数字电平转换电路、半桥预驱动器、半桥预驱动芯片及无刷直流电机控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种数字电平转换电路、半桥预驱动器、半桥预驱动芯片及无刷直流电机控制系统；数字电平转换电路包括：边沿脉冲产生模块，用于接收输入数字信号，在所述输入数字信号的上升沿输出第一脉冲信号，在所述输入数字信号的下降沿输出第二脉冲信号；第一电压生成单元，用于根据所述第一脉冲信号输出第一电压信号；第二电压生成单元，用于根据所述第二脉冲信号输出第二电压信号；输出控制模块，用于分别接收所述第一电压信号或所述第二电压信号并输出相应的输出数字信号。本实用新型专利技术功耗低、可靠性高，特别适用于高压的MOS和IGBT驱动电路。

【技术实现步骤摘要】
数字电平转换电路、半桥预驱动器、半桥预驱动芯片及无刷直流电机控制系统
本技术涉及高压驱动
，尤其涉及一种可以应用于高压MOS或IGBT的预驱动的数字电平转换电路、半桥预驱动器、半桥预驱动芯片及无刷直流电机控制系统。
技术介绍
数字电平转换电路通常将在低电压输入电源产生的数字信号转换为可从低输入电压偏移到快速改变的相对高的电压的数字信号。集成数字电平转换器通常由高电压MOS器件实现，用以将信号从低端转换到高端，或者从高端转换到低端。参考图1，现有数字电平转换电路示意图。该电路用输入数字信号直接控制一组互补的下拉NMOS开关M1、M2，由电阻R1、R2上拉到输出高电平VOH。该电路优点是结构简单、转换速度快；缺点是无论输入高电平VIH还是输入低电平VIL(图1中为输入端GND)，始终有一个MOS开关打开，故始终有电流流过对应的上拉电阻，从而带来了额外的功耗。在高压MOS或者IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)的驱动中，往往通过自举二极管和自举电容来获得控制高压管栅极的输出低电平VOH(图1中为输出端GND端口输出电压)和输出高电平VOH(图1中为输出端VOH端口输出电压)。由于输出高电平VOH电压是由自举电容的储能来供电，任何静态电流都会消耗自举电容上的能量，从而使得控制电源电压降低，所以高压的MOS和IGBT驱动电路对数字电平转换电路的功耗非常敏感。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对现有技术中数字电平转换电路始终有电流流过对应的上拉电阻，从而带来了额外的功耗的技术问题，提供一种数字电平转换电路、半桥预驱动器、半桥预驱动芯片及无刷直流电机控制系统，实现电路功耗低、可靠性高。为实现上述目的，本技术提供了一种数字电平转换电路，包括：边沿脉冲产生模块，用于接收输入数字信号，在所述输入数字信号的上升沿输出第一脉冲信号，在所述输入数字信号的下降沿输出第二脉冲信号；第一电压生成单元，用于根据所述第一脉冲信号输出第一电压信号；第二电压生成单元，用于根据所述第二脉冲信号输出第二电压信号；输出控制模块，用于分别接收所述第一电压信号或所述第二电压信号并输出相应的输出数字信号。为实现上述目的，本技术还提供了用于无刷直流电机控制系统的半桥预驱动器，所述半桥预驱动器包括本技术所述的数字电平转换电路。为实现上述目的，本技术还提供了一种用于无刷直流电机控制系统的半桥预驱动芯片，所述半桥预驱动芯片包括本技术所述的数字电平转换电路。为实现上述目的，本技术还提供了一种无刷直流电机控制系统，包括微控制单元、无刷直流电机以及数量与所述无刷直流电机端子数相适配的半桥预驱动芯片，所有所述半桥预驱动芯片的VCC引脚电性连接所述系统的低压电源，所有所述半桥预驱动芯片的HIN引脚电性连接所述微控制单元，所有所述半桥预驱动芯片的VB引脚通过一自举二极管电性连接所述系统的低压电源同时通过一自举电容电性连接相应半桥预驱动芯片的VS引脚，每一所述半桥预驱动芯片的HO引脚电性连接一半桥MOS上管的控制端，每一所述半桥预驱动芯片的VS引脚进一步电性连接相应半桥MOS上管的第二端以及所述无刷直流电机的一端子；所有所述半桥MOS上管的第一端电性连接所述系统的高压电源，每一所述半桥MOS上管的第二端进一步电性连接一半桥MOS下管的第一端；所述半桥预驱动芯片包括本技术所述的数字电平转换电路；所述数字电平转换电路的边沿脉冲产生模块中用于接收输入数字信号的端口电性连接所述HIN引脚、用于接收输入高电平电压的端口电性连接所述VCC引脚、用于接收输入低电平电压的端口接地；所述数字电平转换电路中输出高电平电压的输出端口电性连接所述VB引脚；所述数字电平转换电路中输出低电平电压的输出端口电性连接所述VS引脚；所述数字电平转换电路中输出数字信号的输出端口电性连接一PMOS管的栅极以及一NMOS管的栅极；所述PMOS管与所述NMOS管共漏极，所述PMOS管的源极电性连接所述VB引脚，所述NMOS管的源极电性连接所述VS引脚。本技术的优点在于：通过先将输入高/低电平电压信号转换成边沿脉冲信号，然后对边沿脉冲信号做电平转换并还原成输出高/低电平电压信号并输出。由于高压NMOS开关M2和M1只在开关的边沿时刻有短暂的开启，所以消耗的电流大大减小，实现了低功耗的目的。该电路功耗低、可靠性高，特别适用于高压的MOS和IGBT驱动电路。附图说明图1，现有数字电平转换电路示意图；图2，本技术所述的数字电平转换电路一实施例示意图；图3为图2所述电路各个节点的工作波形示意图；图4，本技术所述的无刷直流电机控制系统第一实施例的示意图；图5，本技术所述的无刷直流电机控制系统第二实施例的示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术提供的数字电平转换电路、半桥预驱动器、半桥预驱动芯片及无刷直流电机控制系统做详细说明。参考图2-3，其中，图2为本技术所述的数字电平转换电路一实施例示意图；图3为图2所述电路各个节点的工作波形示意图。数字电平转换电路包括：边沿脉冲产生模块21、第一电压生成单元22、第二电压生成单元23以及输出控制模块24。边沿脉冲产生模块21，用于接收输入数字信号Input，在所述输入数字信号的上升沿输出第一脉冲信号set，在所述输入数字信号的下降沿输出第二脉冲信号reset。边沿脉冲产生模块21同时还接收输入高电平电压VIH以及输入低电平电压VIL。所述第一脉冲信号set与所述第二脉冲信号reset的高/低电平电压均与所述输入数字信号Input的高/低电平电压相同。第一电压生成单元22，用于根据所述第一脉冲信号set输出第一电压信号setB。第二电压生成单元23，用于根据所述第二脉冲信号reset输出第二电压信号resetB。具体的，在本实施例中，所述第一电压生成单元22包括第一MOS开关M1和第一上拉电阻R1。第一MOS开关M1，控制端用于接收所述第一脉冲信号set，第一端用于输出所述第一电压信号setB，第二端电性连接输入低电平电压VIL的输入端口；第一上拉电阻R1，一端电性连接所述第一MOS开关M1的第一端，另一端电性连接输出高电平电压VOH的输出端口。其中，所述第一脉冲信号set的高电平电压大于所述第一MOS开关M1的导通阈值电压。所述第一电压生成单元22，根据所述第一脉冲信号set输出第一电压信号setB，以及进一步用于在所述第一MOS开关M1关断时将所述第一电压信号setB的电压上拉到输出高电平电压VOH并输出。在本实施例中，所述第一MOS开关M1为NMOS管，NMOS管的栅极作为控制端、漏极作为第一端、源极作为第二端。具体的，在本实施例中，所述第二电压生成单元23包括第二MOS开关M2和第二上拉电阻R2。所述第二MOS开关M2，控制端用于接收所述第二脉冲信号reset，第一端用于输出所述第二电压信号resetB，第二端电性连接所述输入低电平电压VIL的输入端口；所述第二上拉电阻R2，一端电性连接所述第二MOS开关M2的第一端，另一端电性连接所述输出高电平电压VOH的输出端口。其中，所述第二脉冲信号reset的高电平电压大于所述第二MOS开关M2的导通阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数字电平转换电路，其特征在于，包括：边沿脉冲产生模块，用于接收输入数字信号，在所述输入数字信号的上升沿输出第一脉冲信号，在所述输入数字信号的下降沿输出第二脉冲信号；第一电压生成单元，用于根据所述第一脉冲信号输出第一电压信号；第二电压生成单元，用于根据所述第二脉冲信号输出第二电压信号；输出控制模块，用于分别接收所述第一电压信号或所述第二电压信号并输出相应的输出数字信号。

【技术特征摘要】
1.一种数字电平转换电路，其特征在于，包括：边沿脉冲产生模块，用于接收输入数字信号，在所述输入数字信号的上升沿输出第一脉冲信号，在所述输入数字信号的下降沿输出第二脉冲信号；第一电压生成单元，用于根据所述第一脉冲信号输出第一电压信号；第二电压生成单元，用于根据所述第二脉冲信号输出第二电压信号；输出控制模块，用于分别接收所述第一电压信号或所述第二电压信号并输出相应的输出数字信号。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一脉冲信号与所述第二脉冲信号的高/低电平电压均与所述输入数字信号的高/低电平电压相同。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出控制模块根据所述第一电压信号生成输出高电平电压的输出数字信号并输出，或根据所述第二电压信号生成输出低电平电压的输出数字信号并输出。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一电压生成单元包括第一MOS开关和第一上拉电阻；所述第一MOS开关，控制端用于接收所述第一脉冲信号，第一端用于输出所述第一电压信号，第二端电性连接输入低电平电压的输入端口；所述第一上拉电阻，一端电性连接所述第一MOS开关的第一端，另一端电性连接输出高电平电压的输出端口；所述第二电压生成单元包括第二MOS开关和第二上拉电阻；所述第二MOS开关，控制端用于接收所述第二脉冲信号，第一端用于输出所述第二电压信号，第二端电性连接所述输入低电平电压的输入端口；所述第二上拉电阻，一端电性连接所述第二MOS开关的第一端，另一端电性连接所述输出高电平电压的输出端口。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一电压生成单元，进一步用于在所述第一MOS开关关断时将所述第一电压信号的电压上拉到输出高电平电压并输出；所述第二电压生成单元，进一步用于在所述第二MOS开关关断时将所述第二电压信号的电压上拉到所述输出高电平电压并输出。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一MOS开关和所述第二MOS开关不同时导通。7.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一脉冲信号的高电平电压大于所述第一MOS开关的导通阈值电压；所述第二脉冲信号的高电平电压大于所述第二MOS开关的导通阈值电压。8.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一MOS开关与所述第二MOS开关均为NMOS管，NMOS管的栅极作为控制端、漏极作为第一端、源极作为第二端。9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述输出控制模块包括滤波单元和RS触发器；所述滤波单元，用于分别接收所述第一电压信号或所述第二电压信号，并对接收到的信号进行滤波和反转，分别转换成所述RS触发器可识别的S信号或R信号；所述RS触发器，用于分别根据接收的所述S信号或所述R...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，孙顺根，易坤，郁炜嘉，
申请(专利权)人：上海晶丰明源半导体股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31