一种H半桥驱动电路制造技术

本发明专利技术公开了一种H半桥驱动电路，具体包括：一电流偏置模块、一高压可控开关、一高压二极管组件、一死区时间调节模块、一电平位移模块、一反相器、第一PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管。本发明专利技术的H半桥驱动电路采用一高压二极管组件来钳位控制H桥臂上PMOS管即第一PMOS管的过驱动电压，针对不同阻抗的负载，通过调节串联高压二极管组件中二极管的个数，从而比较方便地实现对H桥驱动电流的控制调节。本发明专利技术采用一恒流源对一电容元件充电升压，产生较为精确的延时，从而实现对死区时间的精确调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体集成电路
，具体涉及ー种H桥驱动电路的设计。
技术介绍
H桥驱动电路是半导体集成电路领域内常用的一种驱动器，H桥驱动电路常用于直流电机驱动、EL灯驱动等场合。传统H桥驱动电路的框图如附图I所示，桥壁上有4只MOS管构成，Ml、M2是PMOS管，构成了上桥臂，M3、M4 一般是NMOS管构成了下桥臂，H桥定序模块控制着4只MOS管的导通与关闭，要使电路正常驱动负载，必须导通对角线上的ー对MOS管，根据不同MOS管对的导通情况，可以控制负载中电流的流向。 目前，在实际应用中，H桥的驱动能力一般是靠PWM(脉冲宽度调制)的方式进行调节，这种调节方式固然有效，但电路实现较为复杂。另外，在实际应用中为了防止上下桥臂管子的贯通，通常要求对驱动电路添加一定的死区时间，传统的死区时间调节电路一般采用的是RC延时的方式实现，这种调节方式的死区时间由于温度等因素的影响而不够精确，且大电阻不便于集成。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有H桥驱动电路中存在的驱动能力调节不便的问题，提出了ー种H半桥驱动电路。本专利技术的技术方案是ー种H半桥驱动电路,具体包括一电流偏置模块、一高压可控开关、一高压ニ极管组件、一死区时间调节模块、一电平位移模块、一反相器、第一 PMOS管、第一 NMOS管、第二 NMOS管，其中，所述电平位移模块的输入端、反相器的输入端和死区时间调节模块的输入端连接在一起作为所述H半桥驱动电路的控制端；所述高压ニ极管组件的正极端接外部的高压直流电源，所述高压ニ极管组件的负极端接所述第二 NMOS管的漏扱，所述第二 NMOS管的栅极接所述反相器的输出端，所述第二NMOS管的源极接所述电流偏置模块的第一输出端，所述电流偏置模块的第二输出端接所述电平位移模块的电流偏置端，所述高压可控开关的第一端接外部的高压直流电源，所述高压可控开关的第二端接第二 NMOS管的漏扱，所述高压可控开关的控制端接所述电平位移模块的输出端，所述电平位移模块的电压偏置端接外部的高压直流电源，所述第一 PMOS管的源极接外部的高压直流电源，所述第一 PMOS管的栅极接所述第二 NMOS管的漏扱，所述第一 PMOS管的漏极与第一 NMOS管的漏极相连接并作为所述H半桥驱动电路的输出端，所述第一 NMOS管的源极接地，所述第一 NMOS管的栅极接所述死区时间调节模块的输出端。进ー步的，所述死区时间调节模块电路包括ー恒流源、第一可控开关、第二可控开关、一电容兀件、第一反相器、第二反相器，其中，所述恒流源的第一端接外部的低压直流电源，所述恒流源的第二端接所述第一可控开关的第一端，所述第一可控开关的第二端接所述第二可控开关的第一端、所述电容元件的第一端以及所述第一反相器的输入端，所述第二可控开关的第二端接地，所述电容元件的第二端接地，所述第一反相器的输出端接所述的第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端作为所述死区时间调节模块的输出端，所述第一可控开关的控制端和第二可控开关的控制端连接在一起并作为所述死区时间调节模块的输入端。本发 明的有益效果本专利技术的H半桥驱动电路采用一高压ニ极管组件来钳位控制H桥臂上PMOS管即第一 PMOS管的过驱动电压，针对不同阻抗的负载，通过调节串联高压ニ极管组件中二极管的个数，从而比较方便地实现对H桥驱动电流的控制调节。本专利技术采用ー恒流源对ー电容元件充电升压，产生较为精确的延时，从而实现对死区时间的精确调节。附图说明图I是传统H桥驱动电路的框图。图2是本专利技术H半桥驱动电路的结构示意图。图3是本专利技术H半桥驱动电路中的死区时间调节模块的结构示意图。图4是本专利技术H全桥驱动电路的结构示意图。图5是本专利技术H半桥驱动电路具体实施例的电路图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进ー步的说明本专利技术H半桥驱动电路的结构图如图2所示，具体包括一电流偏置模块Iref、一高压可控开K1、一高压ニ极管组件D1、一死区时间调节模块Dead Time、一电平位移模块Level Shift、一反相器 NI、第一 PMOS 管 MP1、第一 NMOS 管 MNl、第二 NMOS 管 MN2，其中，电平位移模块Level Shift的输入端、反相器NI的输入端和死区时间调节模块Dead Time的输入端连接在一起作为所述H半桥驱动电路的控制端；高压ニ极管组件Dl的正极端接高压直流电源HV，所述高压ニ极管组件Dl的负极端接第二 NMOS管匪2的漏极，第二 NMOS管匪2的栅极接所述反相器NI的输出端，第二 NMOS管匪2的源极接电流偏置模块Iref的第一输出端，电流偏置模块Iref的第二输出端接电平位移模块Level Shift的电流偏置端，高压可控开关Kl的第一端接外部的高压直流电源HV,高压可控开关Kl的第二端接第二 NMOS管MN2的漏扱，高压可控开关Kl的控制端接电平位移模块Level Shift的输出端，电平位移模块Level Shift的电压偏置端接外部的高压直流电源HV，第一 PMOS管MPl的源极接外部的高压直流电源HV，第一 PMOS管MPl的栅极接所述第二 NMOS管MN2的漏极，第一 PMOS管MPl的漏极与第一 NMOS管MNl的漏极相连接并作为所述H半桥驱动电路的输出端，第一 NMOS管丽I的源极接地，第一 NMOS管丽I的栅极接死区时间调节模块Dead Time的输出端。这里的电流偏置模块Iref用于为电路提供需要的电流偏置，死区时间调节模块Dead Time用于精确控制电路的死区时间，防止桥臂上电流贯通，电平位移模块LevelShift用于产生一个高压的方波控制信号，来控制高压可控开关。 H半桥驱动电路原理如下H半桥驱动电路控制端的方波信号为高时，第二NMOS管匪2截止，高压可控开关Kl闭合，第一 PMOS管MPl截止，同时死区时间调节模块的输出端为高，第一 NMOS管匪I开启，H半桥驱动电路的输出端为低；H半桥驱动电路控制端的方波信号为低吋，第二 NMOS管MN2开启，高压可控开关Kl断开，第一 PMOS管MPl开启，同时死区时间调节模块的输出端为低，第二 NMOS管匪2截止，H半桥驱动电路的输出端为高。图3给出了死区时间调节模块的一种实施方案，包括一恒流源II、第一可控开关K11、第二可控开关K12、一电容元件C、反相器N2、N3，其中，恒流源Il的第一端接外部的低压直流电源VDD，恒流源Il的第二端接第一可控开关KlI的第一端，第一可控开关KlI的第二端接第二可控开关K12的第一端、电容元件C的第一端以及反相器N2的输入端，第二可控开关K22的第二端接地，电容元件C的第二端接地，反相器N2的输出端接反相器N3的输入端，反相器N3的输出端作为死区时间调节模块的输出端，第一可控开关Kll的控制端和第二可控开关K12的控制端连接在一起并作为所述死区时间调节模块的输入端。这里的低压直流电源中的“低压”可以理解为不超过5V，这里的高压直流电源、高压可控开关、高压ニ极管组件中的“高压”可以理解为电路中低压直流电源两倍以上的电压值。本领域的技术人员应该意识到这里的“高压”和“低压”含义是清楚的。 这里的死区时间调节模块的原理如下当H半桥驱动电路控制端的方波信号为高时，第一可控开关Kll闭合，第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种H半桥驱动电路，具体包括：一电流偏置模块、一高压可控开关、一高压二极管组件、一死区时间调节模块、一电平位移模块、一反相器、第一PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管，其中，所述电平位移模块的输入端、反相器的输入端和死区时间调节模块的输入端连接在一起作为所述H半桥驱动电路的控制端；所述高压二极管组件的正极端接外部的高压直流电源，所述高压二极管组件的负极端接所述第二NMOS管的漏极，所述第二NMOS管的栅极接所述反相器的输出端，所述第二NMOS管的源极接所述电流偏置模块的第一输出端，所述电流偏置模块的第二输出端接所述电平位移模块的电流偏置端，所述高压可控开关的第一端接外部的高压直流电源，所述高压可控开关的第二端接第二NMOS管的漏极，所述高压可控开关的控制端接所述电平位移模块的输出端，所述电平位移模块的电压偏置端接外部的高压直流电源，所述第一PMOS管的源极接外部的高压直流电源，所述第一PMOS管的栅极接所述第二NMOS管的漏极，所述第一PMOS管的漏极与第一NMOS管的漏极相连接并作为所述H半桥驱动电路的输出端，所述第一NMOS管的源极接地，所述第一NMOS管的栅极接所述死区时间调节模块的输出端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方健，潘福跃，王贺龙，黄帅，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：