[发明专利]一种适用于电平转换芯片的自选择偏置电路

说明书

本发明提供一种适用于电平转换芯片的自选择偏置电路，包括：双端电源电压比较模块、低压选择模块、高压选择模块和栅端驱动模块；其中：双端电源电压比较模块、低压选择模块和高压选择模块分别与输入电源和输出电源相连；双端电源电压比较模块用于比较输入电源和输出电源的电压大小；低压选择模块用于选择输入电源和输出电源中较低的电压通过第一节点连通至栅端驱动模块；高压选择模块用于选择输入电源和输出电源中较高的电压通过第二节点连通至栅端驱动模块；栅端驱动模块用于驱动第一晶体管的栅端电压。本发明解决了现有技术在电平转换应用中输入输出端口电压域受限、无法真正实现信号双向传输的问题。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种适用于电平转换芯片的自选择偏置电路。

背景技术

电平转换芯片是集成电路中的常见芯片类型之一，其广泛应用于数据传输、逻辑控制、数模转换等系统中。其作用是将一端较低/较高电压域下的逻辑电平信号传输至另一端较高/较低电压域，并在传输过程中尽可能减小传输延时，同时保持信号的完整性。

电平转换芯片的一种常见架构如图1所示。其中，MP1管、MP2管为端口上拉开关管，用于加速端口的上拉速度，减小传输的延时，ONE-SHOT模块为上拉管的控制模块。端口A_Port和端口B_Port分别在VCCA电源域和VCCB电源域下，MN1管在传输高电平时用于隔离A_Port端口和B_Port端口的端口信号，在传输低电平时可以通过导通加速信号的传输。VB模块为绝缘栅双极晶体管MN1的偏置模块，用于给MN1的栅端提供合适的电压偏置，使其可以在传输低电平时快速导通，传输高电平时快速关断并保持截止。

图2为现有电平转换芯片中一种NMOS管的驱动电路。其中，VCCA为信号传输两端电压域较低端的电压源，VCCB为电压域较高端的电压源。当使能信号EN＝H时，反相器INV1输出低电平，MP1管导通，因此在A1节点有VA1＝VCCA+VGSP2，VGSP2为MP2管的栅源电压。正常工作时，VCCAVCCB，A1节点的偏置电压可以确保转换器在传输高电平时MN1管截止，传输低电平时MN1管快速导通。但图2所示的现有的一种NMOS管的驱动电路应用在电平转换芯片中的缺陷也很明显：这种结构在实际应用中需要确保VCCAVCCB，即A_Port端口的电平电压必须小于B_Port端口，对于信号传输通路两端电源域变化不确定、电源域的大小关系不固定的应用，采用这种电路的电平转换芯片就无法适应。

发明内容

本发明提供一种适用于电平转换芯片的自选择偏置电路，以解决现有技术在电平转换应用中输入输出端口电压域受限、无法真正实现信号双向传输的问题。

为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种适用于电平转换芯片的自选择偏置电路，包括：双端电源电压比较模块、低压选择模块、高压选择模块和栅端驱动模块；其中：

所述双端电源电压比较模块、低压选择模块和高压选择模块分别与输入电源和输出电源相连；

所述双端电源电压比较模块用于比较所述输入电源和输出电源的电压大小；

所述低压选择模块用于选择所述输入电源和输出电源中较低的电压通过第一节点连通至所述栅端驱动模块；

所述高压选择模块用于选择所述输入电源和输出电源中较高的电压通过第二节点连通至所述栅端驱动模块；

所述栅端驱动模块用于驱动第一晶体管的栅端电压。

优选地，所述双端电源电压比较模块包括：第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第一反相器、第二反相器和第三反相器；其中：

所述第二晶体管的第一端与所述输入电源相连，所述第二晶体管的第二端接地，所述第二晶体管的第三端与所述第三晶体管的第三端相连，所述第二晶体管的第二端与第三端相连；