[發(fā)明專利]光電隔離驅(qū)動(dòng)器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310208738.6
• 申請日: 2023-02-28
• 公開（公告）號: CN116318113A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳益群;林清俤;鄧維平;林澤佑;施云生
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波群芯微電子股份有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張英英

本發(fā)明公開了一種光電隔離驅(qū)動(dòng)器，包括：光發(fā)射模塊、光接收模塊、信號處理模塊、以及推挽輸出功率模塊；所述光發(fā)射模塊用于根據(jù)外部輸入電壓信號產(chǎn)生光信號；所述光接收模塊包括至少一個(gè)PIN結(jié)光電二極管，用于接收所述光信號，產(chǎn)生電流信號；所述信號處理模塊用于根據(jù)所述電流信號輸出驅(qū)動(dòng)信號；所述推挽輸出功率模塊為互補(bǔ)輸出功率結(jié)構(gòu)，用于根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號輸出電壓信號。利用本發(fā)明方案，可以提高傳輸速率和輸出電流，使其滿足大電流及高傳輸率的需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，具體涉及一種光電隔離驅(qū)動(dòng)器。

背景技術(shù)

光電隔離器是以光為媒介來傳輸電信號的器件，即以光為媒介將輸入端電信號耦合到輸出端，實(shí)現(xiàn)“電—光—電”控制。光電隔離驅(qū)動(dòng)器是光電隔離器的一種，利用光電的傳輸和轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)輸入和輸出之間在電氣上的完全絕緣，同時(shí)將來自微控制器或其他來源的低電壓或低電流信號放大，以向大功率器件如晶體管、IGBT(Insulated?Gate?BipolarTransistor，絕緣柵雙極型晶體管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor?Field-EffectTransistor,金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)提供驅(qū)動(dòng)電壓和電流。光電隔離驅(qū)動(dòng)器廣泛應(yīng)用于高功率電機(jī)控制、工業(yè)驅(qū)動(dòng)器、太陽能電源和逆變器、開關(guān)模式和不間斷電源等。

現(xiàn)有的常規(guī)光電隔離驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，該光電隔離驅(qū)動(dòng)器100包括：發(fā)光二極管11、光接收模塊12、信號處理模塊13和推挽輸出功率模塊14。其中，推挽輸出功率模塊14包括兩個(gè)MOS管，即圖1中的LDPMOS管和LDNMOS管。

圖1所示的光電隔離驅(qū)動(dòng)器100，通常將光接收模塊12、信號處理模塊13和推挽輸出功率模塊14做在一個(gè)芯片上，為此，推挽輸出功率模塊14只能采用集成的LDMOS(laterally-diffused?metal-oxide?semiconductor，橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)管，光接收模塊12只能采用集成的PN結(jié)光電二極管。

LDMOS管導(dǎo)通阻抗大，通常在幾百mΩ到幾Ω，大電流輸出時(shí)功耗很大，從而造成最大輸出電流只能限制在5A以下，無法滿足大電流輸出需求。

在整個(gè)光電隔離驅(qū)動(dòng)器中，光接收模塊傳輸延時(shí)時(shí)間占主要比重。現(xiàn)有的光接收模塊采用集成的PN結(jié)光電二極管，其光電靈敏度低需要很大芯片面積才能滿足接收電流要求，造成結(jié)電容很大，使得整個(gè)光電隔離驅(qū)動(dòng)器傳輸速率低，傳輸延遲時(shí)間在幾百ns數(shù)量級以上，無法滿足高速傳輸需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種光電隔離驅(qū)動(dòng)器，以提高傳輸速率和輸出電流，使其滿足大電流及高傳輸率的需求。

為此，本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種光電隔離驅(qū)動(dòng)器，包括：光發(fā)射模塊、光接收模塊、信號處理模塊、以及推挽輸出功率模塊；

所述光發(fā)射模塊，用于根據(jù)外部輸入電壓信號產(chǎn)生光信號；

所述光接收模塊包括至少一個(gè)PIN結(jié)光電二極管，用于接收所述光信號，產(chǎn)生電流信號；

所述信號處理模塊，用于根據(jù)所述電流信號輸出驅(qū)動(dòng)信號；

所述推挽輸出功率模塊為互補(bǔ)輸出功率結(jié)構(gòu)，用于根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號輸出電壓信號。

可選地，所述推挽輸出功率模塊包括上管和下管，所述上管和下管均為大功率MOS管；所述上管和所述下管的連接點(diǎn)作為所述光電隔離驅(qū)動(dòng)器的輸出端；所述上管工作時(shí)，所述下管停止工作，所述輸出端輸出高電平；所述下管工作時(shí)，所述上管停止工作，所述輸出端輸出低電平。

可選地，所述上管包括并聯(lián)連接的第一PMOS管和第一NMOS管，所述下管包括第二NMOS管。

可選地，所述第一PMOS管、所述第一NMOS管、以及所述第二NMOS管為三個(gè)獨(dú)立芯片，并且由各自不同的驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)。