一种高压侧栅极驱动电路及集成电路制造技术

本发明专利技术公开一种高压侧栅极驱动电路及集成电路，包括：双脉冲产生电路、高电平移位电路、噪声抑制电路、触发器和栅驱动电路；所述噪声抑制电路包括串联的共模噪声抑制电路和差模噪声抑制电路；所述双脉冲产生电路的输出端与所述高电平移位电路的输入端连接，所述高电平移位电路的输出端与所述噪声抑制电路的输入端连接；所述噪声抑制电路的输出端与触发器的输入端连接；所述触发器的输出端与所述栅驱动电路的输入端连接。本发明专利技术提供的电路改善了现有的驱动电路可靠性差，易烧毁的技术问题，提高了电路可靠性。

A High Voltage Side Gate Driving Circuit and Integrated Circuit

【技术实现步骤摘要】
一种高压侧栅极驱动电路及集成电路
本专利技术涉及半导体工艺
，尤其涉及一种高压侧栅极驱动电路及集成电路。
技术介绍
随着近几十年来新型功率器件和工艺技术的发展，高压功率集成电路(HighVoltageIntegratedCircuit，HVIC)得到了飞速的发展，HVIC是将高压功率器件与低压逻辑控制信号模块集成到单片芯片上，是电力电子技术和微电子技术相结合的产物，被广泛运用于电机驱动、开关电源、汽车电子、平板显示驱动等诸多应用中，HVIC总的技术发展趋势是工作频率更高、功率更大、功耗更低和功能更全。高压半桥驱动芯片主要用来驱动外部半桥拓扑结构的功率管，内部的驱动电路按照工作电源电压的不同分为高压侧栅极驱动电路与低压侧栅极驱动电路。但是在半桥驱动芯片中，由于其具有许多寄生元件，在外部功率管的开启和关断时会相当大的dv/dt噪声，dv/dt噪声通过自举电容耦合到芯片内部的高压侧浮动电源,片内集成的高压电平位移电路电源即为此浮动电压，这个高压电平移位电路主要由横向双扩散金属氧化物半导体场效应管(lateraldouble-diffusedMOSFET，LDMOS)与电阻串联组成，LDMOS由于工艺原因在漏源端不可避免的存在寄生电容，使得dv/dt噪声通过LDMOS漏端寄生电容产生较大的位移电流，这个位移电流通过高压电平位移电路的漏端电阻，从而在漏端电阻上产生压降，如果dv/dt噪声比较大，那么后级电路接收到这个噪声后误认为是正常工作时的触发信号，这将会导致外部功率管的误触发造成芯片闭锁，最终可能造成芯片的烧毁。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种高压侧栅极驱动电路及集成电路，改善了现有的可靠性差，易烧毁的技术问题。一方面，本专利技术提供了一种高压侧栅极驱动电路，包括：双脉冲产生电路、高电平移位电路、噪声抑制电路、触发器和栅驱动电路；所述噪声抑制电路包括串联的共模噪声抑制电路和差模噪声抑制电路；所述双脉冲产生电路的输出端与所述高电平移位电路的输入端连接，所述高电平移位电路的输出端与所述噪声抑制电路的输入端连接；所述噪声抑制电路的输出端与触发器的输入端连接；所述触发器的输出端与所述栅驱动电路的输入端连接；输入信号输入所述双脉冲产生电路，产生两路低压脉冲信号作为所述高电平移位电路的输入；所述高电平移位电路将所述两路低压脉冲信号转换为两路高压脉冲信号；所述两路高压脉冲信号经所述共模噪声抑制电路消除共模噪声，并经所述差模噪声抑制电路消除差模噪声后，再输入所述触发器恢复为驱动脉冲信号；所述驱动脉冲信号输入所述栅驱动电路后输出开关控制信号。可选的，所述高电平移位电路包括：第一MOS管、第二MOS管、第一二极管、第二二极管、第一电阻和第二电阻；所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极为所述高电平移位电路的输入，分别接收所述两路低压脉冲信号；所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极分别与所述第一电阻和所述第二电阻相连；所述第一电阻和所述第二电阻分别与所述第一二极管和所述第二二极管并联；所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极为所述高电平移位电路的输出；其中，所述第一齐纳二极管和所述第二齐纳二极管均反向偏置。可选的，所述MOS管为LDMOS管，所述二极管为齐纳二极管。可选的，所述齐纳二极管的反向耐压为15V～18V。可选的，所述共模噪声抑制电路包括：第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、第六反相器、第一传输门和第二传输门；每个反相器的电源端均与第一电压相连，每个反相器的地端均与第二电压相连，第二电压低于第一电压；所述第一反相器与所述第二反相器串联，所述第三反相器与所述第四反相器串联，所述第一反相器的输入端与所述第五反相器的输入端连接作为所述共模噪声抑制电路的第一输入端，所述第三反相器的输入端与所述第六反相器的输入端连接作为所述共模噪声抑制电路的第二输入端；所述第二反相器的输出端与所述第五反相器的输出端分别与所述第二传输门的两输入端连接，所述第四反相器的输出端与所述第六反相器的输出端分别与所述第一传输门的两输入端连接；所述第一传输门和所述第二传输门的输出作为所述共模噪声抑制电路的两个输出端。可选的，所述差模噪声抑制电路包括：差模滤波结构和施密特触发器，所述差模滤波结构的输入端作为所述差模噪声抑制电路的输入端，所述差模滤波结构的输出端与所述施密特触发器的输入端连接，所述施密特触发器的输出端作为所述差模噪声抑制电路的输出端；所述两路高压脉冲信号经所述差模滤波结构消除差模噪声后，再经所述施密特触发器进行整形。可选的，所述差模滤波结构包括：第七反相器、第八反相器、第九反相器、第三电阻和第一电容；每个反相器的电源端均与第一电压相连，每个反相器的地端均与第二电压相连，第二电压低于第一电压；所述第七反相器、所述第八反相器和所述第九反相器串联，所述第七反相器的输入端为所述差模滤波结构是输入端；所述第三电阻连接于第九反相器的输出端与所述第九反相器内的晶体管的源端之间，所述第一电容连接于所述第九反相器的输出端与所述第二电压之间。可选的，所述施密特触发器的电源端与所述第一电压相连，所述施密特触发器的地端与所述第二电压相连。另一方面，提供一种集成电路，包括前一方面任一所述的高压侧栅极驱动电路，和功率晶体管，所述功率晶体管与所述高压侧栅极驱动电路的输出端连接；输入信号经所述高压侧栅极驱动电路后输出开关控制信号至所述功率晶体管，以控制所述功率晶体管的开关。可选的，所述高压侧栅极驱动电路采用高低压兼容工艺集成于所述集成电路。本专利技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请实施例提供的电路，在双脉冲产生电路和高电平移位电路后设置串联的共模噪声抑制电路和差模噪声抑制电路。通过共模噪声抑制电路消除由于外部功率管的开启关断产生的dv/dt共模噪声，通过差模噪声抑制电路消除由于工艺偏差引入的差模噪声，有效消除了共模dv/dt干扰噪声对电路工作状态的影响，规避了传统电路中位移电流流过电阻负载而导致的误触发风险,提高了可靠性。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例中高压侧栅极驱动电路的电路图；图2为本专利技术实施例中共模噪声抑制电路的电路图；图3为本专利技术实施例中的共模噪声抑制电路的工作波形图；图4为本专利技术实施例中差模噪声抑制电路的电路图；图5为本专利技术实施例中的差模噪声抑制电路的工作波形图。具体实施方式本申请实施例通过提供一种高压侧栅极驱动电路及集成电路，改善了现有的可靠性差，易烧毁的技术问题，提高了电路可靠性。本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：通过共模噪声抑制电路消除由于外部功率管的开启关断产生的dv/dt共模噪声，通过差模噪声抑制电路消除由于工艺偏差引入的差模噪声，有效消本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压侧栅极驱动电路，其特征在于，包括：双脉冲产生电路、高电平移位电路、噪声抑制电路、触发器和栅驱动电路；所述噪声抑制电路包括串联的共模噪声抑制电路和差模噪声抑制电路；所述双脉冲产生电路的输出端与所述高电平移位电路的输入端连接，所述高电平移位电路的输出端与所述噪声抑制电路的输入端连接；所述噪声抑制电路的输出端与触发器的输入端连接；所述触发器的输出端与所述栅驱动电路的输入端连接；输入信号输入所述双脉冲产生电路，产生两路低压脉冲信号作为所述高电平移位电路的输入；所述高电平移位电路将所述两路低压脉冲信号转换为两路高压脉冲信号；所述两路高压脉冲信号经所述共模噪声抑制电路消除共模噪声，并经所述差模噪声抑制电路消除差模噪声后，再输入所述触发器恢复为驱动脉冲信号；所述驱动脉冲信号输入所述栅驱动电路后输出开关控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种高压侧栅极驱动电路，其特征在于，包括：双脉冲产生电路、高电平移位电路、噪声抑制电路、触发器和栅驱动电路；所述噪声抑制电路包括串联的共模噪声抑制电路和差模噪声抑制电路；所述双脉冲产生电路的输出端与所述高电平移位电路的输入端连接，所述高电平移位电路的输出端与所述噪声抑制电路的输入端连接；所述噪声抑制电路的输出端与触发器的输入端连接；所述触发器的输出端与所述栅驱动电路的输入端连接；输入信号输入所述双脉冲产生电路，产生两路低压脉冲信号作为所述高电平移位电路的输入；所述高电平移位电路将所述两路低压脉冲信号转换为两路高压脉冲信号；所述两路高压脉冲信号经所述共模噪声抑制电路消除共模噪声，并经所述差模噪声抑制电路消除差模噪声后，再输入所述触发器恢复为驱动脉冲信号；所述驱动脉冲信号输入所述栅驱动电路后输出开关控制信号。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述高电平移位电路包括：第一MOS管、第二MOS管、第一二极管、第二二极管、第一电阻和第二电阻；所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极为所述高电平移位电路的输入，分别接收所述两路低压脉冲信号；所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极分别与所述第一电阻和所述第二电阻相连；所述第一电阻和所述第二电阻分别与所述第一二极管和所述第二二极管并联；所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极为所述高电平移位电路的输出；其中，所述第一二极管和所述第二二极管均反向偏置。3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述MOS管为LDMOS管，所述二极管为齐纳二极管。4.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述齐纳二极管的反向耐压为15V～18V。5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述共模噪声抑制电路包括：第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、第六反相器、第一传输门和第二传输门；每个反相器的电源端均与第一电压相连，每个反相器的地端均与第二电压相连，第二电压低于第一电压；所述第一反相器与所述第二反相器串联，所述第三反...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭锐，蔡小五，刘海南，罗家俊，汤红菊，许东升，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11