PWM信号传输电路、方法及栅极驱动器、封装结构技术

本公开提供了一种PWM信号传输电路、方法及栅极驱动器、封装结构。PWM信号传输电路包括：振荡模块，用于根据PWM输入信号产生第一电压域的振荡信号；输出模块，与振荡模块电磁耦合以产生第二电压域的PWM输出信号；以及噪声消除模块，用于检测振荡模块输出端处的噪声电流，以及形成泄放路径泄放所述噪声电流。本公开通过噪声消除模块检测振荡模块输出端处的噪声电流，以及形成泄放路径泄放噪声电流，加强振荡模块输出端处的电位下拉以保证振荡模块正常工作，提升了信号传输的抗噪特性，以确保信号正常传输。保信号正常传输。保信号正常传输。

【技术实现步骤摘要】
PWM信号传输电路、方法及栅极驱动器、封装结构


[0001]本公开涉及栅极驱动
，特别地，涉及一种PWM信号传输电路、方法及栅极驱动器、封装结构。

技术介绍

[0002]随着电子技术的发展，各种智能电器被广泛应用于生活中。功率模块因其集成度高、工艺成熟等优点常适用于各种电器中。功率模块中例如包括向功率管提供栅极驱动信号的栅极驱动电路。为控制不同电压域的功率管，栅极驱动电路需要不同电压域的输入信号以产生对应的栅极驱动信号。
[0003]目前例如通过振荡电路产生目标频率的振荡信号，并通过电磁耦合方式传输目标电压域的振荡信号至栅极驱动信号的输入端。然而，上述振荡PWM信号传输电路的信号抗噪特性差，容易出现信号传输中断的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本公开的目的在于提供一种PWM信号传输电路、方法及栅极驱动器、封装结构，以达到泄放电路中噪声电流的目的，提升了抗共模干扰能力。
[0005]根据本公开的一方面，提供一种PWM信号传输电路，包括：
[0006]振荡模块，用于根据PWM输入信号产生第一电压域的振荡信号；
[0007]输出模块，与振荡模块电磁耦合以产生第二电压域的PWM输出信号；以及
[0008]噪声消除模块，用于检测振荡模块输出端处的噪声电流，以及形成泄放路径泄放所述噪声电流。
[0009]可选地，噪声消除模块根据振荡模块输出端处的电流、参考电流、PWM输入信号形成泄放路径。
[0010]可选地，振荡模块包括：
[0011]电容器；
[0012]电感器；
[0013]放大单元，所述放大单元的输出端作为振荡模块的输出端，启动的情况下控制电容器和电感器形成振荡网络以产生第一电压域的振荡信号；
[0014]调整单元，与放大单元连接，用于根据PWM输入信号调整放大单元的输出端的电压，以启动或者关断放大单元。
[0015]可选地，所述噪声消除模块包括：
[0016]噪声检测单元，采集放大单元的输出端处的电流，并根据采集电流和参考电流的比较结果生成检测信号，所述检测信号表征有无噪声电流；
[0017]信号处理单元，根据检测信号和PWM输入信号生成噪声消除控制信号；以及
[0018]噪声消除单元，根据噪声消除控制信号形成或者断开泄放路径。
[0019]可选地，所述输出模块包括：
[0020]第一变压器的副边绕组，与振荡模块的电感器电磁耦合以产生第二电压域的振荡信号，其中，第一变压器的原边绕组作为所述振荡模块的电感器。
[0021]可选地，所述输出模块还包括：
[0022]第二变压器，所述第二变压器的原边绕组与第一变压器的副边绕组连接，所述第二变压器的副边绕组输出第二电压域的振荡信号至栅极驱动器的栅极驱动电路。
[0023]可选地，振荡模块的放大单元包括：
[0024]第一交叉耦合晶体管对，包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的第一端和第二晶体管的第一端连接并接收电源电压，第一晶体管的控制端与第二晶体管的第二端连接，第二晶体管的控制端与第一晶体管的第二端连接；
[0025]第二交叉耦合晶体管对，包括第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管的第一端和第四晶体管的第一端连接并与第一节点连接，第三晶体管的控制端与第四晶体管的第二端连接，第四晶体管的控制端与第三晶体管的第二端连接，
[0026]其中，第一晶体管的第二端与第三晶体管的第二端的连接节点作为放大单元的第一输出端以输出第一电压域的振荡信号，第二晶体管的第二端与第四晶体管的第二端的连接节点作为放大单元的第二输出端以输出第一电压域的振荡信号。
[0027]可选地，电感器连接在放大单元的第一输出端和第二输出端之间，电容器包括第一电容和第二电容，第一电容的正极连接第一输出端，第一电容的负极与接地端连接，第二电容的正极连接第二输出端，第二电容的负极与接地端连接。
[0028]可选地，调整单元包括：
[0029]上拉单元，根据PWM输入信号的无效状态对第一输出端和第二输出端处的电压上拉，以关断放大单元；以及
[0030]下拉单元，根据PWM输入信号的有效状态对第一节点处的电压下拉，进而对第一输出端和第二输出端处的电压下拉，以启动放大单元。
[0031]可选地，所述上拉单元包括：
[0032]第五晶体管，所述第五晶体管的控制端接收PWM输入信号，所述第五晶体管的第一端接收电源电压，所述第五晶体管的第二端与第一输出端连接；以及
[0033]第六晶体管，所述第六晶体管的控制端接收PWM输入信号，所述第六晶体管的第一端接收电源电压，所述第六晶体管的第二端与第二输出端连接。
[0034]可选地，所述下拉单元包括：
[0035]第一缓冲器，接收并输出PWM输入信号；
[0036]第七晶体管，所述第七晶体管的控制端接收第一偏置电压，所述第七晶体管的第二端与第一节点连接；以及
[0037]第八晶体管，所述第八晶体管的控制端与第一缓冲器连接，所述第八晶体管的第二端与第七晶体管的第一端连接，所述第八晶体管的第一端与接地端连接。
[0038]可选地，噪声检测单元包括：
[0039]第九晶体管，所述第九晶体管的控制端接收第二偏置电压，所述第九晶体管的第一端与振荡模块的第一输出端连接；
[0040]第十晶体管，所述第十晶体管的控制端接收第二偏置电压，所述第十晶体管的第一端与振荡模块的第二输出端连接；
[0041]恒流源，提供参考电流；以及
[0042]比较器，所述比较器的第一输入端接收参考电压，所述比较器的第二输入端与第九晶体管的第二端、第十晶体管的第二端、恒流源连接，所述比较器的输出端输出检测信号，
[0043]其中，噪声检测单元在第一输出端的电流与第二输出端的电流的和大于参考电流的情况下生成有效状态的检测信号，否则生成无效状态的检测信号。
[0044]可选地，所述第九晶体管的第一端和所述第九晶体管的第二端为晶体管的源端和漏端，和/或所述第十晶体管的第一端和所述第十晶体管的第二端为晶体管的源端和漏端。
[0045]可选地，信号处理单元包括：
[0046]非门，所述非门的输入端接收PWM输入信号；
[0047]或非门，所述或非门的第一输入端与非门的输出端连接，所述或非门的第二输入端接收检测信号；
[0048]第二缓冲器，与或非门的输出端连接，接收并输出噪声消除信号，
[0049]其中，信号处理单元根据有效状态的PWM输入信号、有效状态的检测信号生成有效状态的噪声消除控制信号，否则生成无效状态的噪声消除控制信号。
[0050]可选地，噪声消除单元包括：
[0051]第十一晶体管，所述第十一晶体管的控制端接收第三偏置电压，所述第十一晶体管的第二端与振荡模块的第一节点连接；以及
[0052]第十二晶体管，所述第十二晶体管的控制端接收噪声本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PWM信号传输电路，其中，包括：振荡模块，用于根据PWM输入信号产生第一电压域的振荡信号；输出模块，与振荡模块电磁耦合以产生第二电压域的PWM输出信号；以及噪声消除模块，用于检测振荡模块输出端处的噪声电流，以及形成泄放路径泄放所述噪声电流。2.根据权利要求1所述的PWM信号传输电路，其中，噪声消除模块根据振荡模块输出端处的电流、参考电流、PWM输入信号形成泄放路径。3.根据权利要求1所述的PWM信号传输电路，其中，振荡模块包括：电容器；电感器；放大单元，所述放大单元的输出端作为振荡模块的输出端，启动的情况下控制电容器和电感器形成振荡网络以产生第一电压域的振荡信号；调整单元，与放大单元连接，用于根据PWM输入信号调整放大单元的输出端的电压，以启动或者关断放大单元。4.根据权利要求2所述的PWM信号传输电路，其中，所述噪声消除模块包括：噪声检测单元，采集放大单元的输出端处的电流，并根据采集电流和参考电流的比较结果生成检测信号，所述检测信号表征有无噪声电流；信号处理单元，根据检测信号和PWM输入信号生成噪声消除控制信号；以及噪声消除单元，根据噪声消除控制信号形成或者断开泄放路径。5.根据权利要求1所述的PWM信号传输电路，其中，所述输出模块包括：第一变压器的副边绕组，与振荡模块的电感器电磁耦合以产生第二电压域的振荡信号，其中，第一变压器的原边绕组作为所述振荡模块的电感器。6.根据权利要求5所述的PWM信号传输电路，其中，所述输出模块还包括：第二变压器，所述第二变压器的原边绕组与第一变压器的副边绕组连接，所述第二变压器的副边绕组输出第二电压域的振荡信号至栅极驱动器的栅极驱动电路。7.根据权利要求3所述的PWM信号传输电路，其中，振荡模块的放大单元包括：第一交叉耦合晶体管对，包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的第一端和第二晶体管的第一端连接并接收电源电压，第一晶体管的控制端与第二晶体管的第二端连接，第二晶体管的控制端与第一晶体管的第二端连接；第二交叉耦合晶体管对，包括第三晶体管和第四晶体管，第三晶体管的第一端和第四晶体管的第一端连接并与第一节点连接，第三晶体管的控制端与第四晶体管的第二端连接，第四晶体管的控制端与第三晶体管的第二端连接，其中，第一晶体管的第二端与第三晶体管的第二端的连接节点作为放大单元的第一输出端以输出第一电压域的振荡信号，第二晶体管的第二端与第四晶体管的第二端的连接节点作为放大单元的第二输出端以输出第一电压域的振荡信号。8.根据权利要求7所述的PWM信号传输电路，其中，电感器连接在放大单元的第一输出端和第二输出端之间，电容器包括第一电容和第二电容，第一电容的正极连接第一输出端，第一电容的负极与接地端连接，第二电容的正极连接第二输出端，第二电容的负极与接地端连接。
9.根据权利要求7所述的PWM信号传输电路，其中，调整单元包括：上拉单元，根据PWM输入信号的无效状态对第一输出端和第二输出端处的电压上拉，以关断放大单元；以及下拉单元，根据PWM输入信号的有效状态对第一节点处的电压下拉，进而对第一输出端和第二输出端处的电压下拉，以启动放大单元。10.根据权利要求9所述的PWM信号传输电路，其中，所述上拉单元包括：第五晶体管，所述第五晶体管的控制端接收PWM输入信号，所述第五晶体管的第一端接收电源电压，所述第五晶体管的第二端与第一输出端连接；以及第六晶体管，所述第六晶体管的控制端接收PWM输入信号，所述第六晶体管的第一端接收电源电压，所述第六晶体管的第二端与第二输出端连接。11.根据权利要求9所述的PWM信号传输电路，其中，所述下拉单元包括：第一缓冲器，接收并输出PWM输入信号；第七晶体管，所述第七晶体管的控制端接收第一偏置电压，所述第七晶体管的第二端与第一节点连接；以及第八晶体管，所述第八晶体管的控制端与第一缓冲器连接，所述第八晶体管的第二端与第七晶体管的第一端连接，所述第八晶体管的第一端与接地端连接。12.根据权利要求4所述的PWM信号传输电路，其中，噪声检测单元包括：第九晶体管，所述第九晶体管的控制端接收第二偏置电压，所述第九晶体管的第一端与振荡模块的第一输出端连接；第十晶体管，所述第十晶体管的控制端接收第二偏置电压，所述第十晶体管的第一端与振荡模块的第二输出端连接；恒流源，提供参考电流；以及比较器，所述比较器的第一输入端接收参考电压，所述比较器的第二输入端与第九晶体管的第二端、第十晶体管的第二端、恒流源连接，所述比较器的输出端输出检测信号，其中，噪声检测单元在第一输出端的电流与第二输出端的电流的和大于参考电流的情况下生成有效状态的检测信号，否则生成无效状态的检测信号。13.根据权利要求12所述的PWM信号传输电路，其中，所述第九晶体管的第一端和所述第九晶体管的第二端为晶体管的源端和漏端，和/或所述第十晶体管的第一端和所述第十晶体管的第二端为晶体管的源端和漏端。14.根据权利要求4所述的PWM信号传输电路，其中，信号处理单元包括：非门，所述非门的输入端接收PWM输入信号；或非门，所述或非门的第一输入端与非门的输出端连接，所述或非门的第二输入端接收检测信号；第二缓冲器，与或非门的输出端连接，接收并输出噪声消除信号，其中，信号处理单元根据有效状态的PWM输入信号、有效状态的检测信号生成有效状态的噪声消除控制信号，否则生成无效状态的噪声消除控制信号。15.根据权利要求4所述的PWM信号传输电路，其中，噪声消除单元包括：第十一晶体管，所述第十一晶体管的控制端接收第三偏置电压，所述第十一晶体管的第二端与振荡模块的第一节点连接；以及
第十二晶体管，所述第十二晶体管的控制端接收噪声消除控制信号，所述第十二晶体管的第二端与第十一晶体管的第一端连接，所述第十二晶体管的第一端与接地端连接，其中，第十二晶体管根据有效状态的噪声消除控制信号导通并与第十一晶体管形成泄放路径，第十二晶体管根据无效状态的噪声消除控制信号断开以断开泄放路径。16.一种栅极驱动器，其中，包括：PWM信号传输电路，包括：振荡模块，用于根据PWM输入信号产生第一电压域的振荡信号；输出模块，与振荡模块电磁耦合以产生第二电压域的PWM输出信号；以及噪声消除模块，用于检测振荡模块输出端处的噪声电流，以及形成泄放路径泄放所述噪声电流；栅极驱动电路，与PWM信号传输电路连接，根据PWM输出信号、第二电压域的供电电压生成栅极驱动信号，用于驱动功率管的导通或者关断。17.根据权利要求16所述的栅极驱动器，其中，噪声消除模块根据振荡模块输出端处的电流、参考电流、PWM输入信号形成泄放路径。18.根据权利要求16所述的栅极驱动器，其中，振荡模块包括：电容器；电感器；放大单元，所述放大单元的输出端作为振荡模块的输出端，启动的情况下控制电容器和电感器形成振荡网络以产生第一电压域的振荡信号；调整单元，与放大单元连接，用于根据PWM输入信号调整放大单元的输出端的电压，以启动或者关断放大单元。19.根据权利要求17所述的栅极驱动器，其中，所述噪声消除模块包括：噪声检测单元，采集放大单元的输出端处的电流，并根据采集电流和参考电流的比较结果生成检测信号，所述检测信号表征有无噪声电流；信号处理单元，根据检测信号和PWM输入信号生成噪声消除控制信号；以及噪声消除单元，根据噪声消除控制信号形成或者断开泄放路径。20.根据权利要求16所述的栅极驱动器，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭宜建，程宇，吴美飞，王彬，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：