[发明专利]使用电容耦合的低压至高压电平转换

说明书

技术领域

本发明涉及使用电容耦合的低压至高压电平转换。

背景技术

许多类型的成像系统(诸如平板显示器和非热直接标记印刷头)需要许多高压元件的双向驱动。这些成像系统典型地具有成像元件的阵列，所述成像元件的阵列通过选择性地打开和关闭所述成像元件而在显示器上或在印刷面上形成图像。高压输出晶体管通常通过选择性地将这些元件连接到正高压电源干线(supply rail)或负高压电源干线或不将这些元件连接到该两者而控制所述元件的打开或关闭状态。

通常，相对于用于所述成像元件的驱动信号，低压信号控制所述驱动信号的定时和状态。显示器和印刷头驱动控制器，或芯片接收图像数据的相对低压的串行数字比特流并将它们转换为96至640位宽的并行数据。随后，所述驱动芯片转换所述低压信号的电平以跟踪所述高压电源干线并使用那些电平转换后的信号以切换控制所述成像元件的打开和关闭状态的高压输出晶体管。

此处所使用的术语“低压”和“高压”是相对于彼此而言的。“低压”信号是被用于驱动所述逻辑电路的信号，通常在2.5V和5V之间。“高压”信号是高于被用于驱动所述逻辑电路的电压的信号，诸如在10V和100V之间的信号。

现有的驱动芯片使用DC耦合的配置中的高压晶体管以实现该电平转换。这些高压晶体管典型地需要每个晶体管周围的大的隔离区域，因此需要大面积的芯片基底(诸如硅)，从而增加了所述芯片的成本。

一个解决方案在于使用电容耦合的电平转换，所述电容耦合的电平转换需要较小的区域并因此能够降低芯片成本。然而，现有的电容耦合的隔离电路通常占有太大的区域并且太复杂以致不能在单个芯片上安装数以百计的拷贝。

发明内容

一种电压电平转换器电路，包括：具有数字逻辑信号的数字逻辑电路；具有第一连接和第二连接的至少一个高压电容器，其中所述第一连接和第二连接中的一个被电耦合到所述数字逻辑信号；以及交叉耦合的反相器对，所述交叉耦合的反相器对具有所述对中的至少一个反相器的输出，所述输出被电耦合到所述至少一个高压电容器的另一连接。

有利地，所述电压电平转换器电路进一步包括传感电路，所述传感电路被配置为感测所述交叉耦合的反相器对的状态。

有利地，所述交叉耦合的反相器对中的所述至少一个反相器通过具有相对于所述数字逻辑信号的阻抗的高阻抗而是弱的。

有利地，所述交叉耦合的反相器对接收与用于所述数字逻辑电路的电源电压相比降低的电源电压。

有利地，所述至少一个高压电容器包括第一电容器和第二电容器。

有利地，所述第二电容器具有被电耦合到所述数字逻辑信号的第一连接和被电耦合到所述对的所述至少一个反相器的另一个的输出的第二连接。

有利地，所述数字逻辑信号到所述第二电容器的所述第一连接的电耦合包括逻辑反相。

有利地，所述电压电平转换器电路进一步包括伪差分接收器电路，所述伪差分接收器电路被布置为感测所述交叉耦合的反相器对的锁存器状态。

一种高压驱动电路，包括：两个低压输入信号；两个高压输出信号，第一信号是高边驱动信号，并且第二信号是低边驱动信号；两个电平转换器，第一电平转换器产生所述高边驱动信号，并且第二电平转换器产生所述低边驱动信号，所述电平转换器包括：具有数字逻辑信号的数字逻辑电路；具有第一连接和第二连接的至少一个高压电容器，其中所述第一连接和第二连接中的一个被电耦合到所述数字逻辑信号；以及交叉耦合的反相器对，所述交叉耦合的反相器对具有所述对中的至少一个反相器的输出，所述输出被电耦合到所述至少一个高压电容器的另一连接。

有利地，所述电平转换器进一步包括传感电路，所述传感电路被配置为感测所述交叉耦合的反相器对的状态。

有利地，所述电平转换器进一步包括缓冲器，所述缓冲器被配置为缓冲所述传感电路的输出。

有利地，所述交叉耦合的反相器对的所述至少一个反相器通过具有相对于所述数字逻辑信号的阻抗的高阻抗而是弱的。

有利地，所述至少一个高压电容器包括第一电容器和第二电容器。

有利地，所述第二电容器具有第一连接和第二连接，所述第一连接被电耦合到所述数字逻辑信号，所述第二连接被电耦合到所述对的所述至少一个反相器的另一个的输出。

有利地，所述数字逻辑信号到所述第二电容器的所述第一连接的所述电耦合包括逻辑反相。

有利地，所述高压驱动电路进一步包括伪差分接收器电路，所述伪差分接收器电路被布置为感测所述交叉耦合的反相器对的锁存器状态。