[发明专利]一种可抗噪声干扰的高压侧栅驱动电路

说明书

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，涉及高压功率MOS栅驱动技术领域，特别涉及一种能够抗噪声干扰的高压侧栅驱动电路。

背景技术

现在市场上很多的功率电子芯片或集成电路驱动芯片系统中，都存在着高压栅驱动电路，这种电路采用高压电平移位技术，实现低压向高压的转换以驱动高侧功率管。高压栅驱动电路属于高压集成电路（HVIC）的典型电路之一。这类HVIC在电机驱动、平板显示以及其他消费电子领域具有广泛的应用，都是采用高低压兼容工艺，利用高压LDMOS器件将低压控制信号转换为高压控制信号，从而驱动高端电路工作，一般这类HVIC的系统都采用半桥拓扑结构。

半桥驱动芯片主要用来驱动外部半桥拓扑结构的功率管，内部的驱动电路按照工作电源电压的不同分为高压侧驱动电路与低压侧驱动电路，随着半桥拓扑结构功率管的开通关断输出点电压工作在浮动状态，因此高压侧的驱动电路电压也应随着输出点电压的变化工作在浮动状态，这种功能主要可以通过外部的自举电路来实现。

高压侧栅驱动电路中有高压电平移位电路，高压电平移位电路的LDMOS管漏端有较大的寄生电容，由于高端电路采用浮动电源供电，所以外部功率管的开启与关断会使VS节点产生dv/dt干扰噪声，并通过自举电容与浮动电源VB结合，使得VB线上也有dv/dt干扰噪声，加上高压电平移位电路中LDMOS漏端寄生电容的影响，快速变化的电压会形成位移电流对寄生电容进行充电，该位移电流在两路LDMOS漏端电阻上均造成很大的电压降，即使高压电平移位电路的输出信号带有较大的共模dv/dt干扰噪声，同时电路中还会有工艺偏差造成的差模窄脉冲噪声。这些噪声干扰都可能致使驱动电路误触发，从而造成系统的故障。

发明内容

针对上述噪声干扰的问题，本发明提供一种电路结构简单的可抗噪声干扰的高压侧栅驱动电路，本发明能够消除共模dv/dt干扰噪声和差模噪声，并能在消除噪声干扰的同时，不影响正常信号的传递，同时还加大了允许的负VS电压。

本发明的技术方案为：

一种可抗噪声干扰的高压侧栅驱动电路，包括高压电平移位电路、差模噪声消除电路、RS触发器、输出驱动级电路、共模噪声消除电路，高压电平移位电路将输入的两路低压脉冲信号转换为高压脉冲信号输出，该高压脉冲信号经过共模噪声消除电路后进入差模噪声消除电路，差模噪声消除电路的输出信号经过RS触发器进入输出驱动级电路，输出驱动级电路输出驱动信号控制外部功率管的开关，其特征在于：在高压电平移位电路与差模噪声消除电路之间设有共模噪声消除电路，所述高压电平移位电路的输出端接共模噪声消除电路的输入端，共模噪声消除电路的输出端接差模噪声消除电路的输入端，所述共模噪声消除电路由PMOS管MP1和PMOS管MP2，电阻R11和电阻R12组成，PMOS管MP1的栅端接高压电平移位电路中的LDMOS管LDM2的漏端，PMOS管MP1的源端接高压电平移位电路中的LDMOS管LDM1的漏端，PMOS管MP1的漏端接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接浮动电源VB的参考点VS，PMOS管MP2的栅端接高压电平移位电路中的LDMOS管LDM1的漏端，PMOS管MP2的源端接高压电平移位电路中的LDMOS管LDM2的漏端，PMOS管MP2的漏端接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接浮动电源VB的参考点VS，所述高压电平移位电路由LDMOS管LDM1和LDMOS管LDM2，漏端电阻R1和漏端电阻R2，齐纳二极管D1、齐纳二极管D2、齐纳二极管D3、齐纳二极管D4、齐纳二极管D5、齐纳二极管D6组成，LDMOS管LDM1的栅极接前级电路的输出端，LDMOS管LDM2的栅极接前级电路的输出端，LDMOS管LDM1和LDMOS管LDM2的源极都接地COM，LDMOS管LDM1管的漏极接电阻R1的一端，电阻R1的另一端接电源信号VB，齐纳二极管D1的负极与电源信号VB相连，齐纳二极管D1的正极与齐纳二极管D2的负极相连，齐纳二极管D2的正极与齐纳二极管D3的负极相连，齐纳二极管D3的正极与LDMOS管LDM1的漏极相连，LDMOS管LDM2管的漏极接电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电源信号VB，齐纳二极管D4的负极与电源信号VB相连，齐纳二极管D4的正极与齐纳二极管D5的负极相连，齐纳二极管D5的正极与齐纳二极管D6的负极相连，齐纳二极管D6的正极与LDMOS管LDM2的漏极相连。所述差模噪声消除电路包括反相器INV1、反相器INV2、反相器INV3、反相器INV4、反相器INV5、反相器INV6，施密特触发器SMT1和施密特触发器SMT2，电容C1和电容C2，反相器INV1的输入端接共模噪声消除电路中的PMOS管MP2的漏端，反相器INV2的输入端接共模噪声消除电路中的PMOS管MP1的漏端，反相器INV1的输出接反相器INV3的输入端，反相器INV3的输出接施密特触发器SMT1的输入，施密特触发器SMT1的输出接反相器INV5的输入，反相器INV5输出置位信号Vset_给RS触发器的S输入端，反相器INV2的输出接反相器INV4的输入端，反相器INV4的输出接施密特触发器SMT2的输入，施密特触发器SMT2的输出接反相器INV6的输入，反相器INV6输出复位信号Vrst_给RS触发器的R输入端。所述输出驱动级电路包括反相器INV7、反相器INV8、反相器INV9、反相器INV10，反相器INV7的输入端接RS触发器的输出端Q，反相器INV8的输入端接反相器INV7的输出端，反相器INV9的输入端接反相器INV8的输出端，反相器INV10的输入端接反相器INV9的输出端，反相器INV10的输出端输出信号HO驱动外部高侧功率管。