一种数字滤波器和应用数字滤波器的高压驱动电路制造技术

一种数字滤波器和应用数字滤波器的高压驱动电路，数字滤波器中状态采集单元在两个输入信号都为第一状态时输出状态信号为噪声状态，在两个输入信号都为第二状态时输出状态信号为非噪声状态，其余情况输出状态信号保持；信号处理单元用于在第一输入信号为第二状态时输出第二状态的滤波输出信号，在两个输入信号都为第一状态时输出滤波输出信号保持上一状态，在第一输入信号为第一状态且第二输入信号为第二状态时根据状态信号产生滤波输出信号，当状态信号为噪声状态输出第二状态的滤波输出信号，当状态信号为非噪声状态输出第一状态的滤波输出信号。将本发明专利技术的数字滤波器应用于高压驱动电路中能消除由电平移位模块产生的共模噪声与差模噪声。的共模噪声与差模噪声。的共模噪声与差模噪声。

【技术实现步骤摘要】
一种数字滤波器和应用数字滤波器的高压驱动电路


[0001]本专利技术属于集成电路
，涉及一种数字滤波器和应用该数字滤波器的高压驱动电路。

技术介绍

[0002]高压集成电路将电力电子与半导体相结合，作为栅极驱动电路，显著的提高了整机的集成度和稳定性，现被大范围地应用为MOSFET和IGBT等功率管的驱动。此驱动电路具有电压型驱动、驱动功率小、开关速度高、饱和压降低和可耐高电压大电流等一系列应用上的优点，有着良好的综合性能。
[0003]现有的高压驱动电路包括顺序相连的窄脉冲产生模块、电平移位模块、滤波模块和RS触发器。为了降低整体的功耗，将输入的方波信号，通过窄脉冲产生模块产生位于边沿的上升沿窄脉冲信号和下降沿窄脉冲信号并在后续电路中传输，上升沿窄脉冲信号和下降沿窄脉冲信号经由电平移位模块将窄脉冲的电压抬高，变为相对于浮动地VS的电压，而在电平移位模块当中将会由于VS的波动产生一些误脉冲，所以需要一级滤波模块将误脉冲去掉，剩余所需要的正确脉冲，最后经过RS触发器将窄脉冲还原回方波信号，用于驱动级产生驱动信号。
[0004]现有的高压驱动电路通常采用半桥式驱动结构，在高侧使用自举式供电方式。电路正常工作时，由于功率管的开启和关闭，浮动地VS的电压值会有一个快速的变化，通过自举电容，这个浮动被耦合到高侧的电源线VB，最终会影响到电平位移模块的输出脉冲，导致产生额外的共模窄脉冲，影响电路安全。另外，在两个IGBT都关断时，浮动地VS的值也会因外界信号的影响而变动，导致意外的窄脉冲出现。滤波模块就是用于滤除误脉冲。
[0005]在传统的结构中，滤波模块通常是由反相器和RC延迟组成，通过让窄脉冲产生模块产生的窄脉冲的宽度大于误脉冲的宽度，从而将误脉冲给滤掉，但这种滤波结构有一些不足，一是由于要增大窄脉冲的宽度，所以会有着功耗的增加，二是这种滤波结构会滤掉正常信号的一部分，所以会大大增加高侧信号的传输延迟，降低电路所能工作的频率范围。所以并不是一个特别理想的方案。因此，需要一种既能对噪声信号进行消除，又不过多增加信号传输延迟和电路功耗的电路结构。

技术实现思路

[0006]针对现有的高压驱动电路中滤波模块存在的高延迟和高功耗的不足之处，本专利技术提出一种数字滤波器，通过逻辑设计能够将误脉冲精准滤除；同时利用本专利技术的数字滤波器构成高压驱动电路，能够在既不增加过多的传输延迟和功耗，又不会增加过多成本的情况下，消除由电平移位模块产生的共模噪声与差模噪声。
[0007]本专利技术提出的数字滤波器的技术方案为：
[0008]一种数字滤波器，包括状态采集单元和信号处理单元，
[0009]所述状态采集单元用于根据第一输入信号和第二输入信号产生状态信号；当所述
第一输入信号和第二输入信号都为第一状态时，所述状态采集单元输出的所述状态信号为噪声状态；当所述第一输入信号和第二输入信号都为第二状态时，所述状态采集单元输出的所述状态信号为非噪声状态；当所述第一输入信号和第二输入信号一个为第一状态、另一个为第二状态时，所述状态采集单元输出的所述状态信号保持上一状态；
[0010]所述信号处理单元用于根据所述第一输入信号、第二输入信号和状态信号产生滤波输出信号，若所述第一输入信号为第二状态，输出第二状态的所述滤波输出信号；若所述第一输入信号为第一状态，且所述第二输入信号为第二状态，判断所述状态信号，当所述状态信号为噪声状态时输出第二状态的所述滤波输出信号，当所述状态信号为非噪声状态时输出第一状态的所述滤波输出信号；若所述第一输入信号为第一状态，且所述第二输入信号也为第一状态，所述滤波输出信号保持上一状态。
[0011]具体的，所述状态采集单元包括第一反相单元、第二反相单元、第三反相单元、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管，其中第一反相单元、第二反相单元和第三反相单元均为多个反相器级联而成，且第一反相单元和第二反相单元中级联的反相器个数相等；
[0012]第一反相单元的输入端连接所述第一输入信号，其输出端连接第一NMOS管的栅极和第一PMOS管的栅极；
[0013]第二反相单元的输入端连接所述第二输入信号，其输出端连接第二NMOS管的栅极和第二PMOS管的栅极；
[0014]第一PMOS管的源极连接电源线，其漏极连接第二PMOS管的源极；
[0015]第一NMOS管的源极连接地线，其漏极连接第二NMOS管的源极；
[0016]第三反相单元的输入端连接第二NMOS管的漏极和第二PMOS管的漏极，其输出端输出所述状态信号。
[0017]具体的，当第一反相单元和第二反相单元中包括奇数个级联的反相器，第三反相单元中包括偶数个级联的反相器时，或第一反相单元和第二反相单元中包括偶数个级联的反相器，第三反相单元中包括奇数个级联的反相器时，若所述第一输入信号和第二输入信号都为第一状态，则所述状态采集单元输出的所述状态信号为第一状态，若所述第一输入信号和第二输入信号都为第二状态，则所述状态采集单元输出的所述状态信号为第二状态，即所述状态信号的第一状态为噪声状态，所述状态信号的第二状态为非噪声状态。
[0018]具体的，当第一反相单元、第二反相单元和第三反相单元中都包括奇数个或都包括偶数个级联的反相器时，若所述第一输入信号和第二输入信号都为第一状态，则所述状态采集单元输出的所述状态信号为第二状态，若所述第一输入信号和第二输入信号都为第二状态，则所述状态采集单元输出的所述状态信号为第一状态，即所述状态信号的第二状态为噪声状态，所述状态信号的第一状态为非噪声状态。
[0019]具体的，所述信号处理单元包括第一与门、第二与门、第一或门和第一或非门，
[0020]第一或非门的第一输入端连接所述状态信号，其第二输入端连接第一与门的第一输入端和所述第二输入信号，其输出端连接第一或门的第一输入端；
[0021]第二与门的第一输入端连接所述第一输入信号，其第二输入端连接第一或门的输出端，其输出端连接第一与门的第二输入端并输出所述滤波输出信号；
[0022]第一与门的输出端连接第一或门的第二输入端。
[0023]基于本专利技术提出的数字滤波器，本专利技术还提出了将该数字滤波器应用于构成高压驱动电路，具体技术方案如下：
[0024]一种高压驱动电路，包括窄脉冲产生模块、电平移位模块、滤波模块和RS触发器，所述窄脉冲产生模块用于产生输入方波信号的上升沿窄脉冲信号和下降沿窄脉冲信号；
[0025]所述电平移位模块用于将所述上升沿窄脉冲信号和下降沿窄脉冲信号的电平抬高；
[0026]所述滤波模块包括两个数字滤波器，
[0027]第一个数字滤波器的第一输入信号为所述上升沿窄脉冲信号经过所述电平移位模块后的信号，其第二输入信号为所述下降沿窄脉冲信号经过所述电平移位模块后的信号，其输出端连接所述RS触发器的S输入端；
[0028]第二个数字滤波器的第一输入信号为所述下降沿窄脉冲信号经过所述电平移位模块后的信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字滤波器，其特征在于，包括状态采集单元和信号处理单元，所述状态采集单元用于根据第一输入信号和第二输入信号产生状态信号；当所述第一输入信号和第二输入信号都为第一状态时，所述状态采集单元输出的所述状态信号为噪声状态；当所述第一输入信号和第二输入信号都为第二状态时，所述状态采集单元输出的所述状态信号为非噪声状态；当所述第一输入信号和第二输入信号一个为第一状态、另一个为第二状态时，所述状态采集单元输出的所述状态信号保持上一状态；所述信号处理单元用于根据所述第一输入信号、第二输入信号和状态信号产生滤波输出信号，若所述第一输入信号为第二状态，输出第二状态的所述滤波输出信号；若所述第一输入信号为第一状态，且所述第二输入信号为第二状态，判断所述状态信号，当所述状态信号为噪声状态时输出第二状态的所述滤波输出信号，当所述状态信号为非噪声状态时输出第一状态的所述滤波输出信号；若所述第一输入信号为第一状态，且所述第二输入信号也为第一状态，所述滤波输出信号保持上一状态。2.根据权利要求1所述的数字滤波器，其特征在于，所述状态采集单元包括第一反相单元、第二反相单元、第三反相单元、第一PMOS管、第二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管，其中第一反相单元、第二反相单元和第三反相单元均为多个反相器级联而成，且第一反相单元和第二反相单元中级联的反相器个数相等；第一反相单元的输入端连接所述第一输入信号，其输出端连接第一NMOS管的栅极和第一PMOS管的栅极；第二反相单元的输入端连接所述第二输入信号，其输出端连接第二NMOS管的栅极和第二PMOS管的栅极；第一PMOS管的源极连接电源线，其漏极连接第二PMOS管的源极；第一NMOS管的源极连接地线，其漏极连接第二NMOS管的源极；第三反相单元的输入端连接第二NMOS管的漏极和第二PMOS管的漏极，其输出端输出所述状态信号。3.根据权利要求2所述的数字滤波器，其特征在于，当第一反相单元和第二反相单元中包括奇数个级联的反相器，第三反相单元中包括偶数个级联的反相器时，或第一反相单元和第二反相单元中包括偶数个级联的反相器，第三反相单元中包括奇数个级联的反相器时，若所述第一输入信号和第二输入信号都为第一状态，则所述状态采集单元输出的所述状态信号为第一状态，若所述第一输入信号和第二输入信号都为第二状态，则所述状态采集单元输出的所述状态信号为第二状态，即所述状态信号的第一状态为噪声状态，所述状态信号的第二状态为非噪声状态。4.根据权利要求2所述的数字滤波器，其特征在于，当第一反相单元、第二反相单元和第三反相单元中都包括奇数个级联的反相器或都包括偶数个级联的反相器时，若所述第一输入信号和第二输入信号都为第一状态，则所述状态采集单元输出的所述状态信号为第二状态，若所述第一输入信号和第二输入信号都为第二状态，则所述状态采集单元输出的所述状态信号为第一状态，即所述状态信号的第二状态为噪声状态，所述状态信号的第一状态为非噪声状态。5.根据权利要求3所述的数字滤波器，其特征在于，所述信号处理单元包括第一与门、第二与门、第一或门和第一或非门，
第一或非门的第一输入端连接所述状态信号，其第二输入端连接第一与门的第一输入端和所述第二输入信号，其输出端连接第一或门的第一输入端；第二与门的第一输入端连接所述第一输入信号，其第二输入端连接第一或门的输出端，其输出端连接第一与门的第二输入端并输出所述滤波输出信号；第一与门的输出端连接第一或门的第二输入端。6.一种高压驱动电路，包括窄脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：方健，王腾磊，刘颖，魏亚瑞，江秋亮，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：