[发明专利]一种电平位移电路

说明书

本发明涉及一种电平位移电路，所述电路包括VDD为芯片电源，GND为芯片地；HB为半桥高边侧浮动电源；HS为半桥高边侧浮动地；N1、N2为承受半桥高压的MOS；电阻R1、R2为产生电压差的两个电阻；三极管Q1、Q2、Q3、Q4组成两组电流镜；三极管Q5为一路电流源，分别为Q1支路或Q3支路提供偏置电流，偏置电流的大小由偏置电压Vb和电阻R3或R4决定；P1、P2为控制两组电流镜是否产生电流的开关管，分别由脉冲信号pulse1、pulse2控制；P3、P4为采样开关管；R5、R6电阻及N3为RS锁存器产生初始状态；PulseGen模块接收DRV_IN信号，产生两路低窄脉冲信号pulse1和pulse2,RS锁存器产生输出信号DRV_OUT，该信号控制后续的驱动电路；方案新颖、简洁，可将电路功耗限制地极低，功耗值精确。

技术领域

本发明涉及一种电平位移电路，属于电源管理技术领域。

背景技术

在高压半桥驱动电路中，需要产生两路驱动信号，一路是高边驱动，一路是低边驱动，而高边驱动信号的产生需要专门的电平位移电路进行电压域转换。

在应用中，高压半桥应用从几十伏到几百伏不等，驱动芯片内部需要集成能耐该电压的器件进行电压域转换。如图1所示，为现有技术的电平转换电路拓扑结构。VDD为芯片的电源电压；GND为芯片地，HB为半桥高压侧浮动电源电压；HS为半桥高压侧浮动地；R1、R2为电阻；N1、N2为高耐压MOS，确保能承受半桥高压侧电源电压，PulseGen为脉冲产生模块，根据驱动信号DRV_IN变高或变低，选择产生两路脉冲信号，控制N1或N2；RS锁存器为与非门型锁存器，输出驱动信号DRV_OUT，控制后续的驱动电路。

工作原理：DRV_IN信号变高，PulseGen产生pulse1窄脉冲，控制N1短暂导通，对于RS锁存器，S为高，R为低，因此输出DRV_OUT变高，即使窄脉冲消失后，RS锁存器处于锁存状态，DRV_OUT一直保持为高；DRV_IN信号变低，Pulse Gen产生pulse2窄脉冲，控制N2短暂导通，对于RS锁存器，S为低，R为高，DRV_OUT变低，即使窄脉冲消失后，DRV_OUT一直保持为低。相关波形如图2所示。

该电平位移结构，利用窄脉冲，减小N1、N2的导通时间，以此降低电阻R1、R2上的功耗，但该结构的难点在于N1或N2导通时，不能直接将R1或R2下端的电压直接拉到0V，否则会导致后面RS锁存器的MOS管发生栅氧击穿，且同时在R1或R2上的功耗还是偏大，且不易控制；如果R1或R2的下端电压下拉过少，后面的RS锁存器又存在不易翻转的情况，从而DRV_OUT信号不能正常输出。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种电平位移电路，该技术方案可以精准控制R1或R2下端电压的偏移量，既能保证后续的RS锁存器进行翻转，又能保证电阻上产生的功耗进一步降低。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种电平位移电路，所述电路包括VDD为芯片电源，通常10～30V；GND为芯片地；HB为半桥高边侧浮动电源，通常几十伏至几百伏；HS为半桥高边侧浮动地；N1、N2为承受半桥高压的MOS；电阻R1、R2为产生电压差的两个电阻；三极管Q1、Q2、Q3、Q4组成两组电流镜；三极管Q5为一路电流源，分别为Q1支路或Q3支路提供偏置电流，偏置电流的大小由偏置电压Vb和电阻R3或R4决定；P1、P2为控制两组电流镜是否产生电流的开关管，分别由脉冲信号pulse1、pulse2控制；P3、P4为采样开关管；R5、R6电阻及N3为RS锁存器产生初始状态；PulseGen模块接收DRV_IN信号，产生两路低窄脉冲信号pulse1和pulse2，窄脉冲信号的波形在模块内示意；RS锁存器产生输出信号DRV_OUT，该信号控制后续的驱动电路。