[发明专利]一种防反向高压的高侧开关驱动电路

说明书

本发明提供了一种防反向高压的高侧开关驱动电路，包括依次串接的第一高压开关管和第二高压开关管，还包括比较器电路和悬浮电源模块；第一高压开关管连接至电源，第二高压开关管连接至IO端口；第一高压开关管连接比较器电路，用于比较电源电压和输入电压，当有反向高压时候，将第一高压开关管的栅极连接到反向高压，使第一高压开关管截止；悬浮电源模块连接第二高压开关管的源极和驱动级的公共地端，当IO为高压时，悬浮电源模块将驱动级的公共地端电压拉高，保护驱动级。本发明在正常工作时候能够驱动IO，在IO异常跳高时候能够防止其反向灌电流到电源并且保护驱动级不受损伤。

技术领域

本公开涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种防反向高压的高侧开关驱动电路。

背景技术

用于驱动总线或器件的驱动级分为高侧驱动和低侧驱动，高侧驱动用于将输出级拉至电源的高电平，低侧驱动用于将输出级拉至地的低电平。由于各种扰动，总线或者器件会见到高压，这就要求驱动级能够承受高压并且将该高压与电源断开。

传统的高侧驱动器结构如图1所示，该结构是通过衬底选择电路将衬底接至高压来防止反偏，10为驱动级，连接信号输入和高侧PMOS功率管15,根据输入信号的状态来打开或者关闭驱动功率管。驱动功率管15连接电源vdd和IO端口，可以将IO端口驱动至电源vdd侧。功率管15的衬底由衬底选择电路pmos管12和pmos管14来控制，当vdd比IO电压高的时候，pmos管12导通，pmos管14截止，将功率管15的衬底连接至vdd；当vdd比IO电压低的时候，pmos管12截止，pmos管14导通，将功率管15的衬底连接至IO；这样，功率管15的寄生二级管11和二级管13一直处于反偏状态，能够防止IO为高时候灌电流到vdd。该电路在IO比电源高一个阈值电压时候才开始起作用，反向的过流已经比较大，而且在IO快速跳高电压时候不能保护驱动级。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种防反向高压的高侧开关驱动电路，该驱动电路的驱动级架构在正常工作时候能够驱动IO，在IO异常跳高时候能够防止其反向灌电流到电源并且保护驱动级不受损伤。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种防反向高压的高侧开关驱动电路，连接于高侧驱动级，包括依次串接的第一高压开关管和第二高压开关管，还包括比较器电路和悬浮电源模块；

所述第一高压开关管的漏极连接至电源，用于承受反向高压，所述第二高压开关管的漏极连接至IO端口，用于正常驱动IO,所述第一高压开关管的源极与所述第二高压开关管的源极连接；

所述第一高压开关管的栅极连接所述比较器电路，所述比较器电路用于比较电源电压和输入电压，当有反向高压时候，将所述第一高压开关管的栅极连接到反向高压，使所述第一高压开关管截止，阻断反向高压；

所述悬浮电源模块连接所述第二高压开关管的源极和驱动级的公共地端，用于驱动所述第二高压开关管，当IO为高压时，所述悬浮电源模块将驱动级的公共地端电压拉高，保护驱动级。

进一步地，所述悬浮电源模块包括稳压环路，所述稳压环路上接入输入电压的参考电压和公共地端电压，用于使公共地端电压跟随参考电压的变化而改变。

进一步地，所述悬浮电源模块还包括，第一电流源、第一电阻和第一电容，所述第一电阻和所述第一电容的一端接输入电压，所述第一电阻和所述第一电容的另一端接所述第一电流源，用于形成所述参考电压。

进一步地，所述稳压环路包括运算放大器、第二电流源和第一NMOS管，所述运算放大器的一侧输入端接所述参考电压，另一侧输入端接公共地端，所述第二电流源的一端接输入电压，另一端接公共地端和所述第一NMOS管的漏极，所述运算放大器的输出端接所述第一NMOS管的栅极。

进一步地，所述悬浮电源模块还包括第二NMOS管，所述第二NMOS管的漏极接输入电压，源极连接公共地端，栅极接所述运算放大器的输入端。