[发明专利]一种用于双向电平转换芯片的最高电位选择电路

说明书

一种用于双向电平转换芯片的最高电位选择电路，其特征在于：所述电路包括逻辑单元、选择单元和稳压单元；其中，所述逻辑单元，与所述选择单元、所述稳压单元分别连接，用于基于最高电位电压Vmax对输入电压执行逻辑判断并生成输出电压Vout；所述选择单元，用于基于所述逻辑单元的输出电压Vout和所述芯片电源电压Vcc之间的比较，选择生成最高电位电压Vmax；所述稳压单元，用于对所述选择单元生成的最高电位电压Vmax执行延时稳压操作，从而向所述选择单元中反馈稳定后的最高电位电压Vmax。本发明中的电路能够确保最高电位稳定，防止功率管过流烧毁的同时确保双向电平转换电路的输出延时较小。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，更具体地，涉及一种用于双向电平转换芯片的最高电位选择电路。

背景技术

现有技术中，双向电平转换电路通常配合最高电位选择电路一同使用。这是为了防止部分具有防倒灌功能的双向电平转换电路生成高于芯片电源电压的输出电压，从而导致输出功率管长时间导通并烧毁。最高电位选择电路会在芯片电源电压和双向电平转换电路的输出电压之间进行比较，选择电压较高的一方作为功率管的栅极电压，从而防止输出管导通并产生大电流烧毁该功率管。

目前，普遍采用的最高电位选择电路由两个二极管组成。两个二极管的正极分别与双向电平转换电路的输出电压端、芯片电源电压端连接，负极则均作为最高电位选择电路的输出端，用于输出最高电位。这样的电路连接方式导致最高电位永远比芯片电源电压或是双向电平转换电路的输出电压低，具体来说，要低于电路中所选用的二极管的导通电压。然而，为了保证功率管不被烧毁，二极管需要实现在相应逻辑下完全关闭，即输出的最高电位应当无限接近芯片电压或输出电压中较大的一个。因此，在这类最高电位选择电路中，使用的二极管其导通电压应当足够小，二极管尺寸应当足够大。这导致了芯片面积大幅增加，大幅缩小了芯片的利用范围。

另一方面，最高电位选择电路在对芯片电压和双向电平转换电路的输出电压进行选择的过程中，其输出的最高电位会随着输出电压的电平变化发生一定程度的抖动。该抖动的发生会很大程度上影响双向电平转换电路的输出效果，例如，由于该抖动造成输出电压的时延等等。为了防止最高电位发生抖动，可以在最高电位选择电路中增加电容，以克服由于电平切换造成的部分抖动，但是起到防抖作用电容不仅会进一步增加芯片面积，其防抖效果也十分有限。

因此，亟需一种新的用于双向电平转换芯片的最高电位选择电路。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种用于双向电平转换芯片的最高电位选择电路，通过选择单元保证能够始终选择电路中的最高电压，稳压单元用于基于时延方式实现最高电压的稳定输出。

本发明采用如下的技术方案。一种用于双向电平转换芯片的最高电位选择电路，电路包括逻辑单元、选择单元和稳压单元；其中，逻辑单元，与选择单元、稳压单元分别连接，用于基于最高电位电压Vmax对输入电压执行逻辑判断并生成输出电压Vout；选择单元，用于基于逻辑单元的输出电压Vout和芯片电源电压Vcc之间的比较，选择生成最高电位电压Vmax；稳压单元，用于对选择单元生成的最高电位电压Vmax执行延时稳压操作，从而向选择单元中反馈稳定后的最高电位电压Vmax。

优选地，逻辑单元为双向电平转换芯片的一部分，包括第一缓存器、第二缓存器、第一开关管、第二开关管；其中，第一缓存器、第二缓存器的输入端分别接收来自芯片的输入电压；第一缓存器的器件电压端电压为最高电位电压Vmax，第二缓存器的器件电压端电压为芯片电源电压Vcc；第一缓存器的输出端、第二缓存器的输出端分别与第一开关管、第二开关管的栅极连接，且第一开关管、第二开关管的源漏极串联接入至芯片电源电压与低电位之间；第一开关管与第二开关管连接处为逻辑单元的输出端。

优选地，第一缓存器和第二缓存器均为反相缓存器；第一开关管为PMOS管、第二开关管为NMOS管，其中，第一开关管的源极与芯片电源电压连接，体端与最高电位电压Vmax连接，漏极与第二开关管的漏极连接作为逻辑单元的输出端，第二开关管的源极接地。