[发明专利]一种无自举电容的N型高侧开关管关断的控制系统

说明书

本申请涉及一种无自举电容的N型高侧开关管关断的控制系统，包括电荷泵、NMOS管MH、NMOS管ML、主关断模块以及控制模块，主关断模块具有第一连接端、第二连接端以及第三连接端，控制模块包括：电流供给模块、辅助关断模块，主关断模块包括NMOS管M8、电阻R2，电流供给模块包括PMOS电流镜M6~M5、可控电流源I1，辅助关断模块包括NMOS管M7。还包括：自断路模块，自断路模块包括：断路信号输入模块、执行模块。通过主关断模块将NMOS管MH的栅极、源极短路，使NMOS管MH的栅极、源极电压相同，使NMOS管MH不易发生交叉互通以及被击穿的现象，以对NMOS管MH进行保护。

技术领域

本申请涉及控制电路领域，尤其是涉及一种无自举电容的N型高侧开关管关断的控制系统。

背景技术

在开关电源、马达控制等功率应用中常会使用两个N型功率MOS管控制输出电压在电源和地电压之间切换。低侧N型功率管的开关可以直接使用低压的逻辑电路来驱动，而高侧N型功率管的驱动电路一般需要使用电容自举电路来为其提供电源。在有些应用中，由于芯片引脚的限制，无法使用自举电路来产生高侧驱动电路的电源，因此出现了不带自举电路的功率输出级电路。

图1为现有的一种不带自举电路的功率输出级电路，包括电荷泵、NMOS管ML、NMOS管MH、NMOS管M1，电荷泵的输出端与NMOS管M1的漏极耦接，NMOS管M1的源极接地，NMOS管M1的栅极用于与外部逻辑电路接通以接受信号G1，NMOS管MH的栅极与电荷泵的输出端的耦接，NMOS管MH的漏极接VCC，NMOS管MH的源极耦接于NMOS管ML的漏极，MOS管MH的源极与NMOS管ML的漏极之间的电连接点用于输出电压Vout，NMOS管ML的源极接地，NMOS管ML的栅极接信号GL，NMOS管M1受信号G1控制开断、NMOS管ML受信号GL控制开断。

上针对上述中的相关技术，为了防止NMOS管MH交叉导通，会设定一定死区时间，即NMOS管MH的栅极电压是0V，但是如果输出端接的外部应用电路带感性元器件如电感等，在NMOS管MH关断后，外部应用电路会产生感应电压，在死区时间内通过NMOS管ML进行续流，此时输出端的电压会降低到-0.7V或者更低，而NMOS管MH的栅极电压是0V，因而导致NMOS管MH再次被导通，使其无法完全关闭，出现交叉互通的现象。第二，在高低侧功率管同时关闭的情况下，输出呈高阻态，输出电压有可能被外部的应用电路拉到不同的电压，由于NMOS管MH通过NMOS管M1关断后，NMOS管MH的栅极电压为0V，如果此时输出端被外部的应用电路拉到较高的电压，可能会超过NMOS管MH栅极氧化层的耐压而将NMOS管MH损坏。

发明内容

为了使NMOS管MH不易发生交叉导通的现象同时防止NMOS管MH被击穿损坏，本申请提供一种无自举电容的N型高侧开关管关断的控制系统。

本申请提供的一种无自举电容的N型高侧开关管关断的控制系统采用如下的技术方案。

一种无自举电容的N型高侧开关管关断的控制系统，包括电荷泵、NMOS管MH、NMOS管ML，NMOS管MH的栅极与电荷泵的输出端的耦接，NMOS管MH的漏极接VCC，NMOS管MH的源极与NMOS管ML的漏极耦接，NMOS管ML的源极接地，NMOS管ML的漏极以及NMOS管MH的源极两点之间的电压作为Vout输出，还包括：

主关断模块，耦接于所述NMOS管MH，用于将NMOS管MH的栅极与源极短接；

以及控制模块，耦接于所述主关断模块，用于控制所述主关断模块的接通及关断。

通过采用上述技术方案，通过控制模块控制主关断模块导通，将NMOS管MH的栅极与源极短接，使NMOS管MH的栅极与源极的电压相同，将NMOS管MH关断，同时由于外部的应用电路的电压是从NMOS管MH的源极接入到本控制系统的，当外部应用电路的感性电压或者负载电压，施加到NMOS管MH的源极后，由于主关断模块的短接，使NMOS管MH的栅极与源极无法形成电压差，而避免导致NMOS管MH发生交差互通或者反向击穿的现象。