[發明專利]一種輸入級電路、驅動電路以及電源系統

有效

• 申請號: 201911392802.0
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN113131913B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 張長洪;張海冰;鄒臣;袁瑩瑩
• 申請（專利權）人: 圣邦微電子（北京）股份有限公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;岳丹丹

本發明公開了一種輸入級電路、驅動電路以及電源系統，輸入級電路包括電平轉換模塊、邏輯模塊和負壓保護模塊，電平轉換模塊適于將信號輸入端的輸入信號轉換為第一信號，邏輯模塊根據第一信號產生一邏輯信號，并將該邏輯信號提供至信號輸出端，負壓保護模塊和電平轉換模塊連接于第一節點，適于在信號輸入端的輸入信號為恒定負壓時，將第一節點鉗位于一安全電壓范圍內，以保護輸入級電路的內部電路。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，更具體地涉及一種輸入級電路、驅動電路以及電源系統。

背景技術

在電源系統中，通過控制開關型功率管(即功率開關管，例如通過IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)或者MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金屬氧化物半導體場效應晶體管)來實現)的導通和關斷來實現電能的變換和輸出電壓的穩定。功率開關管的柵極驅動集成電路是HVIC(高壓集成電路)的典型電路之一，其具有高可靠性，面積小，效果好等優點而被廣泛應用于家用電器與工業設備、航空、航天、汽車等技術領域。如圖1示出了傳統的功率開關管的驅動示意圖。如圖1所示，驅動芯片110包括電源管腳VDD、輸入管腳IN、輸出管腳OUT以及接地管腳GND。電源管腳VDD與電源電壓Vdd連接，輸入管腳IN用于接收輸入信號Vin、接地管腳GND用于接地，輸出管腳OUT與功率開關管M0的柵極連接以驅動功率開關管M0。當輸入信號Vin為高電平時，功率開關管M0導通；當輸入信號Vin為低電平時，功率開關管M0關斷。

由于功率開關管一般都工作在較大電流的環境下，所以在傳統的驅動電路中，當功率開關管導通時，其中的大電流會將接地端的電位拉高，由于驅動芯片110的輸入信號Vin的電位不變，繼而導致輸入信號Vin相對出現負壓，這個負壓可能對驅動芯片110的內部電路造成損壞。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種輸入級電路、驅動電路以及電源系統，該輸入級電路在信號輸入端出現負壓的情況下也可以有效的保護芯片內部的功能電路，此外，該輸入級電路還具有高速輸入以及ESD保護等功能。

根據本發明實施例的第一方面，提供了一種輸入級電路，包括：電平轉換模塊，適于將所述信號輸入端的輸入信號轉換為第一信號；邏輯模塊，適于根據所述第一信號產生一邏輯信號，并將所述邏輯信號提供至信號輸出端；以及負壓保護模塊，與所述電平轉換模塊連接于第一節點，適于在所述信號輸入端的輸入信號為負壓時將所述第一節點鉗位于一安全電壓。

優選地，所述電平轉換模塊包括：一晶體管，其具有與所述信號輸入端連接的第一端、與內部基準電壓連接的控制端、以及第二端，第一電阻，其具有與所述晶體管的第二端連接的第一端、以及與地連接的第二端，其中，所述晶體管和所述第一電阻之間的第二節點用于提供所述第一信號。

優選地，所述負壓保護模塊包括：第二電阻，其具有與所述信號輸入端連接的第一端、以及第二端；一肖特基二極管，其具有與所述第二電阻的第二端連接的陰極、以及與地連接的陽極，其中，所述第二電阻和所述肖特基二極管的中間節點與所述晶體管的第一端連接于所述第一節點。

優選地，所述輸入級電路還包括連接于所述信號輸入端和所述第一節點之間的電壓耦合模塊。

優選地，所述電壓耦合模塊包括依次串聯連接于所述信號輸入端和所述第一節點之間的第三電阻和一電容。

優選地，所述輸入級電路還包括ESD保護模塊，所述ESD保護模塊包括：第一二極管，其具有與電源電壓連接的陰極、以及與所述信號輸入端連接的陽極；以及第二二極管，其具有與所訴電源電壓連接的陰極、以及與地連接的陽極。

優選地，所述邏輯模塊包括：一觸發器，其具有與所述第二節點連接以接收所述第一信號的輸入端、以及輸出端；一反相器，其具有與所述觸發器的輸出端連接的輸入端、以及提供所述邏輯信號的輸出端。