[发明专利]一种高侧功率开关的输出级电路

权利要求书

1.一种高侧功率开关的输出级电路，其特征在于，包括高侧功率管MN0、功率管栅极驱动模块和输出负压钳位模块，

所述高侧功率管MN0为NMOS功率管，其漏极连接电源电压，其源极作为输出端；

所述功率管栅极驱动模块用于驱动控制所述高侧功率管MN0，当需要驱动所述高侧功率管MN0导通时，所述功率管栅极驱动模块对所述高侧功率管MN0的栅极充电，从而打开所述高侧功率管MN0；当需要驱动所述高侧功率管MN0关断时，所述功率管栅极驱动模块对所述高侧功率管MN0的栅极放电，从而关断所述高侧功率管MN0；

所述输出负压钳位模块包括第一PMOS管MP1、第十七二极管D17、第十八二极管D18、第十九二极管D19、第二十二极管D20和第四耗尽型NMOS管MND4，第四耗尽型NMOS管MND4的栅源短接并连接第一PMOS管MP1的栅极、第十八二极管D18的阳极和第十九二极管D19的阴极，其漏极连接第一PMOS管MP1的源极和所述电源电压；第十九二极管D19的阳极连接所述输出端；第十七二极管D17的阳极连接第十八二极管D18的阴极，其阴极连接所述电源电压；第二十二极管D20的阳极连接第一PMOS管MP1的漏极，其阴极连接所述高侧功率管MN0的栅极；

所述功率管栅极驱动模块包括第一耗尽型NMOS管MND1、第二耗尽型NMOS管MND2、第三耗尽型NMOS管MND3、第一NMOS管MN1、第一电阻R1和第十六二极管D16，

第一耗尽型NMOS管MND1的漏极连接电荷泵的输出电压，其栅源短接并连接第十六二极管D16的阳极和所述高侧功率管MN0的栅极；

第一NMOS管MN1的栅极连接驱动控制信号，其漏极连接第十六二极管D16的阴极，其源极通过第一电阻R1后接地；当需要驱动所述高侧功率管MN0导通时，所述驱动控制信号为逻辑低电平，当需要驱动所述高侧功率管MN0关断时，所述驱动控制信号为逻辑高电平；

第二耗尽型NMOS管MND2的漏极连接所述高侧功率管MN0的栅极，其栅极连接第三耗尽型NMOS管MND3的栅极和源极并连接所述输出端，其源极连接第三耗尽型NMOS管MND3的漏极。

2.根据权利要求1所述的高侧功率开关的输出级电路，其特征在于，所述高侧功率开关的输出级电路还包括栅极保护模块，所述栅极保护模块用于在所述高侧功率管MN0正常开启时，将所述高侧功率管MN0的栅极电荷泄放至所述电源电压，使得所述高侧功率管MN0的栅极电压不超过其耐压最大值。

3.根据权利要求2所述的高侧功率开关的输出级电路，其特征在于，所述栅极保护模块包括多个串联的第一二极管和第十六二极管D16，每一个第一二极管的阳极连接下一个第一二极管的阴极，第一个第一二极管的阴极连接所述电源电压，最后一个第一二极管的阳极连接第十六二极管D16的阴极，所述第一二极管的个数由所述高侧功率管栅极电压的耐压最大值决定。

4.根据权利要求1-3任一项所述的高侧功率开关的输出级电路，其特征在于，所述高侧功率开关的输出级电路还包括电流限制模块，所述电流限制模块包括第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3和第四NMOS管MN4，第二NMOS管MN2的栅极连接第四NMOS管MN4的漏极和所述高侧功率管MN0的栅极，其漏极连接所述电源电压，其源极连接第三NMOS管MN3的栅极和漏极以及第四NMOS管MN4的栅极；第三NMOS管MN3和第四NMOS管MN4的源极连接所述输出端。

5.根据权利要求1所述的高侧功率开关的输出级电路，其特征在于，第十七二极管D17和第十八二极管D18为齐纳二极管。

6.根据权利要求1所述的高侧功率开关的输出级电路，其特征在于，第十九二极管D19为高反向击穿电压的保护二极管结构或为多个齐纳二极管的串联结构。