[发明专利]抗电磁干扰低功耗高压驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种低功耗高压驱动电路，特别涉及一种抗电磁干扰的低功耗高压驱动电路。工作时，低压一般在5V以下(包括5V)，而高压可以从5V到500V，甚至更高。

背景技术

随着半导体行业的飞速发展，各类功率集成芯片的应用领域不断扩大，例如交流电机的控制、平板显示器驱动电路、打印机驱动电路以及声音功放系统等等，而这些驱动芯片都需要高压驱动电路用于驱动负载。但是，由于这类芯片的工作电压较大，输出管脚较多，输出电平的跳变会引起电流的迅速变化，导致电磁波的发射，从而影响周围电路或设备的正常工作，甚至对人体产生一定的影响。同时引起电路的电阻及电极引线电阻中存在额外的能量损耗，带来系统的功耗问题和稳定性降低，并且不够环保。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种抗电磁干扰低功耗高压驱动电路，它能够在不增加版图面积的前提下，用简单电路实现减小电磁干扰的功能。

本发明采用如下技术方案来解决技术问题：

一种抗电磁干扰低功耗高压驱动电路，包含电平转换级、高压输出级，第一、第二控制信号接电平转换级的第一、第二输入端，电平转换级的输出接高压输出级的第一输入端，第四控制信号接高压输出级的第二输入端，高压输出级中包含由高压N型MOS管组成的抗电磁干扰电路模块，第五控制信号接上述N型MOS管的栅极，高压输出级的输出接上述N型MOS管的漏极，上述N型MOS管的源极接地。

一种抗电磁干扰低功耗高压驱动电路，包含电平转换级、高压输出级，第一、第二控制信号接电平转换级的第一、第二输入端，电平转换级的输出接高压输出级的第一输入端，第四控制信号接高压输出级的第二输入端，高压输出级中包含由高压N型IGBT组成的抗电磁干扰模块，第五控制信号接上述N型IGBT的栅极，上述高压输出级的输出上述N型IGBT的阳极，上述N型IGBT的阴极接地。

另外，在电平转换级和高压输出级之间设有缓冲级，电平转换级的输出接缓冲级的第一输入端，第三控制信号接缓冲级的其他输入端，缓冲级的输出接高压输出级的第一输入端。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)版图面积不发生改变的前提下降低了功耗。

(2)高压驱动电路使用几个相互独立的低压信号进行控制，通过合理的时序控制，可以保证缓冲级和高压输出级的高压P管和高压N管不会同时开启，也就不会存在同时导通功耗。

(3)缓冲级电路的存在可以极大地减小电平转换级高压管的尺寸，从而可以极大地减小电平转换级的同时导通功耗。

(4)本高压驱动电路通过调节几个相互独立的低压控制信号的时序，可以使高压输出信号的占空比接近1。

(5)在现有技术高压电路基础上，新增加一个N型高压管，实现了减小电磁干扰的功能。

(6)减小了此芯片对周围电路和环境的影响，更环保。

(7)缓冲级电路可以屏蔽高压输出信号对电平转换级电路的干扰，整个高压驱动电路的抗干扰能力大大增强。

(8)电路方便，实现简单，功能实用。

附图说明

图1(a)是抗电磁干扰(以下简称EMI)的一般高压驱动电路原理框图，图1(b)是抗EMI、带有缓冲级的高压驱动电路原理框图。

图2(a)是抗EMI的一般高压驱动电路，图2(b)是抗EMI、带有缓冲级、由高压NMOS管组成的高压驱动电路，图2(c)抗EMI、带有缓冲级、由N型IGBT组成的高压驱动电路。

图3(a)是缓冲级个数为奇数个，即最后一级n为奇数的输入输出波形；图3(b)是缓冲级个数为偶数个，即最后一级n为偶数时的输入输出波形。

图4是高压输出信号HV2和低压控制信号LV3_n的波形图。

图5是高压输出信号HV3_n和低压控制信号LV4、LV5的波形图.

图6是增加抗EMI电路模块后的输出波形。

具体实施方式

图1(a)是抗EMI的一般高压驱动电路原理框图，其主要由两部分组成：电平转换级1和高压输出级3，实现通过几个低压信号(在0V和Vcc(例如5V，代表低压电源)之间变化)的控制，转换得到一个高压输出信号Q(在0V和Vccp(例如200V，代表高压电源)之间变化)。本发明为降低电磁干扰，在高压驱动级中增加一个抗EMI的模块。考虑驱动电路的低功耗，在高压输出级前增加几级缓冲级，原理框图如图1(b)所示，主要由三部分组成：电平转换级1，缓冲级2和高压输出级3，实现高压驱动功能，同样在高压驱动级中增加一个抗EMI的模块以减小电磁干扰。