[发明专利]高边功率MOSFET的驱动保护电路

说明书

本申请公开了一种高边功率MOSFET的驱动保护电路，包括低压输入控制电路、第一电平转换电路、第二电平转换电路、第三电平转换电路和驱动电路；低压输入控制电路分别与第一电平转换电路、第二电平转换电路和第三电平转换电路相连接；驱动电路分别与第一电平转换电路和第三电平转换电路相连接；所述第二电平转换电路与所述第三电平转换电路相连接；所述低压输入控制电路用于分别控制所述第一电平转换电路、所述第二电平转换电路和所述第三电平转换电路的电压转换以驱动高边功率MOSFET工作。本申请的高边功率MOSFET的驱动保护电路，能确保高边功率MOSFET用于高边驱动时既能正常开启又能正常关断，同时还能保护高边功率MOSFET正常工作不被过压击穿。

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，具体涉及一种高边功率金属-氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）的驱动保护电路。

背景技术

随着集成电路工艺的不断发展，电路对工作电流的需求越来越大，要在电路内设计一个能通过大电流的开关，开关电路的功率损耗要求不断提高，这就要求尽可能地降低内部开关管的导通阻抗。为了满足这个要求，现有技术中使用导通电阻尽可能低的低导通电阻器件，由于N沟道增强型场效应管（Negative-Metal-Oxide-Semiconductor，NMOS，NMOSFET）的电迁移率是P沟道增强型场效应管（Negative-Metal-Oxide-Semiconductor，PMOS，PMOSFET）的将近1/4，所以NMOS功率管得到了更多的使用。实际设计中，在使用NMOS管做高边驱动时，由于NMOS漏极D接电源，当NMOS管子导通时其漏源电压VDS压降近乎为零，源极S的电压也等于电源电压，要开启这个管子，NMOS管栅极电压需要高过电源电压才行，这通过在电路中增加一个电荷泵电路产生一个高过电源电压的内部电源电荷泵电压VCP来保证NMOS管的正常开启；当驱动需要关断NMOS时，断开栅极连接的电荷泵，此时NMOS管的源极S会由电源电压减小到地电压，在此过程中，栅压也将经历从VCP电压减小到地电压的变化，如果不能正确处理这个过程中电压的变化，极易造成NMOS管的过压击穿而损毁电路。

发明内容

本申请的目的是提供一种高边功率MOSFET的驱动保护电路。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种高边功率MOSFET的驱动保护电路，包括低压输入控制电路、第一电平转换电路、第二电平转换电路、第三电平转换电路和驱动电路；所述低压输入控制电路分别与所述第一电平转换电路、所述第二电平转换电路和所述第三电平转换电路相连接；所述驱动电路分别与所述第一电平转换电路和所述第三电平转换电路相连接；所述第二电平转换电路与所述第三电平转换电路相连接；所述低压输入控制电路用于分别控制所述第一电平转换电路、所述第二电平转换电路和所述第三电平转换电路的电压转换；所述第三电平转换电路用于响应于来自所述低压输入控制电路的输入以及来自所述第二电平转换电路的输入进行电压转换；所述驱动电路用于响应于来自所述第一电平转换电路的输入以及来自所述第三电平转换电路的输入调整输出电压以驱动高边功率MOSFET工作。

进一步地，所述低压输入控制电路包括串联的第一反相器和第二反相器。

进一步地，所述第一反相器的输出端与所述第二电平转换电路相连接，所述第二反相器的输出端分别与所述第一电平转换电路和所述第三电平转换电路相连接。