[發明專利]一種基于電荷泵的高壓驅動電路

有效

• 申請號: 201910574987.0
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110224586B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 韓方;楊曉萍;王俊峰;王云
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H02M3/04
• 分類號: H02M3/04;H02P6/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明提供一種基于電荷泵的高壓驅動電路，結構簡單，設計合理，能夠提供連續穩定的高壓浮動電源，很好地實現電機驅動器的持續高壓驅動。其包括依次連接的電荷泵電路、電平轉換電路和MOSFET關斷電路；所述的電荷泵電路用于根據連接的功率電源V_P輸出高于功率電源V_P且連續穩定的浮動電源；所述的電平轉換電路用于根據連接的高壓控制信號V_IN，將接入的浮動電源轉化為高壓驅動電壓；所述的MOS關斷電路用于接入高壓驅動電壓對輸出端連接的VDMOS進行驅動和保護。

技術領域

本發明屬于半導體混合集成電路領域，涉及用于無刷直流電機驅動方面的高壓驅動電路，具體為一種基于電荷泵的高壓驅動電路。

背景技術

無刷直流電機具有調速性能良好、運行可靠、壽命長、結構簡單及維護方便等優點，其應用范圍廣泛。電機驅動電路的電性能直接決定了電機工作的可靠性及穩定性，是電機系統的核心部分，因國內工藝水平的限制，國內高壓電機驅動技術與國外相比存在很大差距，高壓驅動芯片一直依賴進口的功率驅動芯片(如IR2110、IR2130系列功率MOS柵驅動IC)，主要采用自舉技術形成懸浮的高壓側電源，進行全橋驅動電路的設計。自舉式全橋驅動電路雖然具有結構簡單、工作穩定等優點，但在驅動頻率上仍具有明顯的不足，驅動頻率變化在數十Hz至數千Hz之間，無法提供數Hz及更低頻率的連續驅動。工作頻率與自舉電容充放電情況直接相關，當電容沒有充滿，或者電容充滿但持續工作時間較長，導致電容放電完畢，則高壓驅動電路無法正常工作。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種基于電荷泵的高壓驅動電路，結構簡單，設計合理，能夠提供連續穩定的高壓浮動電源，很好地實現電機驅動器的持續高壓驅動。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種基于電荷泵的高壓驅動電路，包括依次連接的電荷泵電路、電平轉換電路和MOSFET關斷電路；

所述的電荷泵電路用于根據連接的功率電源V_P輸出高于功率電源V_P且連續穩定的浮動電源；

所述的電平轉換電路用于根據連接的高壓控制信號V_IN，將接入的浮動電源轉化為高壓驅動電壓；

所述的MOS關斷電路用于接入高壓驅動電壓對輸出端連接的VDMOS進行驅動和保護。

優選的，所述電荷泵電路包括電阻R1、電容C1與反相器組成的振蕩器單元，以及電容C2、C3和二極管D1、D2；電容C1一端接地，另一端接反相器的輸入端；電阻R1兩端分別接反相器的輸入端和輸出端；反相器的輸出端連接電容C3的一端，二極管D1陰極和二極管D2陽極與電容C3另一端連接，功率電源V_P、二極管D1陽極與電容C2一端相連，二極管D2陰極、電容C2另一端與電荷泵電路的輸出相連。

進一步，所述電荷泵電路中電容C3、C2的容值均為0.1μF～100μF。

優選的，所述電平轉換電路包括NPN雙極晶體管Q1、PNP雙極晶體管Q2、以及電阻R2、R3、R4；電源電壓V_DD接NPN雙極晶體管Q1的基極，電阻R2接NPN雙極晶體管Q1的發射極，電阻R2另一端接高壓控制信號V_IN，NPN雙極晶體管Q1的集電極接電阻R3一端及PNP雙極晶體管Q2的基極，電阻R3另一端及電阻R4一端接電荷泵電路的輸出，PNP雙極晶體管的發射極接電阻R4另一端和PNP雙極晶體管Q2的集電極接電平轉換電路的輸出。