[發明專利]一種抗噪聲的高壓柵驅動電路

有效

• 申請號: 201811612718.0
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109687861B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 方健;王定良;雷一博;張波;王卓
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175;H03K19/003
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種抗噪聲的高壓柵驅動電路，屬于模擬集成電路技術領域。包括高壓電平位移模塊、共模噪聲消除電路、RS鎖存器和驅動模塊，高壓電平位移模塊通過LDMOS管來實現對信號電平的提高，將輸入的兩路低壓脈沖控制信號轉換成高壓脈沖信號并連同高壓共模信號輸出至共模噪聲消除電路，共模噪聲消除電路利用差模放大器的原理實現對共模噪聲的消除，RS鎖存器和驅動模塊將消除噪聲后的窄脈沖信號重新轉變成輸出信號用于驅動高側功率管。本發明可以消除各種共模干擾噪聲，能夠適用于更窄的窄脈沖輸入信號，具有更低的電路功耗。

技術領域

本發明屬于模擬集成電路技術領域，涉及一種抗噪聲的高壓柵驅動電路。

背景技術

在功率芯片或集成電路驅動芯片中，都存在著高壓柵驅動電路，這種電路采用高壓電平位移技術，實現低電壓向高電壓的轉換以驅動高側功率管。高壓柵驅動電路屬于高壓集成電路(HVIC)的典型電路，這類的高壓柵驅動電路在電機驅動、平板顯示以及其他消費電子領域具有廣泛的應用，都是采用高低壓兼容工藝，利用高壓LDMOS器件將低壓控制信號轉換成高壓控制信號，從而驅動高端電路工作，一般這類高壓柵驅動電路系統都采用半橋拓撲結構。

半橋驅動芯片主要用來驅動外部拓撲結構的功率管，內部的驅動電路按照工作電源電壓的不同分為高壓柵驅動電路和低壓側驅動電路，隨著半橋拓撲結構功率管的開通和關斷輸出點電壓工作在浮動狀態，因此高壓柵驅動電路的電壓也應隨著輸出點電壓的變化工作在浮動狀態，這種功能主要可以通過外部的自舉電路來實現。

如圖1所示是一個包含高壓電平位移電路的高壓半橋驅動電路的結構圖，T1和T2是高壓柵驅動電路所驅動的兩個IGBT功率管，高壓柵驅動電路主要用來驅動高側功率管T1的工作。現有技術的高壓柵驅動電路主要由脈沖發生器、高壓電平位移電路、脈沖濾波電路、SR鎖存器和高側驅動電路構成。為了降低電路的功耗，脈沖發生器將輸入信號轉換成窄脈沖信號，高壓電平位移電路將相對于地信號GND的低壓窄脈沖轉變為相對高端浮動地VS的高壓窄脈沖，脈沖濾波電路將濾去高壓電平位移電路輸出信號中的噪聲，SR鎖存器和高側驅動電路將窄脈沖信號重新轉變成輸出信號，實現對高側功率管T1開通與關斷的控制。

但是，高壓電平位移電路通過浮動電源VB供電，由于高壓電平位移電路的LDMOS管漏端有較大的寄生電容，所以當外部功率管開啟和關斷時會使浮動電源VB和浮動電源VB的高端浮動地VS劇烈的變化，在浮動電源VB和高端浮動地VS節點產生dv/dt干擾噪聲，該噪聲會形成經LDMOS漏極上的負載電阻對LDMOS寄生電容的充電電流，該電流會在負載電阻上造成一定的壓降，即造成高壓電平位移電路的輸出信號帶有較大的共模干擾噪聲。

在申請號為201510476899.9，發明名稱為一種具有抗噪聲干擾特性的電平移位電路的專利申請中提到一種電平移位電路，如圖8所示，該專利申請通過采用額外的LDMOS和PMOS管對兩輸入的LDMOS管的寄生電容充電來消除干擾，但這種方式對前級電路的窄脈沖寬度要求較高，且電路功耗較大。

發明內容

針對上述傳統高壓柵驅動電路存在的干擾噪聲、窄脈沖寬度要求和功耗的問題，本發明提供了一種能夠抗噪聲干擾的高壓柵驅動電路，以實現在消除共模噪聲干擾的同時，不影響正常信號的傳遞，功耗更低且能適用更窄的窄脈沖信號。

本發明的技術方案為：

一種抗噪聲的高壓柵驅動電路，包括高壓電平位移模塊、第一共模噪聲消除模塊、第二共模噪聲消除模塊、RS鎖存器和驅動模塊，

所述高壓電平位移模塊包括第一齊納二極管、第二齊納二極管、第三齊納二極管、第四齊納二極管、第五齊納二極管、第六齊納二極管、第七齊納二極管、第八齊納二極管、第九齊納二極管、第一LDMOS管、第二LDMOS管、第三LDMOS管、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻和第八電阻，

第一LDMOS管的柵端作為所述高壓電平位移模塊的第一輸入端，其漏端作為所述高壓電平位移模塊的第一輸出端并通過第三電阻后連接浮動電源，其源端通過第六電阻后接地；