[发明专利]基于倍频原理的低功耗高侧驱动电路

说明书

本发明提供的基于倍频原理的低功耗高侧驱动电路，涉及侧驱动电路，通过对输入信号进行降频，高压侧的RC倍频电路实现固定脉宽信号的倍频，整个过程没有增加单路LDMOS功率晶体管的开关频率，有效的降低了高侧电平移位电路的功耗。

技术领域

本发明涉及高侧驱动电路，尤其涉及基于倍频原理的低功耗高侧驱动电路。

背景技术

在半桥驱动电路中，传统的高侧驱动电路一般采用两个高压LDMOS功率晶体管来实现电平转换，如图1所示。为了降低开启LDMOS功率晶体管的功耗，输入低压信号首先通过窄脉冲产生电路进行变换，将输入信号的上升沿与下降沿转化为两个占空比极低的窄脉冲信号。当两个窄脉冲波形周期性的开启两个LDMOS功率晶体管后，高侧驱动电路中的RS触发器可以恢复最初输入端的逻辑信号，进而再通过多级第一反相器组成的驱动放大电路进行功率放大。图2所示为传统高侧驱动电路的仿真波形，输入信号IN为低压(相对于高侧VB)周期性方波，经窄脉冲产生电路转化为两路窄脉冲波形Von与Voff，分别对应输入信号IN的上升沿与下降沿，这里的窄脉冲信号仍旧为低压逻辑信号。低压窄脉冲信号Von与Voff分别周期性的开启两个LDMOS功率晶体管，进而在两个LDMOS的漏极产生两个负的窄脉冲VA1与VA2，这两个负窄脉冲的高电平等于高压VB。两个负的窄脉冲VA1与VA2依次经滤波器滤除脉冲尖峰噪声得到VB1与VB2，由于滤波的因素，VB1与VB2的负脉宽略小于VA1与VA2。最终，VB1与VB2经RS触发器恢复输入信号IN的波形，再经驱动放大输出OUT信号。

传统高侧驱动电路采用两个LDMOS功率晶体管来进行信号转换，一般具有可靠性高、转换信号保真度高等特点。然而，在部分半桥电路应用场景中，有时并不需要对输入信号的脉宽进行大范围调制，因此需要提供一种简化的高侧驱动电路，以适应不需要对输入信号的脉宽进行大范围调制的应用场景。

发明内容

本发明提供的基于倍频原理的低功耗高侧驱动电路，以解决现有技术中高侧驱动电路不能够针对不需要对输入信号的脉宽进行大范围调制的问题，电路结构简单，能源消耗低。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

本发明提供的一种基于倍频原理的低功耗高侧驱动电路，包括上升沿窄脉冲产生电路、电平移位电路、滤波电路、T触发器、倍频电路、AND门、驱动电路、高压偏置端口、输出端口和高压浮动地端口；所述电平移位电路包括LDMOS功率晶体管、第零电阻和多个齐纳二极管；所述LDMOS功率晶体管的栅极连接所述上升沿窄脉冲产生电路的输出端；所述LDMOS功率晶体管的源极接地；所述第零电阻的一端与所述LDMOS功率晶体管的漏极连接，所述第零电阻的另一端与所述高压偏置端口连接；多个所述齐纳二极管同向串联构成钳位电路；所述钳位电路与所述第零电阻并联；位于所述钳位电路中一端的所述齐纳二极管的阳极连接所述LDMOS功率晶体管的漏极，位于所述钳位电路中另一端的所述齐纳二极管的阴极连接所述高压偏置端口；所述滤波电路的输入端连接所述LDMOS功率晶体管的漏极；所述滤波电路的输出端连接所述T触发器的CP端；所述所述T触发器的输出端连接所述倍频电路的输入端；所述倍频电路的输出端连接所述AND门的一个输入端口；所述AND门的输出端连接所述驱动电路的输入端；所述驱动电路的输出端连接所述输出端口；

其中，所述T触发器的T端与所述AND门的另一个输入端口连接所述高压偏置端口；

所述滤波电路、所述欠压保护电路、所述T触发器、所述倍频电路、所述AND门、所述驱动电路均分别接高压偏置端口和高压浮动地端口。

本发明提供的一种基于倍频原理的低功耗高侧驱动电路，优选地，还包括欠压保护电路；所述T触发器的T端与所述AND门的另一个输入端口通过所述欠压保护电路连接所述高压偏置端口。