[发明专利]一种带有端口短路检测的整流桥驱动电路

说明书

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体的说是涉及一种带有端口短路检测的整流桥驱动电路。本发明通过逻辑电路将SW短路到地的信号反馈到控制信号，把高侧驱动信号拉低，同时将高侧驱动管短路的信号送到其他控制电路，进行锁存；通过在boot掉电或者启动过程中，将高侧驱动信号钳位在SW附近，从而保证高侧功率管的关断状态，保证功率管关断的同时，提高效率。本发明的电路具有结构简单，成本低，易实现的优点。

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体的说是涉及一种带有端口短路检测的整流桥驱动电路。

背景技术

如图1所示，为全NMOS型H桥及相应的控制和驱动电路框图示意。其中，M1、M2、M3和M4分别为构成整流H桥的四个NMOS型功率管，控制逻辑(Control Logic)通过对电感两端的SW1和SW2信号进行处理，产生HSON1、HSON2、LSON1和LSON2信号(分别为M1导通信号、M2导通信号、M3导通信号和M4导通信号，且这些信号都是高电平有效)，并通过驱动电路(Driver)分别产生M1、M2、M3、M4的驱动信号HG1、HG2、LG1、LG2。C1为BOOT1电压的自举电容，C2为BOOT2电压的自举电容，D1和D2为二极管，图中有三个不同电压：VIN、BOOT1/BOOT2和AVDD。因为电感L1在芯片外部，通过SW1和SW2连接到芯片内，SW1和SW2可能因为意外原因被短路到地，此时M1或者M2导通，将会有大电流流过功率管M1和M2，烧毁芯片。因此需要设计相关保护电路来应对这种情况。

当SW因意外情况短接(如制造、应用中的短接)到GND时，而此时整流H桥的HG1/HG2(以NMOS H桥高侧驱动管为例，其栅极电压为HG1、HG2)为高电平，整流桥的电源电压将通过高侧驱动管的小电阻(mΩ级别)接到地，大电流将直接通过高侧驱动管，烧毁驱动管和芯片。当H桥正常工作，而boot掉电(短路)，或者当boot还在上电的过程中，此时电路的HG将处于高阻态，H桥高侧驱动管的Cgs和Cgd在SW ring的过程中(例如SW为低电平)将对H桥电源电压有分压作用，在HG有部分电压降，将会引起此高侧驱动管导通，带来大电流问题，而且HG上的电压和高阻也将带来大电流的问题，严重影响功率管的正常工作和芯片的效率。目前虽然也有解决的方法，但是通常比较复杂且不易实现，成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种带有端口短路检测的整流桥驱动电路，当SW短接到地时，迅速将HG拉到低电平，并产生一个HS short信号用以关闭相关电路，起到保护H桥，保护芯片的目的，同时本发明还提出了掉电保护功能。

本发明的技术方案是：

一种带有端口短路检测的整流桥驱动电路，所述整流桥包括第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管，所述驱动电路包括控制逻辑单元和驱动单元；其中第一功率管和第二功率管为上管，第三功率管和第四功率管为下管，第一功率管的漏极接输入电压，其源极接第三功率管的漏极，第一功率管的栅极接第一驱动信号；第二功率管的漏极接输入电压，其源极接第四功率管的漏极，第二功率管的栅极接第二驱动信号；第三功率管的栅极接第三驱动信号，其源极接地，第四功率管的栅极接第四驱动信号，其源极接地；将第一功率管与第三功率管的连接点定义为第一端口，第二功率管与第四功率管的连接点定义为第二端口，所述第一端口和第二端口直接连接有电感；第一端口通过第一电容后接第一自举电压，第二端口通过第二电容后接第二自举电压，模拟电源电压通过第一二极管后接第一电容，模拟电源电压通过第二二极管后接第二电容；所述逻辑控制单元的输入端接第一端口和第二端口，逻辑控制单元输出第一功率管导通信号、第二功率管导通信号、第三功率管导通信号和第四功率管导通信号到驱动单元，驱动单元根据接收到的导通信号产生第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号；其特征在于，所述驱动电路还包括端口短路检测模块；