一种带防反接H桥驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种带防反接H桥驱动电路，包括电源正极VDD和电源负极GND，防反、控制电平转换及死区控制电路、晶体管NM5和H桥驱动电路，电源正极VDD直接向防反、控制电平转换及死区控制电路供电，并通过防反接作用的晶体管NM5向H桥驱动电路供电，可防电源电压反接，避免反接误操作烧毁芯片，同时防反接电路采用N型MOS管实现，比P型MOS管实现有更小的导通电阻，也节省了芯片面积。

【技术实现步骤摘要】
一种带防反接H桥驱动电路
本专利技术涉及集成电路
，具体是涉及一种带防反接H桥驱动电路。
技术介绍
H桥电路结构，起名于形状酷似字母“H”，经常被用于作为风扇，电机输出驱动电路。H桥电路包括四个晶体管和一个电机，要让电机正常工作，必须使对角线上的一对晶体管导通，根据不同对角线上三极管对的导通情况，电流流向可能从左至右或从右至左，因而决定电机的转向。传统的H桥驱动电路的上桥臂为两个PMOS管，下桥臂为两个NMOS管，如图1所示，Q1和Q3是PMOS管，Q2和Q4为NMOS管。但传统结构中存在问题，由于空穴的迁移率比电子迁移率要低，所以通常两个PMOS管Q1和Q3的面积为两个NMOS管Q2和Q4面积的2～3倍，这就大大增加了芯片自身的面积。尤其在大功率驱动应用中，芯片的面积主要是由输出管决定，因此要想降低芯片的面积，必须要降低输出管的面积，从而使得芯片的制作成本能够更低。另外，在芯片的日常使用过程中，总会发生电源接反导致芯片烧毁的情况。尤其在H桥驱动电路中，当电源和地接反时，输出桥臂中就会流过相当大的电流，从而导致芯片烧毁。因此，为H桥驱动电路设计一个防反接功能是非常重要的。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术实施例的目的在于提供一种带防反接H桥驱动电路，可防电源电压反接，避免反接误操作烧毁芯片，同时防反接电路采用N型MOS管实现，比P型MOS管实现有更小的导通电阻，也节省了芯片面积。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种带防反接H桥驱动电路，包括电源正极VDD和电源负极GND，还包括防反、控制电平转换及死区控制电路、晶体管NM5和H桥驱动电路，电源正极VDD直接向防反、控制电平转换及死区控制电路供电，并通过防反接作用的晶体管NM5向H桥、电荷泵电路和高压稳压电路供电。作为本专利技术进一步的方案，所述H桥驱动电路包括第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4，第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的漏极接至晶体管NM5的漏极，第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4的源极接至电源负极GND；第一NMOS管NM1的源极与第三NMOS管NM3的漏极间为第一输出端DRV1，第二NMOS管NM2的源极和第四NMOS管NM4的漏极间为第二输出端DRV2，由外部晶体管NM1,NM2,NM3,NM4组成的H桥驱动电路、起防反作用的晶体管NM5。在本专利技术中，H桥驱动电路包括4个组成桥臂的第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4，第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的漏极接至晶体管NM5的漏极，并接至电荷泵电路的输入V1和高压稳压电路的输入V1，第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4的源极接至电源负极GND；第一NMOS管NM1的源极与第三NMOS管NM3的漏极间为第一输出端DRV1，第二NMOS管NM2的源极和第四NMOS管NM4的漏极间为第二输出端DRV2，用于单相风扇，电机等。作为本专利技术进一步的方案，还包括电荷泵电路、高压稳压电路和低压控制电路，所述电荷泵电路、高压稳压电路通过晶体管NM5与电源正极VDD连接，所述低压控制电路一端与高压稳压电路连接，另一端与防反、控制电平转换及死区控制电路连接。作为本专利技术进一步的方案，所述防反、控制电平转换及死区控制电路的输入端连接至电源正极VDD、电荷泵电路高压输出端CP、低压控制电路的输出端，其四个输出端H1、H2、L1、L2分别连接至第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4的栅极，具体为，电源正极VDD分别连接至晶体管NM5的源极和防反、控制电平转换及死区控制电路；电荷泵电路的输出CP连接至防反、控制电平转换及死区控制电路；高压稳压电路的输出连接至低压控制电路；所述晶体管NM5的栅极VRG连接至防反、控制电平转换及死区控制电路；所述防反、控制电平转换及死区控制电路的输出H1、H2、L1、L2分别连接至第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4的栅极。作为本专利技术进一步的方案，所述防反、控制电平转换及死区控制电路包括输入CP、输出VRG、第一电阻R1、第二电阻R2、PMOS管PM1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3，电源正极VDD连接至第一电阻R1和第二电阻R2一端，第一电阻R1另一端连接至第三二极管D3的正极、PMOS管PM1的栅极和第二二极管D2的负极；所述第二二极管D2的正极连接至电源负极GND；所述第二电阻R2另一端连接至输出VRG和PMOS管PM1的漏极；所述输入CP连接至第一二极管D1的正极；所述第一二极管D1的负极连接至第三二极管D3的负极和PMOS管PM1的源极。作为本专利技术进一步的方案，所述第三二极管D3为PMOS管PM1的栅极防击穿电压。作为本专利技术进一步的方案，所述晶体管NM5为起防反作用的NMOS管，当电源VDD和地GND接反时，晶体管NM5为正常的工作方式，但此时栅极电压为低电压，晶体管NM5关断。作为本专利技术进一步的方案，所述电荷泵电路的输入为V1,连接至晶体管NM5的漏极，其输出为CP,连接至防反、控制电平转换及死区控制电路，用来驱动NMOS管开启。具体为：电荷泵电路，其输入为V1,连接至晶体管NM5的漏极，其输出为CP,连接至防反、控制电平转换及死区控制电路，经电荷泵升压后，输出电压CP可用来驱动NMOS管开启；高压稳压电路，其输入电压为V1，经过稳压后输出低电压为芯片内部其他电路供电；低压控制电路，此电路接收外部的控制信号，经过一定控制逻辑运算后输出控制信号给防反、控制电平转换及死区控制电路；防反、控制电平转换及死区控制电路为具有防反、控制电平转换及死区控制功能的电路。作为本专利技术进一步的方案，所述电源正极VDD分别连接至晶体管NM5的源极和防反、控制电平转换及死区控制电路，用于给防反、控制电平转换及死区控制电路和H桥电路供电。本专利技术通过电荷泵电路、高压稳压电路、低压控制电路、防反、控制电平转换及死区控制电路供电，由外部晶体管NM1,NM2,NM3,NM4组成的H桥驱动电路、起防反作用的晶体管NM5；其中包括防反接电路，CP端通过控制管PM1连至NM5的栅极，电源正常时，PM1的源极电压比栅极高，PM1正常导通，此时VRG的电压为CP减D1的正向导通电压，驱动MN5管导通；电源反接时，PM1的栅极与源极均为高压，PM1不导通，此时NM5的栅端为低压，NM5管关断。本专利技术由于采用了电源地防反接功能，可防止使用过程中，电源地反接使芯片烧毁。本专利技术由于采用的电源地防反接电路采用N型管实现，比P型管实现有更小的导通电阻，也节省了芯片面积。本专利技术由于采用的电源地防反接电路结构简单，可有效防止在版图绘制中由于体内寄生效应产生防反接失效的情况。为更清楚地阐述本专利技术的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本专利技术进行详细说明。附图说明：图1是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带防反接H桥驱动电路，包括电源正极VDD和电源负极GND，其特征在于，还包括防反、控制电平转换及死区控制电路、晶体管NM5和H桥驱动电路，电源正极VDD直接向防反、控制电平转换及死区控制电路供电，并通过防反接作用的晶体管NM5向H桥驱动电路供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种带防反接H桥驱动电路，包括电源正极VDD和电源负极GND，其特征在于，还包括防反、控制电平转换及死区控制电路、晶体管NM5和H桥驱动电路，电源正极VDD直接向防反、控制电平转换及死区控制电路供电，并通过防反接作用的晶体管NM5向H桥驱动电路供电。


2.如权利要求1的一种带防反接H桥驱动电路，其特征在于，所述H桥驱动电路包括第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4，第一NMOS管NM1和第二NMOS管NM2的漏极接至晶体管NM5的漏极，第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4的源极接至电源负极GND；第一NMOS管NM1的源极与第三NMOS管NM3的漏极间为第一输出端DRV1，第二NMOS管NM2的源极和第四NMOS管NM4的漏极间为第二输出端DRV2。


3.如权利要求1的一种带防反接H桥驱动电路，其特征在于，还包括电荷泵电路、高压稳压电路和低压控制电路，所述电荷泵电路、高压稳压电路通过晶体管NM5与电源正极VDD连接，所述低压控制电路一端与高压稳压电路连接，另一端与防反、控制电平转换及死区控制电路连接。


4.如权利要求1的一种带防反接H桥驱动电路，其特征在于，所述防反、控制电平转换及死区控制电路的输入端连接至电源正极VDD、电荷泵电路高压输出端CP、低压控制电路的输出端，其四个输出端H1、H2、L1、L2分别连接至第一NMOS管NM1、第二NMOS管NM2、第三NMOS管NM3和第四NMOS管NM4的栅极。

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，汪坚雄，王建国，
申请(专利权)人：赛卓电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31