管）），使它們交替導通，從而在VS節(jié)點輸出一個0～母線電壓的脈沖信號。為了方便說明本發(fā)明電路的具體原理，我們把芯片外部的這兩個IGBT（分立器件）及外部自舉二極管DBOOT（分立器件）和自舉電容CBOOT（分立器件）也畫入圖中，所指的感性負載是用電感Lload代替的。其中自舉二極管DBOOT和自舉電容CBOOT的作用是VB與VS之間維持一個恒定15V的壓差，目的是當IGBT1導通VS升高為母線電壓時將VB也抬高使高側(cè)電路的供電維持在自舉電容CBOOT上的電壓15V，這也是為什么稱此芯片為浮柵驅(qū)動的原因，因為高側(cè)電路是由“浮動”的的電源供電來驅(qū)動柵極的。高壓集成電路（HVIC）在驅(qū)動直流無刷電機（BLDC）工作時，由于所驅(qū)動電機電樞是感性負載，功率級高側(cè)的高壓功率開關(guān)器件（IGBT1）在換相和非換相期間快速關(guān)斷時，負載上產(chǎn)生很大的感生電流，都會通過低側(cè)高壓功率開關(guān)器件（IGBT2）的續(xù)流二極管續(xù)流，此時的輸出節(jié)點就會產(chǎn)生瞬間的負過沖電壓。當此負過沖電壓過高時會使芯片中以P型襯底為發(fā)射極、N型埋層（BN）為基極、與N型埋層（BN）相接的P阱為集電極的寄生的PNP三極管開啟并產(chǎn)生很高的集電極發(fā)射極電流，如果此電流的幅值足夠高維持時間足夠長，就會使得高側(cè)邏輯電路中寄生可控硅（SCR）結(jié)構(gòu)被觸發(fā)，在高側(cè)浮動電源高電平VB與低電平VS之間會形成低阻抗通路從而產(chǎn)生閂鎖效應(yīng)（Latch-up），這種高側(cè)寄生可控硅SCR結(jié)構(gòu)觸發(fā)的危害性極大。目前幾個全球領(lǐng)先的高壓集成電路（HVIC）供應(yīng)商已經(jīng)針對這一問題提出了幾種解決方法，如IR公司提出的在襯底與地之間集成一些限流電阻、飛兆公司提出的在芯片外圍增加分立器件等，這些方法不僅延長了浮柵驅(qū)動芯片的開發(fā)周期而且成本較高。所以，芯片內(nèi)部集成的電路解決方案是最佳選擇。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有高壓集成電路(HVIC)中高側(cè)浮動電源低電平VS負過沖過高存在的問題，提供了一種浮柵驅(qū)動芯片中抑制高側(cè)浮動電源低電平負過沖的電路，所涉及的電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種浮柵驅(qū)動芯片中抑制高側(cè)浮動電源低電平負過沖的電路，浮柵驅(qū)動芯片中設(shè)有高側(cè)通道、低側(cè)通道，高、低側(cè)通道中均分別設(shè)有邏輯電路和驅(qū)動電路，其特征在于，將常規(guī)的高側(cè)通道中的驅(qū)動電路加以改進，并且在改進后的高側(cè)通道中的驅(qū)動電路與高側(cè)浮動電源低電平VS之間增設(shè)電流檢測與控制電路，改進后的高側(cè)通道中的驅(qū)動電路的一個輸入端連接邏輯電路的輸出端，電流檢測與控制電路的輸出端與改進后的高側(cè)通道中的驅(qū)動電路的另一輸入端連接，改進后的高側(cè)通道中的驅(qū)動電路的輸出端連接浮柵驅(qū)動芯片的高側(cè)輸出引腳，其中：
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