System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种有源密勒钳位电路制造技术_技高网

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一种有源密勒钳位电路制造技术

技术编号：41276405 阅读：5 留言：0更新日期：2024-05-11 09:28

本发明专利技术涉及一种有源密勒钳位电路，属于新能源汽车SiC高压隔离驱动集成电路设计领域，解决了现有技术中有源密勒钳位电路和主驱动电路之间存在时序不匹配，容易造成密勒钳位电路提前开通或者延迟关断，容易引起电磁兼容和串扰问题；因此开关频率低，无法提高开关频率的问题。本申请包括：输出电压检测模块用于检测功率级模块的输出电压，输出驱动控制信号至驱动控制模块；驱动控制模块用于接收控制信号和输出电压检测模块生成的驱动控制信号，控制功率级模块的输出电压加速变低或控制功率级模块的输出关断和开启；功率级模块，用于输出电压至输出电压检测模块。实现了解决密勒钳位电路提前开通或延迟关断引起电磁兼容和串扰问题的目的。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新能源汽车sic高压隔离驱动集成电路设计，尤其涉及一种有源密勒钳位电路。

技术介绍

1、sic作为新能源汽车以及电网等重要领域的关键器件，可以极大的节省功耗，由于其高压、高温、低导通电阻的优良特性，将会被广泛的应用。

2、但是sic本身特性的发挥，需要稳定且具备各种保护功能的专用驱动电路，驱动电路的目的是实现mcu到sic高压器件的信号连接桥梁，提供大的驱动电路，低延迟，同时要具备各种诊断能力等，由于sic的特殊性，应用于半桥驱动电路时，往往需要提供较大的下拉能力，或者采用负压驱动以使sic可以可靠的关断，防止半桥的上下管子同时导通，损坏sic功率管。有源密勒钳位电路的目的就是增强下拉能力，确保sic功率管充分关断。有源密勒钳位电路和负压驱动电路是sic驱动电路里最常见的两种驱动方式，本专利主要集中在有源密勒钳位电路的实现。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种有源密勒钳位电路，用以解决现有技术中有源密勒钳位电路和主驱动电路之间存在时序不匹配，容易造成密勒钳位电路提前开通或者延迟关断，容易引起电磁兼容和串扰问题；因此开关频率低，无法提高开关频率的问题。

2、一方面，本专利技术实施例提供了一种有源密勒钳位电路包括：驱动控制模块、功率级模块和输出电压检测模块；

3、所述输出电压检测模块，用于检测功率级模块的输出电压vout，并根据所述输出电压与预设的基准电压的比较结果，输出驱动控制信号至驱动控制模块；

<p>4、所述驱动控制模块，用于接收控制信号cmd和所述输出电压检测模块生成的驱动控制信号，根据所述控制信号cmd和所述驱动控制信号控制功率级模块的输出电压vout加速变低或控制功率级模块的输出关断和开启；

5、所述功率级模块，用于在所述驱动控制模块的控制下输出电压vout至输出电压检测模块。

6、进一步的，所述所输出电压检测模块包括高压采样电路、滤波电路、浮地输出采样电路和比较器；

7、所述高压采样电路用于采样功率级模块的输出电压vout，并将其转换到低压电压域传输给滤波电路；

8、所述滤波电路，用于滤除噪声，将滤波后的信号vn传输给比较器的负相输入端；

9、所述浮地输出采样电路，与比较器的输出端连接，用于根据比较器的输出切换不同的预设基准电压至比较器的正相输入端；

10、所述比较器，用于对所述基准电压和滤波后的信号vn进行比较，输出端输出的信号comp_out作为浮地输出采样电路的控制信号和驱动控制模块的驱动控制信号。

11、进一步的，所述浮地输出采样电路包括迟滞控制电路和浮地输出电压基准电路；

12、所述迟滞控制电路，连接比较器的输出端，用于根据比较器的输出切换不同的预设基准电压至浮地输出电压基准电路；

13、所述浮地输出电压基准电路将不同的预设基准电压的数字地转换为功率地至比较器的正相输入端。

14、进一步的，所述迟滞控制电路包括电阻1、电阻2、电阻3和mos管mt1-mt4；所述电阻1、电阻2和电阻3组成串联支路，支路靠近r1的一端接电源vcc，支路靠近r3的一端接数字地，mos管mt1和mt2的源极均连接至电阻r1和电阻r2中间，mos管mt1和mt2的漏极相连并接入浮地输出电压基准电路的输入端，mos管mt3和mt4的源极均连接至电阻r3和电阻r2中间，mos管mt3和mt4的漏极相连并接入浮地输出电压基准电路的输入端，mos管mt1和mt4的栅极均连接比较器的输出端，mt2和mt3的栅极均通过反相器连接至比较器的输出端。

15、进一步的，所述高压采样电路包括电阻r0、二极管p1和三极管mt5，所述电阻r0一端连接功率级模块输出端，另一端连接二极管p1负极和三极管mt5的漏极，三极管mt5的源极和二极管p1正极连接，并作为高压采样电路的输出端，栅极连接vcc。

16、进一步的，所述功率级模块包括：mos管mc5、mc6、二极管p0、p2和电阻r0；

17、所述mos管mc5与二极管p2并联，所述mos管mc6与二极管p0并联；所述mc5的漏极连接二极管p2的负极并连接至功率级模块的输出端，mc5的源极连接二极管p2的阳极并与电阻r0的一端连接，电阻r0的另一端接数字地；mc6的漏极与二极管p0的负极连接并连接至功率级模块的输出端，mc6的源极连接p0的正极和数字地；mc5的栅极和mc6的栅极均与驱动控制模块的输出端连接；

18、其中p0为主功率管，p2为电流镜，用于按比例镜像p0的电流。

19、进一步的，所述有源密勒钳位电路还包括过流检测电路，用于检测功率级模块的输出电流，并防止输出电流过大。

20、进一步的，所述滤波电路包括电容c1，电容c1一端连接比较器的输入端、高压采样电路的输出端，另一端连接数字地。

21、进一步的，所述比较器包括：mos管m1-m9；所述m1和m2组成对流镜，m1和m2的源极均连接电源vcc，m1的栅极连接m2的栅极和m1的漏极；m3和m4组成差分输入对，m3的漏极连接m1的漏极，m3的栅极连接滤波电路的输出端，m4的漏极连接m2的漏极、栅极连接浮地输出电压基准电路的输出端，m3和m4的源极均连接m5的漏极，m5的源极连接数字地，栅极连接偏置电压vb；m6和m7组成第二级输出，m7的源极连接电源vcc、漏极连接m6的漏极、栅极连接在m2和m4的漏极中间，m6的栅极连接偏置电压vb，源极连接数字地，m6和m7的漏极之间引出比较器输出端口comp_out，m8和m9用于加速比较器输出信号的建立，m8的源极连接在m6和m7的漏极之间，m8的漏极和m9的源极连接并连接至m2和m4的漏极之间，m8的漏极与m8的栅极连接，m9的栅极和漏极均连接在m6和m7的漏极之间。

22、进一步的，所述过流检测模块包括：mos管mc1-mc4，三极管q1、q2和反相器inv1、inv2；所述mc1的源极和mc2的源极均连接电源vcc，mc1和mc2的栅极均连接第一偏置电压vp1，mc1的漏极连接mc3的源极，mc2的漏极连接mc4的源极，mc3的栅极和mc4的栅极均连接第二偏置电压vp2，mc3的漏极连接三极管q1的集电极，三极管q1的集电极与基极连接，q1的发射极连接至功率级模块中电阻r0的另一端，q2的集电极连接mc4的漏极，q2发射极连接至功率级模块中电阻r0的一端，q2基极与q1基极连接；反相器inv1的输入端连接在mc4漏极与q2集电极之间，反相器inv1的输出端连接反相器inv2的输入端，反相器inv2的输出端作为过流检测电路的输出端。

23、与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：

24、通过设置迟滞控制电路，预设两个基准电压，根据基准电压和功率级模块的输出电压vout的比较结果，迟滞控制电路输出不同的基准电压，用于抑制功率级模块的输出电压vout上的其他干扰，使功率级模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种有源密勒钳位电路，其特征在于：包括：驱动控制模块、功率级模块和输出电压检测模块；

2.根据权利要求1所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述所输出电压检测模块包括高压采样电路、滤波电路、浮地输出采样电路和比较器；

3.根据权利要求2所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述浮地输出采样电路包括迟滞控制电路和浮地输出电压基准电路；

4.根据权利要求3所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述迟滞控制电路包括电阻1、电阻2、电阻3和MOS管MT1-MT4；所述电阻1、电阻2和电阻3组成串联支路，支路靠近R1的一端接电源VCC，支路靠近R3的一端接数字地，MOS管MT1和MT2的源极均连接至电阻R1和电阻R2中间，MOS管MT1和MT2的漏极相连并接入浮地输出电压基准电路的输入端，MOS管MT3和MT4的源极均连接至电阻R3和电阻R2中间，MOS管MT3和MT4的漏极相连并接入浮地输出电压基准电路的输入端，MOS管MT1和MT4的栅极均连接比较器的输出端，MT2和MT3的栅极均通过反相器连接至比较器的输出端。

5.根据权利

6.根据权利要求5所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述功率级模块包括：MOS管MC5、MC6、二极管P0、P2和电阻R0；

7.根据权利要求6所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述有源密勒钳位电路还包括过流检测电路，用于检测功率级模块的输出电流，并防止输出电流过大。

8.根据权利要求7所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述滤波电路包括电容C1，电容C1一端连接比较器的输入端、高压采样电路的输出端，另一端连接数字地。

9.根据权利要求8所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述比较器包括：MOS管M1-M9；所述M1和M2组成对流镜，M1和M2的源极均连接电源VCC，M1的栅极连接M2的栅极和M1的漏极；M3和M4组成差分输入对，M3的漏极连接M1的漏极，M3的栅极连接滤波电路的输出端，M4的漏极连接M2的漏极、栅极连接浮地输出电压基准电路的输出端，M3和M4的源极均连接M5的漏极，M5的源极连接数字地，栅极连接偏置电压VB；M6和M7组成第二级输出，M7的源极连接电源VCC、漏极连接M6的漏极、栅极连接在M2和M4的漏极中间，M6的栅极连接偏置电压VB，源极连接数字地，M6和M7的漏极之间引出比较器输出端口COMP_OUT，M8和M9用于加速比较器输出信号的建立，M8的源极连接在M6和M7的漏极之间，M8的漏极和M9的源极连接并连接至M2和M4的漏极之间，M8的漏极与M8的栅极连接，M9的栅极和漏极均连接在M6和M7的漏极之间。

10.根据权利要求9所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述过流检测模块包括：MOS管MC1-MC4，三极管Q1、Q2和反相器INV1、INV2；所述MC1的源极和MC2的源极均连接电源VCC，MC1和MC2的栅极均连接第一偏置电压VP1，MC1的漏极连接MC3的源极，MC2的漏极连接MC4的源极，MC3的栅极和MC4的栅极均连接第二偏置电压VP2，MC3的漏极连接三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极与基极连接，Q1的发射极连接至功率级模块中电阻R0的另一端，Q2的集电极连接MC4的漏极，Q2发射极连接至功率级模块中电阻R0的一端，Q2基极与Q1基极连接；反相器INV1的输入端连接在MC4漏极与Q2集电极之间，反相器INV1的输出端连接反相器INV2的输入端，反相器INV2的输出端作为过流检测电路的输出端。

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【技术特征摘要】

1.一种有源密勒钳位电路，其特征在于：包括：驱动控制模块、功率级模块和输出电压检测模块；

2.根据权利要求1所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述所输出电压检测模块包括高压采样电路、滤波电路、浮地输出采样电路和比较器；

3.根据权利要求2所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述浮地输出采样电路包括迟滞控制电路和浮地输出电压基准电路；

4.根据权利要求3所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述迟滞控制电路包括电阻1、电阻2、电阻3和mos管mt1-mt4；所述电阻1、电阻2和电阻3组成串联支路，支路靠近r1的一端接电源vcc，支路靠近r3的一端接数字地，mos管mt1和mt2的源极均连接至电阻r1和电阻r2中间，mos管mt1和mt2的漏极相连并接入浮地输出电压基准电路的输入端，mos管mt3和mt4的源极均连接至电阻r3和电阻r2中间，mos管mt3和mt4的漏极相连并接入浮地输出电压基准电路的输入端，mos管mt1和mt4的栅极均连接比较器的输出端，mt2和mt3的栅极均通过反相器连接至比较器的输出端。

5.根据权利要求4所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述高压采样电路包括电阻r0、二极管p1和三极管mt5，所述电阻r0一端连接功率级模块输出端，另一端连接二极管p1负极和三极管mt5的漏极，三极管mt5的源极和二极管p1正极连接，并作为高压采样电路的输出端，栅极连接vcc。

6.根据权利要求5所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述功率级模块包括：mos管mc5、mc6、二极管p0、p2和电阻r0；

7.根据权利要求6所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述有源密勒钳位电路还包括过流检测电路，用于检测功率级模块的输出电流，并防止输出电流过大。

8.根据权利要求7所述的一种有源密勒钳位电路，其特征在于：所述滤波电路包括电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝炳贤，王云，马玫娟，杨娜，原青，
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：

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