[發(fā)明專利]超高壓絕緣隔離IGBT半橋柵驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110347587.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN113078801B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周德金;馬君健;黃偉;陳珍海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無(wú)錫英諾賽思科技有限公司;清華大學(xué)無(wú)錫應(yīng)用技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H02M1/08
• 分類號(hào): H02M1/08;H02M1/32;H03F3/45;H03K19/0185
• 代理公司: 蘇州國(guó)誠(chéng)專利代理有限公司 32293
• 代理人: 韓鳳

1.一種超高壓絕緣隔離IGBT半橋柵驅(qū)動(dòng)電路，其特征是，包括：輸入接收電路（1）、死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生電路（2）、低側(cè)延時(shí)電路（3）、低側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（4）、調(diào)制發(fā)送電路（5）、4個(gè)高壓電容組成的隔離電路（10）、高共模瞬態(tài)抑制差分信號(hào)接收電路（6）、高側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（7）、發(fā)送端低壓產(chǎn)生電路（8）和接收端低壓產(chǎn)生電路（9）；所述隔離電路（10）包括正端發(fā)送電容Ctp、負(fù)端發(fā)送電容Ctn、正端接收電容Crp和負(fù)端接收電容Crn；

其中，低壓數(shù)字輸入信號(hào)HI和LI首先進(jìn)入輸入接收電路（1），進(jìn)行信號(hào)電平判別和邏輯電平高壓轉(zhuǎn)換，得到中壓信號(hào)H和L，連接到死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生電路（2）；死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生電路（2）根據(jù)中壓信號(hào)H得到高側(cè)差分輸入數(shù)據(jù)HIP和HIN，根據(jù)中壓信號(hào)L得到低側(cè)差分輸入數(shù)據(jù)LIP和LIN；高側(cè)差分輸入數(shù)據(jù)HIP和HIN連接到調(diào)制發(fā)送電路（5），得到差分發(fā)送數(shù)據(jù)TxP和TxN；差分發(fā)送數(shù)據(jù)TxP和TxN分別連接到正端發(fā)送電容Ctp左端和負(fù)端發(fā)送電容Ctn左端；所述正端發(fā)送電容Ctp右端和負(fù)端發(fā)送電容Ctn右端分別連接到正端接收電容Crp左端和負(fù)端接收電容Crn左端；正端接收電容Crp右端和負(fù)端接收電容Crn右端分別產(chǎn)生差分接收數(shù)據(jù)RxP和RxN；差分接收數(shù)據(jù)RxP和RxN連接到高共模瞬態(tài)抑制差分信號(hào)接收電路（6），經(jīng)處理得到高側(cè)接收輸出數(shù)據(jù)Douth；高側(cè)接收輸出數(shù)據(jù)Douth最后連接到高側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（7）的輸入端，產(chǎn)生具有大驅(qū)動(dòng)電流的輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)HO；所述低側(cè)差分輸入數(shù)據(jù)LIP和LIN輸入低側(cè)延時(shí)電路（3），低側(cè)延時(shí)電路（3）輸出低側(cè)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)Doutl，并輸出給低側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（4），經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大得到低側(cè)輸出信號(hào)LO；

所述高共模瞬態(tài)抑制差分信號(hào)接收電路（6）、高側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（7）和接收端低壓產(chǎn)生電路（9）組成接收端電路；所述輸入接收電路（1）、死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生電路（2）、發(fā)送端低壓產(chǎn)生電路（8）、調(diào)制發(fā)送電路（5）、低側(cè)延時(shí)電路（3）和低側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（4）組成發(fā)送端電路；所述高共模瞬態(tài)抑制差分信號(hào)接收電路（6）、高側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（7）和接收端低壓產(chǎn)生電路（9）共同使用浮動(dòng)地SW，輸入接收電路（1）、死區(qū)時(shí)間產(chǎn)生電路（2）、發(fā)送端低壓產(chǎn)生電路（8）、調(diào)制發(fā)送電路（5）、低側(cè)延時(shí)電路（3）和低側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（4）共同使用低壓地GND；所述低側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（4）和高側(cè)輸出驅(qū)動(dòng)電路（7）為電路結(jié)構(gòu)相同的輸出驅(qū)動(dòng)電路；所述發(fā)送端低壓產(chǎn)生電路（8）和接收端低壓產(chǎn)生電路（9）為結(jié)構(gòu)相同的低壓產(chǎn)生電路；所述發(fā)送端低壓產(chǎn)生電路（8）連接發(fā)送端電源電壓VCC，產(chǎn)生用于輸入接收電路（1）的低壓電源VCL和發(fā)送端電路內(nèi)部各組成電路所需要的各類參考電壓和偏置電壓；接收端低壓產(chǎn)生電路（9）連接接收端電源電壓VDD，產(chǎn)生用于所述接收端電路內(nèi)部各組成電路所需要的各類參考電壓和偏置電壓；

所述高共模瞬態(tài)抑制差分信號(hào)接收電路（6）包括：差分輸入接收電路（601）、X級(jí)前后級(jí)聯(lián)的共模可調(diào)放大電路（602）、高靈敏度共模可調(diào)放大電路（603）、輸出整形電路（604）和共模自適應(yīng)調(diào)整電路（605）；

其中，差分輸入接收電路（601）首先接收到差分接收數(shù)據(jù)正端接收信號(hào)RxP和負(fù)端接收信號(hào)RxN，經(jīng)濾波處理得到正端輸入信號(hào)Vip和負(fù)端輸入信號(hào)Vin；正端輸入信號(hào)Vip和負(fù)端輸入信號(hào)Vin進(jìn)入X級(jí)前后級(jí)聯(lián)的共模可調(diào)放大電路（602）中的第一級(jí)共模可調(diào)放大電路，最終得到第X級(jí)共模可調(diào)放大電路的正端輸出信號(hào)VoXp和負(fù)端輸出信號(hào)VoXn；正端輸出信號(hào)VoXp和負(fù)端輸出信號(hào)VoXn分別連接高靈敏度共模可調(diào)放大電路（603）的正輸入端和負(fù)輸入端，高靈敏度共模可調(diào)放大電路（603）輸出一組差分輸出信號(hào)，包括正端輸出信號(hào)VoNp和負(fù)端輸出信號(hào)VoNn；輸出整形電路（604）根據(jù)正端輸出信號(hào)VoNp和負(fù)端輸出信號(hào)VoNn的大小，經(jīng)處理得到最終的數(shù)據(jù)輸出，即為高側(cè)接收輸出數(shù)據(jù)Douth；所述共模自適應(yīng)調(diào)整電路（605）根據(jù)電源和地電壓信號(hào)的變化，自適應(yīng)產(chǎn)生用于各級(jí)放大電路的共模調(diào)整信號(hào)C11，C12，C21，C22，…，CX1，CX2，共模自適應(yīng)調(diào)整電路（605）產(chǎn)生的共模調(diào)整信號(hào)C11和C12分別連接到第一級(jí)共模可調(diào)放大電路的共模調(diào)整信號(hào)輸入端；共模調(diào)整信號(hào)C21和C22分別連接到第二級(jí)共模可調(diào)放大電路的共模調(diào)整信號(hào)輸入端；以此類推，共模調(diào)整信號(hào)CX1和CX2分別連接到第X級(jí)共模可調(diào)放大電路的共模調(diào)整信號(hào)輸入端；共模自適應(yīng)調(diào)整電路（605）還產(chǎn)生共模調(diào)整信號(hào)CN1和CN2，分別連接到高靈敏度共模可調(diào)放大電路（603）的共模調(diào)整信號(hào)輸入端；其中，X為大于1的正整數(shù)，N為大于X的正整數(shù)。