[實用新型]一種多電壓域開關控制電路

有效

• 申請號: 202122776857.0
• 申請日: 2021-11-12
• 公開（公告）號: CN216565100U
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 許延華;陳艷;孟穎;白俊峰
• 申請（專利權）人: 北京中電華大電子設計有限責任公司
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687;H03K19/0185
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種多電壓域開關控制集成電路，電路使用以1.5V為電源的輸入信號來控制傳輸10V的高電壓。工作時，此開關電路有兩條傳輸通路，其中一條通路傳輸0～2.5V電壓范圍，另一條通路傳輸8～12V電壓范圍，此開關電路涉及多種不同的電壓值，因此需要精確控制才能正常傳輸。本實用新型電路包括三個MOS開關管、三個開關控制電路：所述MOS開關管導通時可以傳輸正確的電壓，關閉時電壓不能傳輸為截止狀態；所述開關控制電路為電平移位器功能的電路，其輸出信號施加在MOS開關管的柵極來控制MOS開關管的導通或者關閉，本實用新型的優點在于采用此結構傳輸高電壓時對高電壓的時序無約束。

技術領域

本發明涉及多電壓域傳輸控制，在一些特定電路中除了電源電壓以外，還會有不同于電源電壓值的一些電壓，尤其是對高于電源電壓的電壓進行傳輸控制，需要合理設計電路。

背景技術

一般情況下，集成電路芯片中會有1～2種電源電壓，比如0.9～1.5V的邏輯電源電壓，1.6～5.5V的模擬電源電壓等，但是在一些特殊電路中會涉及到比電源電壓高的電壓值，比如通過Charge Pump產生10-20V的電壓值，這樣在一個芯片電路中連同電源電壓就會產生幾種不同的電壓，形成了多電壓域，不同電壓域之間的互連控制就變的復雜了。為了避免在不同電壓源之間產生不必要的漏電通路和耐壓違反等問題，怎么利用較低的電源電壓以最簡單的時序合理控制高電壓的傳輸，需要在電路設計時充分考慮各種情況。本發明在此背景下提出了一種在多電壓域下進行控制傳輸不同電壓的簡單方便的電路結構，避免了復雜時序的控制，簡化了電路設計。

實用新型內容

為實現多電壓域的便利控制和傳輸，本發明提供一種多電壓域傳輸控制電路，它利用MOS開關管和電平移位器控制電路組成了兩條傳輸通路，如附圖1所示，根據控制信號CTRL_IN1、控制信號CTRL_IN2、控制信號CTRL_IN3的控制時序來選擇其中一條通路打開，實現了傳輸多電壓域的功能。當控制信號CTRL_IN1為高，控制信號CTRL_IN2為低、控制信號CTRL_IN3為低時，芯片引腳輸入輸出信號TP傳輸和芯片內部高電壓輸入輸出信號HVIN連通，可以進行高電壓8～12V的傳輸。當控制信號CTRL_IN1為低，控制信號CTRL_IN2為高、控制信號CTRL_IN3為高時，芯片引腳輸入輸出信號TP和芯片內部低電壓輸入輸出信號LVIN連通，可以進行低電壓0～1.5V的傳輸。其中，由于傳輸高壓時的MOS管自身所承受的翻轉導通耐壓較低，所以傳統結構的電平移位器無法直接在高電壓域下進行翻轉動作，再加上芯片引腳輸入輸出信號TP是芯片外部施加的電壓(比如從外部測試機施加)，芯片引腳輸入輸出信號TP上的電壓施加時序與芯片電路內部時序很難對齊同步，這也大大限制了傳統結構的電平移位器的使用，因此特意針對此點，本發明專門設計了一種跟電壓施加時序完全無關的電平移位器控制電路，實現了便利的電壓傳輸控制，大大簡化了時序設計。

參考附圖1、附圖2及附圖3，本發明電路由MOS開關管M1、MOS開關管M2、MOS開關管M3、控制電路U1、控制電路U2、控制電路U3構成。

所述MOS開關管均為普通5V工作電壓的MOS，其承受耐壓大概12V，通過控制MOS開關管的柵極電壓即可控制MOS開關管的導通和截止實現電壓傳輸。

所述控制電路單元均為電平移位器，電平移位器的輸入信號的幅度為低壓邏輯控制信號，其幅度為0-1.5V，電平移位器的輸出信號幅度可以為多種電壓，取決于其連接的電源的電壓范圍，這樣就通過電平移位器電路實現了低壓控制邏輯信號幅度轉換成高電壓信號幅度，實現對MOS開關管柵極的控制。

由上述可知，本發明的優點在于利用此電路結構傳輸電壓時，外部電壓施加時序是任意的無任何制約，大大簡化了對外部電壓變化的特意時序控制，方便使用。

附圖說明

圖1是多電壓域傳輸控制電路總體結構框圖；

圖2高壓通路的電平移位器電路原理圖；

圖3低壓通路的電平移位器電路原理圖；