[发明专利]一种半桥驱动电路中的自举二极管仿真电路

摘要

一种半桥驱动电路中的自举二极管仿真电路，在现有自举二极管仿真电路的栅极驱动电路结构中加入了一个电平移位和一个简单电荷泵，在栅极驱动输入信号为低电平时，栅极驱动电路输出给N沟道LDMOS晶体管LD1的栅压为低电平，关断N沟道LDMOS晶体管LD1。在栅极驱动输入信号为高电平时，栅极驱动电路输出给N沟道LDMOS晶体管LD1的栅压为高电平，从而提高了N沟道LDMOS晶体管LD1的栅极电压，降低了LD1的导通电阻，提高了给自举电容的充电电流。

主权项

一种半桥驱动电路中的自举二极管仿真电路，半桥驱动电路包括作为负载的低侧NMOS管M1和高侧NMOS管M2以及低侧驱动电路、高侧驱动电路、逻辑控制电路、自举电容CB和自举二极管仿真电路，高侧NMOS管M2和低侧NMOS管M1以图腾柱的方式相连接，高侧NMOS管M2的漏极连接高侧电源VH，高侧NMOS管M2的栅极连接高侧驱动电路的输出HO，高侧NMOS管M2的源极与低侧NMOS管M1的漏极互连并连接高侧驱动电路的浮动地端VS及自举电容CB的一端，自举电容CB的另一端连接自举二极管仿真电路的输出电压VB，低侧NMOS管M1的栅极连接低侧驱动电路的输出LO，低侧NMOS管M1的源极连接公共地COM，低侧驱动电路的供电端连接低侧电源VCC，低侧驱动电路的接地端连接公共地COM，高侧驱动电路的供电端连接自举二极管仿真电路的输出电压VB，自举二极管仿真电路的供电端连接低侧电源VCC，高侧输入信号HIN和低侧输入信号LIN通过逻辑控制电路分别输出高侧信号及低侧信号给高侧驱动电路及低侧驱动电路，低侧输入信号LIN还连接自举二极管仿真电路的信号输入端，逻辑控制电路的供电端连接低侧电源VCC，逻辑控制电路的接地端连接公共地COM；自举二极管仿真电路包括N沟道LDMOS晶体管LD1、栅极驱动电路及动态背栅偏置电路，N沟道LDMOS晶体管LD1的栅极连接栅极驱动电路的输出，栅极驱动电路的输出还连接动态背栅偏置电路，用来偏置动带背栅偏置电路中的LDMOS管LD2的栅极，栅极驱动电路的输入连接低侧输入信号LIN，N沟道LDMOS晶体管LD1的源极为自举二极管仿真电路的输出电压VB端，N沟道LDMOS晶体管LD1的漏极连接低侧电源VCC，动态背栅偏置电路的输入连接低侧输入信号LIN，动态背栅偏置电路的输出连接N沟道LDMOS晶体管LD1的背栅极；动态背栅偏置电路包括反相器INV4、NMOS管MN3、NMOS管MN4、沟道LDMOS晶体管LD2、电流源I3、电流源I4和寄生三极管Q1，反相器INV4的输入端连接低侧输入信号LIN，反相器INV4的输出端连接NMOS管MN3的栅极，NMOS管MN3的漏极与NMOS管MN4的栅极、沟道LDMOS晶体管LD2的源极以及电流源I4的正端连接，NMOS管MN4的漏极连接低侧电源VCC，NMOS管MN4的源极与电流源I3的正端、沟道LDMOS晶体管LD2的背栅极以及寄生三极管Q1的发射极连接在一起并作为动态背栅偏置电路的输出Vback连接N沟道LDMOS晶体管LD1的背栅极，沟道LDMOS晶体管LD2的栅极连接N沟道LDMOS晶体管LD1的栅极即栅极驱动电路的输出，沟道LDMOS晶体管LD2的漏极连接寄生三极管Q1的基极并与自举二极管仿真电路的输出电压VB连接，寄生三极管Q1的集电极、电流源I3、I4的负端和NMOS管MN3的源极均连接公共地COM；其特征在于：自举二极管仿真电路中的栅极驱动电路包括反相器INV1、反相器INV2、反相器INV3、电容C1、电容C2、NMOS管MN1、NMOS管MN2、PMOS管MP1、施密特触发器S、二极管D1、寄生二极管D2以及电流源I1和电流源I2，反相器INV1的输入端连接低侧输入信号LIN，反相器INV1的输出端与反相器INV2的输入端和NMOS管MN1的栅极连接，反相器INV2的输出端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接二极管D1的阴极和反相器INV3的电源端，二极管D1的阳极与NMOS管MN2的漏极和PMOS管MP1源极连接在一起并连接低侧电源VCC，反相器INV3的输出端与NMOS管MN1的源极、寄生二极管D2的阳极和NMOS管MN2的栅极连接，NMOS管MN1的漏极连接寄生二极管D2的阴极，NMOS管MN2的源极连接PMOS管MP1的栅极和电流源I1的正端，PMOS管MP1的漏极连接施密特触发器S的输入端和电流源I2的正端，电流源I1、I2的负端均接地，施密特触发器S的输出端连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接NMOS管MN1的漏极并作为栅极驱动电路的输出Vgate连接N沟道LDMOS晶体管LD1的栅极和动态背栅偏置电路中沟道LDMOS晶体管LD2的栅极。