[发明专利]一种脉冲滤波电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压驱动技术的电路装置，特别涉及的是一种高抗噪声能力的高压浮栅驱动电路的新型脉冲滤波电路装置，属于集成电路技术领域。

背景技术

现有技术中的高压侧栅驱动电路101，如图1所示，是一种以低压信号控制高压功率开关器件开启与关断的集成电路装置，因其可以有效地控制桥式连接的功率开关器件，所以被广泛应用于电机驱动与谐振电源等领域。

高压侧栅驱动电路101常被用于驱动半桥结构中的高侧开关器件，而半桥结构中的低侧开关器件由低压侧栅驱动电路102驱动，其基本拓扑结构如图1所示，M_H、M_L分别为半桥结构的高侧功率开关器件与低侧功率开关器件，半桥拓扑外接高压母线电压和HV，半桥驱动电路100包含高压侧栅驱动电路101和低压栅驱动电路102，高压侧栅驱动电路101的输出信号HO驱动高侧功率开关器件M_H，低压侧栅驱动电路102的输出信号LO驱动低侧功率开关器件M_L。

为了提高电源的利用效率，半桥驱动电路100采用单电源供电模式，低压侧栅驱动电路102和高压侧栅驱动电路101中的低压区电路采用低侧固定电源VCC供电，VCC通过自举二极管D_B和自举电容C_B对高压侧栅驱动电路101中的高压区电路进行供电。高压侧栅驱动电路101中的高压区电路的电源电压VB和参考地VS为浮动电压，当高压侧栅驱动电路101的输出信号HO为高电平VB并且低压侧栅驱动电路102的输出LO为低电平COM时，高侧功率开关器件M_H导通，低侧功率开关器件M_L关断，VS电压升高，VB电压也随VS电压升高而升高；反之，当HO为低电平而LO为高电平时，M_H截止，M_L导通，VS和VB电压下降。在高压侧栅驱动电路101中，为了减小功耗并提高电路的可靠性，常采用双窄脉冲控制高压功率开关器件的方式以实现高压电平移位，即将高侧输入信号转换为两路窄脉冲，分别代表高侧输入信号的上升沿和下降沿，大大减小了高压功率开关器件的导通时间。

如图2a所示，现有技术的一种高压侧栅驱动电路101，包括窄脉冲产生电路200、高压电平移位电路201、脉冲滤波电路202、RS触发器203和栅驱动电路204。其中，窄脉冲产生电路200分别将高侧输入信号HIN的上升沿和下降沿转换为两路窄脉冲信号SET和RESET，SET和RESET分别控制高压电平移位电路201中的高压功率开关器件M1和M2，高压电平移位电路201的两路输出信号与脉冲滤波电路202的两个输入信号相连接，脉冲滤波电路202的两个输出信号分别作为RS触发器203的置位输入端和复位输入端，RS触发器203的输出端与栅驱动电路204的输入端相连接，栅驱动电路204的输出信号为HO。

所述窄脉冲产生电路200的作用是将高侧输入信号HIN转换为两路窄脉冲，分别代表高侧输入信号HIN的上升沿和下降沿，使用这两路脉冲信号来驱动高压功率开关器件M1、M2。高压电平移位电路201中含有高压功率开关器件M1、M2，负载电阻R_L1、R_L2和齐纳管Z1、Z2，该电路的作用是分别将低压区电路的脉冲信号SET和RESET转换为高压区电路信号VDS和VDR。

如图2b和图1所示，由于高压栅驱动电路101采用浮动电源供电，VS电压的变化产生dV/dt应力，并通过自举电容C_B耦合到浮动电源VB端，在高压侧栅驱动电路101中产生内部噪声，可能会造成HO状态变化，并引起M_H的误关断或误开启。VS电压上升期间，即正dV/dt应力产生的内部噪声通常会比较容易造成M_H的误关断或误开启。

传统解决dV/dt噪声问题的方法是采用RC滤波形式，如图3所示，脉冲滤波电路202a由倒相器300、301、302和303，电阻R_F1、R_F2和电容C_F1、C_F2分别如图电路组成，其作用是将低于一定脉冲宽度的输入信号VDS、VDR滤除，尤其是dV/dt噪声产生的共模噪声信号。这种电路虽然可以一定程度上减小dV/dt噪声的影响，但是存在着抗dV/dt能力、抗VS负偏压能力和通道传输延时互相制约的矛盾。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容