[发明专利]高可靠性电平位移电路

说明书

本发明涉及一种高可靠性电平位移电路，其特征是：包括低端低压部分电路、高端高压部分电路、驱动电路和功率输出级；所述低端低压部分电路将Control_Logic_Low进行预处理输出至高端高压部分电路以控制高端高压部分电路；所述高端高压部分电路对驱动电路中的PLDMOS与NLDMOS的栅端电位分别单独处理，驱动电路将NLDMOS的源端采用浮动电位，保证两者栅源压差始终不会大于其击穿值；所述驱动电路控制功率输出级中高端功能率器件NLD_UP的开关。本发明将驱动电路中PLDMOS管和NLDMOS管的栅电位分别单独处理，且对NLDMOS管的源端采取浮动电位设计，这使得PLDMOS管和NLDMOS管的栅源压差始终不会大于其击穿值，从而避免了当电源电压波动较大时电平位移电路驱动下一级MOS管栅极时出现栅击穿现象。

技术领域

本发明涉及一种高可靠性电平位移电路，属于电源管理技术领域。

背景技术

随着半导体集成电路的发展，高功率集成度芯片成为一个设计热点。在汽车、高铁等应用场合，通常需利用高压功率器件确规定来满足功率集成度的需求，因此如何提升高压MOS栅驱动电平位移电路的可靠性成为一个难点。

在高压栅极驱动芯片中，输出端需同时满足高压和大电流的要求，而对芯片内部其余低压模拟模块(带隙基准、运算放大器、比较器等)则要求工作于低压和小电流状态以降低芯片功耗，所以如何在芯片内部将低压控制逻辑与高压驱动信号进行转换非常重要。电平位移电路为目前通用的解决方案，其通过将低压控制逻辑信号转换成高低电平为固定值的高压驱动信号(VOUT1、VOUT2)后，再利用相应的控制电路去开启和关断输出功率MOS的栅极。如图1所示，为传统电平位移电路结构图，Control_Logic_Low为低压控制逻辑，VOUT1和VOUT2为输出端，电阻R1和R2为负载，齐纳二极管D1和D2起钳位作用。该电平位移电路输出高电平为VDD，输出低电平固定比VDD低VD(VD代表齐纳二极管击穿电压)，所以该电路只能输出固定电平的控制信号。该方案的缺陷在于适用工作电压范围较小，当电源电压波动较大时，后级控制电路的栅极存在击穿风险(可通过选用厚栅氧器件来实现后级控制电路以解决该问题)。

发明内容

本发明针对传统电平位移电路无法适用于输入电源电压范围变化较大的情况，或所需版图面积较大、芯片成本较高(选用厚栅氧器件来实现后级控制电路)的问题，提供一种高可靠性电平位移电路，能够避免出现栅击穿现象。

按照本发明提供的技术方案，所述高可靠性电平位移电路，其特征是：包括低端低压部分电路、高端高压部分电路、驱动电路和功率输出级；

所述低端低压部分电路将Control_Logic_Low进行预处理输出至高端高压部分电路以控制高端高压部分电路；

所述高端高压部分电路对驱动电路中的PLDMOS与NLDMOS的栅端电位分别单独处理，驱动电路将NLDMOS的源端采用浮动电位，保证两者栅源压差始终不会大于其击穿值；

所述驱动电路控制功率输出级中高端功率器件NLD_UP的开关。