[发明专利]一种电平位移电路及集成电路

说明书

本发明属于高压电平位移技术领域，提供了一种电平位移电路、集成电路，通过脉冲滤波模块根据输入电平信号生成四路脉冲滤波信号，开关模块根据四路所述脉冲滤波信号进行导通或者关断，基准镜像模块根据第一电源信号以及开关模块的导通和关断生成基准电流信号，然后由共模滤波模块与基准镜像模块组成电流镜，根据第一电源信号以及基准电流信号生成两路共模滤波信号，触发模块在共模滤波信号中出现共模噪声时进入锁存状态，并根据两路共模滤波信号对输入电平信号进行信号还原处理生成电平位移信号，实现电平位移电路的抗共模噪声干扰的目的，解决了现有的高压电平位移电路存在的滤波宽度无法准确判断、滤波电路增加整体电路延迟等问题。

技术领域

本发明属于高压电平位移技术领域，尤其涉及一种电平位移电路及集成电路。

背景技术

高压集成电路是一种带有各种保护电路、低压控制电路、高压功率器件等功能的栅极驱动电路，它将电力电子与半导体技术结合，显著的提高了整机的集成度和稳定性，具有集成密度高、体积小、速度快、功耗低等优点，逐渐取代传统的分立器件，越来越多的被应用在MOSFET、IGBT的驱动领域。高压集成电路的核心部分是电平移位电路，该电路的功能是在同一个芯片上将对地0~12V或0~15V的信号转换成对地48V~60V或600~615V的信号来实现对高侧MOSFET或IGBT的驱动，相应的高压集成电路分为低压区和高压区，低压区电源采用外部供电，高压区电源采用自举供电。

为了减小高压电平位移电路的延迟，同时降低半桥驱动芯片整体的功耗，一般主要通过产生双路短脉冲的方式来产生高压侧晶体管的驱动信号，再通过RS触发器还原成正常信号驱动高侧功率管。然而随着高压侧浮动电压的快速变化，由于高压电平位移电路的开关管存在寄生电容，因此快速变化的电压会形成位移电流dV/dt，为寄生电容充电。这个位移电流会在开关管的漏端电阻上产生压降，如果dV/dt比较大，那么后级电路将这个漏端电阻上的压降获取后误以为是正常信号，那么将会导致高侧功率管的误触发造成闭锁，这就是所谓的共模噪声。此外，浮动地V_SA存在进入死区负压的情况，V_SA为负值，而开关管漏端节点最低到接地电压V_GND，后级电路容易识别为错误逻辑，导致输出错误状态。为解决上述问题，目前比较常用的高压电平位移电路如图1所示。其输入信号V_IN以短脉冲形式传递到高侧后，先经过缓冲器（缓冲器U1、缓冲器U2）缓冲，再通过滤波电路滤波，最后在RS触发器中还原成正常信号。该电路采用脉冲滤波电路将共模噪声消除。稳压管Z1和Z2分别对电阻Rs1和Rs2两端的电压进行钳位，以保护后级缓冲器中晶体管栅极的安全。缓冲器的作用是把A点和C点的电压信号转为V_SA~V_A的满幅电压信号。抗V_SA负压要求缓冲器的翻转电平必须足够高。

然而，这种高侧有脉冲滤波电路的高压电平位移电路有以下缺点：1）滤波宽度无法准确判断，如果过小会导致噪声无法消除，过大会导致脉宽变大，功耗增加；2）滤波电路在信号的传播通路上，会增加整体电路的延迟；3）电容电阻易受工艺波动的影响，会影响滤波宽度的准确性；4）允许的V_SA负压受缓冲器翻转电平的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电平位移电路，旨在解决现有的高压电平位移电路存在的滤波宽度无法准确判断、滤波电路增加整体电路延迟等问题。

本发明实施例第一方面提供了一种电平位移电路，所述电平位移电路包括：

脉冲滤波模块，用于根据输入电平信号生成四路脉冲滤波信号；

开关模块，与所述脉冲滤波模块连接，用于根据四路所述脉冲滤波信号进行导通或者关断；

基准镜像模块，与所述开关模块和第一电源连接，用于根据所述第一电源提供的第一电源信号以及所述开关模块的导通和关断生成基准电流信号；