[实用新型]一种可抗共模电源噪声干扰的高压栅驱动电路模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及可抗共模电源噪声干扰的高压栅驱动技术领域，特别涉及一种镇流器、电机驱动领域的半桥驱动芯片中为防止驱动管被误操作所使用的抗共模电源噪声干扰高压驱动电路设计。 

背景技术

智能功率模块（Intelligent Power Modular）将高压集成电路芯片、低压控制集成电路芯片、分立的功率器件等多个电路元件集成在一个模块中，具有传统的分立电子元件构成的电子控制系统所不具备的很多优势，近年来已逐渐取代分立电子元器件所搭建的传统电子控制系统，成为当前工业电机、空调/冰箱各种家用电器及汽车转向控制等应用中的核心部件，有着非常广泛的应用。 

近几年来，随着电机紧凑性和环保性等概念的提出，对变频电机用IPM也提出了更高层次的需求：小型化、低功耗、智能化、高可靠，单芯片集成IPM就是这一发展趋势的集中表现，单芯片集成智能功率模块需基于先进的半导体工艺平台，利用高端器件及电路设计技术，将各类高、低压电路，如逻辑控制电路、保护电路、高压输出电路及高压绝缘栅双极型器件（IGBT）等集成在一块芯片上，实现完整的系统功能。目前，掌握变频电机用单片集成IPM芯片设计与制造技术的单位（机构）主要是全球领先的半导体公司，其主要代表有东芝、日立、三菱、恩智浦、意法，其产品占据了国内几乎全部的变频电机控制芯片市场。造成这一局面的主要问题就是我国高压驱动芯片电路与工艺核心设计及制造技术的缺失。 

半桥驱动芯片主要用来驱动外部半桥拓扑结构的功率管，内部的驱动电路按照工作电源电压的不同分为高压侧驱动电路与低压侧驱动电路，随着半桥拓扑结构晶体管的开通关断输出点电压工作在浮动状态，因此高压侧的驱动电路电压也应随着输出点电压的变化工作在浮动状态，这种功能主要可以通过外部的自举电路来实现。为了减小半桥驱动芯片整体的功耗，主要通过产生双路短脉冲的方式来产生高压侧晶体管的驱动信号，这样可以通过减小内部电平转换开关管的导通时间从而抑制功耗，导通时间越短，功耗越小。

然而导通时间越短，有效的脉冲信号就越容易受到干扰信号的影响，干扰信号主要有两种，一种为不同宽度的差模噪声脉冲，一种为由电源噪声引入的共模电源噪声干扰脉冲。为了滤除掉不符合要求的干扰信号，对于差模信号一般可以采取RC滤波电路从而可以滤除掉不符合宽度要求的脉冲信号，比如IR公司的系列产品。对于共模电源噪声信号，由于电平移位电路中的开关管存在寄生电容，因此共模电源噪声的存在将会在电平移位电路上产生位移电流，从而将在电阻R₀产生压降被后级电路误认为是正常工作时的触发信号，在正常的时序下有可能使得两只功率管之间产生直通现象从而损毁晶体管。为解决此种问题，可以采用特制的共模噪声抑制电路将共模电压噪声转化为电流，再通过差动对的形式将其消除，Fairchild公司的半桥系列产品中都会采用此种共模抑制电路。此种最常用的共模抑制电路主要缺点在于：①电路整体的结构比较复杂，实现方式困难；②由于它在芯片整体信号的传播通路上，所以它会增加整体电路的延迟；③在芯片正常工作时该电路依然处于工作状态，因此会增加芯片的整体工作电路从而影响芯片功耗。 

发明内容

针对高压栅驱动电路的抗共模电源噪声干扰的问题，本实用新型提供一种能够有效避免产生误触发信号且电路结构简单的可抗共模电源噪声干扰的高压栅驱动电路模块，本实用新型能够在保证整体电路的抗噪声干扰能力的同时，不影响电路的正常工作状况。 

本实用新型的技术方案为： 

一种可抗共模电源噪声干扰的高压栅驱动电路模块，包括高压电平移位电路，脉冲滤波电路，RS触发器、输出驱动级电路，其中高压电平移位电路的输入由外部输入信号提供，其输出接脉冲滤波电路的输入端，脉冲滤波电路的输出经过RS触发器进入输出驱动级电路，在高压电平移位电路的输出端连接有抗共模电源噪声信号干扰电路，所述抗共模电源噪声干扰电路由PMOS管M1，电阻R1，电容C1以及齐纳二极管D1组成，电阻R1一端接电源VB，另一端接PMOS管M1栅极，PMOS管M1源极接电源VB，PMOS管M1漏极接高压电平移位电路的输出端，电容C1的一端接PMOS管的栅极，电容C1的另一端接地，齐纳二极管D1阴极接电源VB，齐纳二极管D1阳极接PMOS管的栅极。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：