[发明专利]一种具有抗噪声干扰特性的电平移位电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体的说涉及一种具有抗噪声干扰特性的电平移位电路。

背景技术

高压功率MOS栅驱动集成电路是HVIC(高压集成电路)的典型电路之一，由于其高可靠性，面积小，效果高等特点被广泛应用于家用电器与工业设备、航空、航天、武器系统等方面。HVIC的一个特性是内置高电平位移功能，能够将来自微控制器PWM输入直接转换至高边功率器件，但由于HVIC对外部噪声敏感，因为其信号通过脉冲信号和SR锁存器进行转换的，对于这种脉冲驱动HVIC，高dv/dt(dv/dt是电路能够承受的最大Vs变化率)开关驱动IGBT是最危险的开关类型，所以其噪声免疫能力至关重要。目前，伴随着系统功耗的降低，电路需求的开关速度将会更高，这造成了恢复电流的增加和dv/dt的升高。另外，负Vs噪声抖动也会给电路造成极大的问题。

一种比较经典的高压电平位移电路如图1所示，包括3个N型LDMOS管、2个PMOS管、2个齐纳二极管、4个电阻，由于LDMOS耐高压的特性，该电路通过N型高压LDMOS管LDMOS1和LDMOS3及其负载电阻R1、R4进行电平位移，可以弥补通常电平位移电路不耐高压的缺点，并且具有功耗低的优点，尤其针对不同的占空比输入电压都可以有效的实现电平位移。但是由于该电路需要通过使用V/I/V转换电路来提升其噪声免疫能力(其结构框图如图2所示)，此种电路结构复杂，需要电路面积大，工艺难度高，并且其噪声免疫能力有限。

发明内容

本发明所要解决的，就是针对现有的电平位移电路存在的缺陷，提出一种具有抗噪声干扰特性的电平移位电路，其原理框图如图3所示，上下两路窄带脉冲信号，经过本发明的电平位移电路进行高压电平位移后，无需通过噪声消除电路，可直接经过RS触发器进行信号恢复。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有抗噪声干扰特性的电平移位电路，如图4所示，该电路由第一LDMOS管LDMOS1、第二LDMOS管LDMOS2、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第一电容C1、第二电容C2、第一齐纳二极管D1、第二齐纳二极管D2、第一缓冲器B1和第二缓冲器B2构成；其中，第一LDMOS管LDMOS1的栅极接第一输入信号，其漏极接第一PMOS管MP1的漏极，其源极接地；第一PMOS管MP1的栅极接第一缓冲器B1的输出端，其源极接高端浮动电源VB；第一缓冲器B1的输入接第一电容C1的一端和第一齐纳二极管D1的正极；第一电容C1的另一端和第一齐纳二极管D1的负极接高端浮动电源VB；第一缓冲器B1的输入端、第一电容C1的一端、第一齐纳二极管D1的正极和第一PMOS管MP1漏极的连接点为第一输出端；第二LDMOS管LDMOS2的栅极接第二输入信号，其漏极接第二PMOS管MP2的漏极，其源极接地；第二PMOS管MP2的源极接高端浮动电源VB，其栅极接第二缓冲器B2的输出端；第二缓冲器B2的输入端接第二电容C2的一端和第二齐纳二极管D2的正极；第二电容C2的另一端和第二齐纳二极管D2的负极接高端浮动电源VB；第二缓冲器B2的输入端、第二电容B2的另一端、第二齐纳二极管D2的正极和第二PMOS管MP2的漏极为第二输出端。

本发明总的技术方案，相比现有的高压电平位移电路使用电阻做负载，本发明的电平位移电路使用电容做负载，提高了高压电平位移电路的噪声免疫能力。如图1所示结构的电路，在本电路结构中，R_L＝R_PMOS,因为R_PMOS<R_L，(R_L为传统电路中负载电阻的阻值、R_PMOS为PMOS管的等效电阻阻值)所以本发明电路中的dv/dt容限更大；另外，在VB电压较低时，由于R_L与R_LDMOS之间的分压，使得VB<VCC时，(VL为输出低电平信号的电压值)，而本电路采用电容做负载，R_L≈∞，V_L≈0V。当VS<0V时，后级电路的VT会下降，V_T'＝V_T-α·V_S(α为后级反相器的宽长比)。当输出端产生一个低电平信号时，仅当VT’>VL>0V时有效，当VL>VT’时信号失效，实际测得传统电路的VL值为2V，本电路的VL几乎为0V，因此适应负Vs抖动能力更佳