CN105634461A - 一种电平移位电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电平移位电路，用于控制功率管的通断，包括：窄脉冲发生器，根据低压占空比信号的上升沿输出第一窄脉冲信号，和根据输入的低压占空比信号的下降沿输出第二窄脉冲信号；电平移位模块，将第一窄脉冲信号反向并提升电位至浮动电源正-地之间获得第一高电平反向信号，和将第二窄脉冲信号反向并提升电位至浮动电源正-地之间获得第二高电平反向信号；信号锁存器，根据第一高电平反向信号和第二高电平反向信号输出高压占空比信号；驱动级电路，根据高压占空比信号控制功率管的打开和关断，驱动级电路的输入端接入高压占空比信号，输出端连接功率管的栅极。短脉冲驱动能力大，快速实现电平移位，缩短了电平移位时间，节约了功耗。
Description
技术领域
本发明涉及高压器件的控制技术领域，具体地，涉及一种适用于浮动电源轨中的电平移位电路。
背景技术
电平移位电路将低压控制信号转换为高压控制信号，实现低压逻辑对高压功率输出级的控制，应用于高压器件的控制技术领域，在电机驱动、等离子显示(PDP)、有机发光二极管显示(OLED)和FLASH存储器电路等方面得到了广泛应用。在高压器件的控制技术领域，可将控制电路和高压输出驱动电路集成在一起，实现高耐压、大电流、高精度。
常规的电平移位电路将低压控制信号转换为高压控制信号用于驱动高压下工作的输出级NMOS(应该是NMOS)管。电平移位电路作为连接控制电路和输出驱动级的关键电路，既需要快速的响应能力,又需要较低的静态电流，同时还需要保证较高的稳定性和可靠性。现有技术中通常采用稳压管作为电平移位电路中的钳位元器件，这种结构具有成本高、工艺要求高的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电平移位电路。
根据本发明提供的一种电平移位电路，用于控制功率管的通断，包括：窄脉冲发生器、电平移位模块、信号锁存器、驱动级电路；
所述窄脉冲发生器用于根据低压占空比信号的上升沿输出第一窄脉冲信号，和根据输入的所述低压占空比信号的下降沿输出第二窄脉冲信号，所述第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号的翻转速度都大于所述低压占空比信号，所述窄脉冲发生器的供电端连接至低压供电电源，所述窄脉冲发生器的输入端接入所述低压占空比信号；
所述电平移位模块用于将所述第一窄脉冲信号反向并提升电位至浮动电源正-地之间获得第一高电平反向信号，和将所述第二窄脉冲信号反向并提升电位至所述浮动电源正-地之间获得第二高电平反向信号，所述电平移位模块的第一输入端接入所述第一窄脉冲信号，所述电平移位模块的第二输入端接入所述第二窄脉冲信号；
所述信号锁存器用于根据所述第一高电平反向信号和第二高电平反向信号输出高压占空比信号，所述信号锁存器的置位输入端接入所述第一高电平反向信号，置零输入端接入所述第二高电平反向信号；
所述驱动级电路用于根据所述高压占空比信号控制功率管的打开和关断，所述驱动级电路的输入端接入所述高压占空比信号，输出端连接所述功率管的栅极。
作为一种优化方案，所述电平移位模块包括第一高压MOS场效应管、第二高压MOS场效应管、第一钳位MOS场效应管、第二钳位MOS场效应管、第一电阻、第二电阻；
所述第一高压MOS场效应管的栅极为所述第一输入端，接入所述第一窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地，漏极连接所述第一钳位MOS场效应管的源极，
所述第一钳位MOS场效应管的栅极连接所述浮动电源的地，漏极连接所述浮动电源的正极，漏极与源极之间接入所述第一电阻，所述信号锁存器的置位输入端接入所述第一高压MOS场效应管的漏极与所述第一钳位MOS场效应管的源极之间；
所述第二高压MOS场效应管的栅极为所述第二输入端，接入所述第二窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地，漏极连接所述第二钳位MOS场效应管的源极，
所述第二钳位MOS场效应管的栅极连接所述浮动电源的地，漏极连接所述浮动电源的正极，漏极与源极之间接入所述第二电阻，所述信号锁存器的置零输入端接入所述第二高压MOS场效应管的漏极与所述第二钳位MOS场效应管的源极之间。
作为一种优化方案，所述第一电阻和第二电阻的阻值都是在1kΩ～10kΩ范围内。
作为一种优化方案，所述第一高压MOS场效应管和第二高压MOS场效应管的阈值电压都大于所述第一钳位MOS场效应管和第二钳位MOS场效应管的阈值电压。
作为一种优化方案，所述电平移位模块包括第一高压MOS场效应管、第二高压MOS场效应管、第一钳位三极管、第二钳位三极管、第一二极管、第二二极管；
所述第一高压MOS场效应管的栅极为所述第一输入端，接入所述第一窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地，漏极连接所述第一钳位三极管的发射极，
所述第一钳位三极管的基极连接所述浮动电源的地，集电极连接所述浮动电源的正极，所述信号锁存器的置位输入端接入所述第一高压MOS场效应管的漏极与所述第一钳位三极管的发射极之间，
所述第一二极管的负极连接所述第一钳位三极管的集电极，正极连接所述第一钳位三极管的发射极；
所述第二高压MOS场效应管的栅极为所述第二输入端，接入所述第二窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地，漏极连接所述第二钳位三极管的发射极，
所述第二钳位三极管的基极连接所述浮动电源的地，集电极连接所述浮动电源的正极，所述信号锁存器的置零输入端接入所述第二高压MOS场效应管的漏极与所述第二钳位三极管的发射极之间，
所述第二二极管的负极连接所述第二钳位三极管的集电极，正极连接所述第二钳位三极管的发射极。
作为一种优化方案，所述第一二极管和第二二极管的阻值都是在1kΩ～10kΩ范围内。
作为一种优化方案，所述第一高压MOS场效应管和第二高压MOS场效应管的阈值电压都大于所述第一钳位三极管和第二钳位三极管的阈值电压。
作为一种优化方案，所述浮动电源正地之间的电位差为10～20V。
作为一种优化方案，还包括噪声过滤电路；
所述电平移位模块输出的所述第一高电平反向信号通过所述噪声过滤电路接入所述信号锁存器的置位输入端，
所述电平移位模块输出的所述第二高电平反向信号通过所述噪声过滤电路接入所述信号锁存器的置零输入端。
作为一种优化方案，所述噪声过滤电路由两组RC滤波器组成；一组所述RC滤波器用于将所述第一高电平反向信号滤波后输出至所述信号锁存器的置位输入端，另一组所述RC滤波器用于将所述第二高电平反向信号滤波后输出至所述信号锁存器的置零输入端。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明结构简单，电平移位模块将窄脉冲发生器获得的窄脉冲信号进行电平移位，这种短脉冲方式因为驱动能力大，可以快速的实现电平移位，从而可以提高工作频率。另外，窄脉冲方式使得电平移位电路短时间工作，节约了功耗。电平移位模块通过第一二极管d1、第二二极管d2、第一钳位三极管Q1、第二钳位三极管Q2构成的结构，或第一钳位MOS场效应管NM3和第二钳位MOS场效应管NM4的钳位作用，防止电位过低导致的信号锁存器损坏问题。相对于现有技术中的方案，本发明降低对成产工艺的要求，也降低了制造成本，提高了电路的稳定性和可靠性，有利于推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：
图1是可选实施例中的一种电平移位电路结构框图；
图2是可选实施例中的一种电平移位电路结构；
图3是可选实施例中的另一种电平移位电路结构；
图4是电路中的各阶段波形比较示意图。
具体实施方式
下文结合附图以具体实施例的方式对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。
在本发明提供的一种电平移位电路，用于控制功率管的通断，如图1的结构框图所示，包括：窄脉冲发生器、电平移位模块、信号锁存器、驱动级电路；
所述窄脉冲发生器用于根据低压占空比信号的上升沿输出第一窄脉冲信号，和根据输入的所述低压占空比信号的下降沿输出第二窄脉冲信号，所述第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号的翻转速度都大于所述低压占空比信号，所述窄脉冲发生器的供电端连接至低压供电电源，所述窄脉冲发生器的输入端接入所述低压占空比信号；
所述电平移位模块用于将所述第一窄脉冲信号反向并提升电位至浮动电源正-地之间获得第一高电平反向信号，和将所述第二窄脉冲信号反向并提升电位至所述浮动电源正-地之间获得第二高电平反向信号，所述电平移位模块的第一输入端接入所述第一窄脉冲信号，所述电平移位模块的第二输入端接入所述第二窄脉冲信号；
所述信号锁存器用于根据所述第一高电平反向信号和第二高电平反向信号输出高压占空比信号，所述信号锁存器的置位输入端接入所述第一高电平反向信号，置零输入端接入所述第二高电平反向信号；
所述驱动级电路用于根据所述高压占空比信号控制功率管的打开和关断，所述驱动级电路的输入端接入所述高压占空比信号，输出端连接所述功率管的栅极。
所述电平移位模块、信号锁存器、驱动级电路的供电端都连接至浮动电源。
图1所示的实施例中，输入低压占空比信号为PWM信号，VDD和GND是低压供电部分的电源和地。BST和SW是高压浮动电源轨部分的电源和地。PVIN是被控功率管的供电电压。图中低压供电部分仅窄脉冲及其之前的电路部分，电平移位模块及其之后连接的噪声过滤电路、信号锁存器、驱动级都是属于高压浮动电源轨部分。本专利中所述高压浮动电源轨是指自举电路，也称升压电路，BST-SW之间相对压差不变，但电位可升高，如从SW接地状态的20V-0V浮动到220V-200V。而VDD-GND则为低压供电电源，且是固定接地电源，如15V-0V或本实施例中所取的20V-0V。浮动电源为现有技术中常用电路，本发明中不详细介绍其结构。
图1中，当输入PWM信号时,窄脉冲发生器根据PWM信号的上升沿和下降沿各产生一个窄脉冲信号即第一窄脉冲信号PWM_R和第二窄脉冲信号PWM_F,如图4所示.
其中窄脉冲信号经过电平移位电路把输入信号的幅值从VDD-GND对应的20V-0V提升到BST-SW对应的220V-200V。这种短脉冲方式因为驱动能力大，可以快速的实现电平移位，从而可以提高工作频率。另外，窄脉冲方式使得电平移位电路短时间工作，节约了功耗。
作为一种实施例，电平移位电路还包括噪声过滤电路；
所述电平移位模块输出的所述第一高电平反向信号通过所述噪声过滤电路接入所述信号锁存器的置位输入端，
所述电平移位模块输出的所述第二高电平反向信号通过所述噪声过滤电路接入所述信号锁存器的置零输入端。
信号从电平移位模块输出的第一高电平反向信号、第二高电平反向信号仍旧是窄脉冲信号,但是信号电平已经转化为BST-SW对应的220V-200V。为了防止电路中的噪声干扰,后面又跟了一级噪声过滤电路,有利于防止后续连接的信号锁存器误触发,从而导致功率管误操作。信号锁存器具有对脉冲信号敏感的特性，因此如果存在噪声干扰，对后续输出将产生较大影响。噪声过滤输出信号即图4中的置零输入端R和置位输入端S。经过噪声过滤电路和R-S信号锁存器后,信号从窄脉冲信号又变成占空比信号(高压占空比信号)，但高压占空比信号电平已提升至BST-SW对应的220V-200V,最终实现了从低压占空比信号到高压占空比信号的电平移位，高压占空比信号见图4中的Q信号。信号锁存器输出的高压占空比信号Q经过驱动级后控制功率管PM1的打开和关断,由此实现了PWM低压信号对高压驱动级以及功率管的控制。
所述噪声过滤电路由两组RC滤波器组成；一组所述RC滤波器用于将所述第一高电平反向信号滤波后输出至所述信号锁存器的置位输入端S，另一组所述RC滤波器用于将所述第二高电平反向信号滤波后输出至所述信号锁存器的置零输入端R。RC滤波器为本领域中常用的滤波电路结构。本发明中采用的RC滤波器结构参见图2、图3：由一个电阻和一个电容组成，电阻一端电平移位模块的输出端，另一端接信号锁存器的输入端；电容一端接入所述电阻与信号锁存器之间，另一端接浮动电源的地(即SW极)。
如图2所示为图1中电平移位模块的一种实施例，所述电平移位模块包括第一高压MOS场效应管NM1、第二高压MOS场效应管NM2、第一钳位MOS场效应管NM3、第二钳位MOS场效应管NM4、第一电阻R1、第二电阻R2；
所述第一高压MOS场效应管NM1的栅极为所述第一输入端，接入所述第一窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地(低压GND)，漏极连接所述第一钳位MOS场效应管NM3的源极，
所述第一钳位MOS场效应管NM3的栅极连接所述浮动电源的地，漏极连接所述浮动电源的正极，漏极与源极之间接入所述第一电阻R1，所述信号锁存器的置位输入端接入所述第一高压MOS场效应管NM1的漏极与所述第一钳位MOS场效应管NM3的源极之间；
所述第二高压MOS场效应管NM2的栅极为所述第二输入端，接入所述第二窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地(低压GND)，漏极连接所述第二钳位MOS场效应管NM4的源极，
所述第二钳位MOS场效应管NM4的栅极连接所述浮动电源的地，漏极连接所述浮动电源的正极，漏极与源极之间接入所述第二电阻R2，所述信号锁存器的置零输入端接入所述第二高压MOS场效应管NM2的漏极与所述第二钳位MOS场效应管NM4的源极之间。
所述第一电阻R1和第二电阻R2的阻值都是在1kΩ～10kΩ范围内，所述第一电阻R1和第二电阻R2的阻值相同，可以是1kΩ，或5kΩ，或10kΩ。
所述第一高压MOS场效应管NM1和第二高压MOS场效应管NM2的阈值电压都大于所述第一钳位MOS场效应管NM3和第二钳位MOS场效应管NM4的阈值电压。本实施例中浮动电源可从20V-0V升压至220V-200V，所述第一高压MOS场效应管NM1和第二高压MOS场效应管NM2需要能够承受浮动电源从20V-0V升压至220V-200V造成的高电压差，因此要求具有能够承受高压的性能。而第一钳位MOS场效应管NM3和第二钳位MOS场效应管NM4仅需承受浮动电源正极相对于浮地的电压差，因此仅需承受20V电压，无需高压要求。本实施例中根据不同性能要求选择不同的器件，实现最佳性价比。
当PWM变高时,第一窄脉冲信号PWM_R变高,第一高压MOS场效应管NM1导通,电平移位模块与所述信号锁存器置位输入端S连接的n1点电压被拉低，电流经过第一电阻R1。当n1点的电压比浮动电源的SW低，且电压差大于第一钳位MOS场效应管NM3的阈值电压时,第一钳位MOS场效应管NM3导通,此时部分电流经过第一钳位MOS场效应管NM3,n1点的电压不会再降低，而是被第一钳位MOS场效应管NM3钳位。这样浮动电源的正极BST到n1点的压差就不会过大,输入到信号锁存器置位输入端S的信号也不会因为过低而使信号锁存器发生损坏。n1点电压变低后经过RC滤波器到达信号锁存器的置位输入端S，信号锁存器置位输入端S低电平有效，信号锁存器被置位，输出高压占空比信号Q为高。当第一窄脉冲信号PWM_R的窄脉冲消失重新变低后，第一高压MOS场效应管NM1关断。n1点通过第一电阻R1充电，最后电压等于BST电压。RC滤波器输出至信号锁存器置位输入端S的电压也变成BST电压，但信号锁存器的输出维持高电平不变，见图4中信号Q。
当PWM变低时，第二窄脉冲信号PWM_F变高，第二高压MOS场效应管NM2导通，电平移位模块与所述信号锁存器置零输入端R连接的n2点电压被拉低，电流经过第二电阻R2。当n2点的电压比浮动电源的SW低，且电压差大于第二钳位MOS场效应管NM4的阈值电压时，第二钳位MOS场效应管NM4导通。此时部分电流经过第二钳位MOS场效应管NM4，n2点的电压不会再降低,被第二钳位MOS场效应管NM4钳位。这样浮动电源的正极BST到n2点的压差就不会过大，输入到信号锁存器置零输入端R的信号也不会因为过低而使信号锁存器发生损坏。n2点电压变低后经过RC滤波器到达信号锁存器置零输入端R，信号锁存器置零输入端R低电平有效,信号锁存器被复位，输出的所述高压占空比信号Q变低，参见图4中信号Q。当第二窄脉冲信号PWM_F的窄脉冲消失重新变低后，第二高压MOS场效应管NM2关断，n2点电压通过电阻R2充电，最后电压等于BST电压，RC滤波器输出至信号锁存器置零输入端R的电压也变成BST电压，但信号锁存器的输出维持低电平不变。
当浮动电源的BST和SW电压同时变低时，n1和n2可以通过第一钳位MOS场效应管NM3和第二钳位MOS场效应管NM4的寄生二极管对n1和n2点电压放电，使得n1和n2的电压不会高于浮动电源的正极BST和地SW过多而毁坏后级电路。MOS场效应管由于其制造工艺而产生所述寄生二极管，无需额外增加设置。
在电路实现上,上述寄生二极管也可以用非寄生的二极管代替。图中NM3和NM4的钳位功能也可以由NPN三极管来代替。其中三极管的集电极接BST,基极接SW,发射级接n1和n2。另外,NM3和NM4的功能也可以直接用zener管来钳位,zener管的P级接n1和n2,N级接BST。
由此可设计另一种电平移位模块的实施例，如图3所示的实施例中，所述电平移位模块包括第一高压MOS场效应管NM1、第二高压MOS场效应管NM2、第一钳位三极管Q1、第二钳位三极管Q2、第一二极管d1、第二二极管d2；
所述第一高压MOS场效应管NM1的栅极为所述第一输入端，接入所述第一窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地(低压GND)，漏极连接所述第一钳位三极管Q1的发射极，
所述第一钳位三极管Q1的基极连接所述浮动电源的地，集电极连接所述浮动电源的正极，所述信号锁存器的置位输入端接入所述第一高压MOS场效应管NM1的漏极与所述第一钳位三极管Q1的发射极之间，
所述第一二极管d1的负极连接所述第一钳位三极管Q1的集电极，正极连接所述第一钳位三极管Q1的发射极；
所述第二高压MOS场效应管NM2的栅极为所述第二输入端，接入所述第二窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地(低压GND)，漏极连接所述第二钳位三极管Q2的发射极，
所述第二钳位三极管Q2的基极连接所述浮动电源的地，集电极连接所述浮动电源的正极，所述信号锁存器的置零输入端接入所述第二高压MOS场效应管NM2的漏极与所述第二钳位三极管Q2的发射极之间，
所述第二二极管d2的负极连接所述第二钳位三极管Q2的集电极，正极连接所述第二钳位三极管Q2的发射极。
作为一种实施例，所述第一二极管d1和第二二极管d2的阻值都是在1kΩ～10kΩ范围内，所述第一二极管d1和第二二极管d2的阻值相同，可以是1kΩ，或5kΩ，或10kΩ。所述第一高压MOS场效应管NM1和第二高压MOS场效应管NM2的阈值电压都大于所述第一钳位三极管Q1和第二钳位三极管Q2的阈值电压。所述浮动电源正极相对地之间的电位差为10～20V。
如图3所示的实施例中，当PWM变高时,第一窄脉冲信号PWM_R变高,第一高压MOS场效应管NM1导通,电平移位模块与所述信号锁存器置位输入端S连接的n1点电压被拉低，电流经过第一二极管d1。当n1点的电压比浮动电源的SW低，且电压差大于第一钳位三极管Q1的阈值电压时,第一钳位三极管Q1导通,此时部分电流经过第一钳位三极管Q1,n1点的电压不会再降低，而是被第一钳位三极管Q1钳位。这样浮动电源的正极BST到n1点的压差就不会过大,输入到信号锁存器置位输入端S的信号也不会因为过低而使信号锁存器发生损坏。n1点电压变低后经过RC滤波器到达信号锁存器的置位输入端S，信号锁存器置位输入端S低电平有效，信号锁存器被置位，输出高压占空比信号Q为高。当第一窄脉冲信号PWM_R的窄脉冲消失重新变低后，第一高压MOS场效应管NM1关断。n1点通过第一二极管d1充电，最后电压等于BST电压。RC滤波器输出至信号锁存器置位输入端S的电压也变成BST电压，但信号锁存器的输出维持高电平不变，见图4中信号Q。
当PWM变低时，第二窄脉冲信号PWM_F变高，第二高压MOS场效应管NM2导通，电平移位模块与所述信号锁存器置零输入端R连接的n2点电压被拉低，电流经过第二二极管d2。当n2点的电压比浮动电源的SW低，且电压差大于第二钳位三极管Q2的阈值电压时，第二钳位三极管Q2导通。此时部分电流经过第二钳位三极管Q2，n2点的电压不会再降低,被第二钳位三极管Q2钳位。这样浮动电源的正极BST到n2点的压差就不会过大，输入到信号锁存器置零输入端R的信号也不会因为过低而使信号锁存器发生损坏。n2点电压变低后经过RC滤波器到达信号锁存器置零输入端R，信号锁存器置零输入端R低电平有效,信号锁存器被复位，输出的所述高压占空比信号Q变低，参见图4中信号Q。当第二窄脉冲信号PWM_F的窄脉冲消失重新变低后，第二高压MOS场效应管NM2关断，n2点电压通过电阻R2充电，最后电压等于BST电压，RC滤波器输出至信号锁存器置零输入端R的电压也变成BST电压，但信号锁存器的输出维持低电平不变。
当浮动电源的BST和SW电压同时变低时，n1和n2可以通过第一二极管d1和第二二极管d2对n1和n2点电压放电，使得n1和n2的电压不会高于浮动电源的正极BST和地SW过多而毁坏后级电路。
本发明结构简单，通过第一二极管d1和第二二极管d2，或第一钳位MOS场效应管NM3和第二钳位MOS场效应管NM4的钳位作用，能够保证整个电平移位电路的稳定性，提高了电路的可靠性。相对于现有技术中的方案，本发明降低了制造成本，有利于推广应用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电平移位电路，用于控制功率管的通断，其特征在于，包括：窄脉冲发生器、电平移位模块、信号锁存器、驱动级电路；
所述窄脉冲发生器用于根据低压占空比信号的上升沿输出第一窄脉冲信号，和根据输入的所述低压占空比信号的下降沿输出第二窄脉冲信号，所述第一窄脉冲信号和第二窄脉冲信号的翻转速度都大于所述低压占空比信号，所述窄脉冲发生器的供电端连接至低压供电电源，所述窄脉冲发生器的输入端接入所述低压占空比信号；
所述电平移位模块用于将所述第一窄脉冲信号反向并提升电位至浮动电源正-地之间获得第一高电平反向信号，和将所述第二窄脉冲信号反向并提升电位至所述浮动电源正-地之间获得第二高电平反向信号，所述电平移位模块的第一输入端接入所述第一窄脉冲信号，所述电平移位模块的第二输入端接入所述第二窄脉冲信号；
所述信号锁存器用于根据所述第一高电平反向信号和第二高电平反向信号输出高压占空比信号，所述信号锁存器的置位输入端接入所述第一高电平反向信号，置零输入端接入所述第二高电平反向信号；
所述驱动级电路用于根据所述高压占空比信号控制功率管的打开和关断，所述驱动级电路的输入端接入所述高压占空比信号，输出端连接所述功率管的栅极。
2.根据权利要求1所述的一种电平移位电路，其特征在于，所述电平移位模块包括第一高压MOS场效应管、第二高压MOS场效应管、第一钳位MOS场效应管、第二钳位MOS场效应管、第一电阻、第二电阻；
所述第一高压MOS场效应管的栅极为所述第一输入端，接入所述第一窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地，漏极连接所述第一钳位MOS场效应管的源极，
所述第一钳位MOS场效应管的栅极连接所述浮动电源的地，漏极连接所述浮动电源的正极，漏极与源极之间接入所述第一电阻，所述信号锁存器的置位输入端接入所述第一高压MOS场效应管的漏极与所述第一钳位MOS场效应管的源极之间；
所述第二高压MOS场效应管的栅极为所述第二输入端，接入所述第二窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地，漏极连接所述第二钳位MOS场效应管的源极，
所述第二钳位MOS场效应管的栅极连接所述浮动电源的地，漏极连接所述浮动电源的正极，漏极与源极之间接入所述第二电阻，所述信号锁存器的置零输入端接入所述第二高压MOS场效应管的漏极与所述第二钳位MOS场效应管的源极之间。
3.根据权利要求2所述的一种电平移位电路，其特征在于，所述第一电阻和第二电阻的阻值都是在1kΩ～10kΩ范围内。
4.根据权利要求2所述的一种电平移位电路，其特征在于，所述第一高压MOS场效应管和第二高压MOS场效应管的阈值电压都大于所述第一钳位MOS场效应管和第二钳位MOS场效应管的阈值电压。
5.根据权利要求1所述的一种电平移位电路，其特征在于，所述电平移位模块包括第一高压MOS场效应管、第二高压MOS场效应管、第一钳位三极管、第二钳位三极管、第一二极管、第二二极管；
所述第一高压MOS场效应管的栅极为所述第一输入端，接入所述第一窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地，漏极连接所述第一钳位三极管的发射极，
所述第一钳位三极管的基极连接所述浮动电源的地，集电极连接所述浮动电源的正极，所述信号锁存器的置位输入端接入所述第一高压MOS场效应管的漏极与所述第一钳位三极管的发射极之间，
所述第一二极管的负极连接所述第一钳位三极管的集电极，正极连接所述第一钳位三极管的发射极；
所述第二高压MOS场效应管的栅极为所述第二输入端，接入所述第二窄脉冲信号，源极连接所述低压供电电源的地，漏极连接所述第二钳位三极管的发射极，
所述第二钳位三极管的基极连接所述浮动电源的地，集电极连接所述浮动电源的正极，所述信号锁存器的置零输入端接入所述第二高压MOS场效应管的漏极与所述第二钳位三极管的发射极之间，
所述第二二极管的负极连接所述第二钳位三极管的集电极，正极连接所述第二钳位三极管的发射极。
6.根据权利要求5所述的一种电平移位电路，其特征在于，所述第一二极管和第二二极管的阻值都是在1kΩ～10kΩ范围内。
7.根据权利要求5所述的一种电平移位电路，其特征在于，所述第一高压MOS场效应管和第二高压MOS场效应管的阈值电压都大于所述第一钳位三极管和第二钳位三极管的阈值电压。
8.根据权利要求1所述的一种电平移位电路，其特征在于，所述浮动电源正地之间的电位差为10～20V。
9.根据权利要求1所述的一种电平移位电路，其特征在于，还包括噪声过滤电路；
所述电平移位模块输出的所述第一高电平反向信号通过所述噪声过滤电路接入所述信号锁存器的置位输入端，
所述电平移位模块输出的所述第二高电平反向信号通过所述噪声过滤电路接入所述信号锁存器的置零输入端。
10.根据权利要求9所述的一种电平移位电路，其特征在于，所述噪声过滤电路由两组RC滤波器组成；一组所述RC滤波器用于将所述第一高电平反向信号滤波后输出至所述信号锁存器的置位输入端，另一组所述RC滤波器用于将所述第二高电平反向信号滤波后输出至所述信号锁存器的置零输入端。
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106067805A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-11-02 | 成都博思微科技有限公司 | 一种时钟信号电平位移电路 |
| CN107508590A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-12-22 | 西安电子科技大学 | 电平移位电路 |
| CN107809233A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-16 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 接口单元输入电路 |
| CN111917408A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-10 | 聚辰半导体股份有限公司 | 高压电平转换电路及高压电平转换*** |
| CN113079331A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-06 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 空间相机tdiccd复位驱动电路 |
| CN115085707A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-20 | 四川锶未铼科技有限公司 | 一种碳化硅mosfet栅极驱动电路及方法 |
| CN115118274A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-09-27 | 无锡中微爱芯电子有限公司 | 一种低功耗电平移位电路 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1399405A (zh) * | 2001-07-19 | 2003-02-26 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| CN104022776A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-03 | 东南大学 | 一种半桥驱动电路中的自举二极管仿真电路 |
| US20140293664A1 (en) * | 2011-11-16 | 2014-10-02 | Csmc Technologies Fab2 Co., Ltd | High-voltage heavy-current drive circuit applied in power factor corrector |
| CN204244063U (zh) * | 2014-10-24 | 2015-04-01 | 意法半导体研发(深圳)有限公司 | 反相升降压型变换器驱动电路 |
| US20150205313A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Seiko Instrument Inc. | Voltage regulator and semiconductor device |
| CN104813404A (zh) * | 2012-12-27 | 2015-07-29 | 英特尔公司 | 用于降低动态功率和峰值电流的sram位线和写入辅助装置与方法及双输入电平移位器 |
-
2015
- 2015-12-28 CN CN201511005198.3A patent/CN105634461B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1399405A (zh) * | 2001-07-19 | 2003-02-26 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| US20140293664A1 (en) * | 2011-11-16 | 2014-10-02 | Csmc Technologies Fab2 Co., Ltd | High-voltage heavy-current drive circuit applied in power factor corrector |
| CN104813404A (zh) * | 2012-12-27 | 2015-07-29 | 英特尔公司 | 用于降低动态功率和峰值电流的sram位线和写入辅助装置与方法及双输入电平移位器 |
| US20150205313A1 (en) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | Seiko Instrument Inc. | Voltage regulator and semiconductor device |
| CN104022776A (zh) * | 2014-06-27 | 2014-09-03 | 东南大学 | 一种半桥驱动电路中的自举二极管仿真电路 |
| CN204244063U (zh) * | 2014-10-24 | 2015-04-01 | 意法半导体研发(深圳)有限公司 | 反相升降压型变换器驱动电路 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106067805A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-11-02 | 成都博思微科技有限公司 | 一种时钟信号电平位移电路 |
| CN107508590A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-12-22 | 西安电子科技大学 | 电平移位电路 |
| CN107809233A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-16 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 接口单元输入电路 |
| CN111917408A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-11-10 | 聚辰半导体股份有限公司 | 高压电平转换电路及高压电平转换*** |
| CN111917408B (zh) * | 2020-08-13 | 2024-02-09 | 聚辰半导体股份有限公司 | 高压电平转换电路及高压电平转换*** |
| CN113079331A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-06 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 空间相机tdiccd复位驱动电路 |
| CN115085707A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-20 | 四川锶未铼科技有限公司 | 一种碳化硅mosfet栅极驱动电路及方法 |
| CN115118274A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-09-27 | 无锡中微爱芯电子有限公司 | 一种低功耗电平移位电路 |
| CN115118274B (zh) * | 2022-07-18 | 2024-05-14 | 无锡中微爱芯电子有限公司 | 一种低功耗电平移位电路 |
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Denomination of invention: A level shift circuit Effective date of registration: 20211202 Granted publication date: 20181120 Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd. Pledgor: SHANGHAI SILLUMIN SEMICONDUCTOR Co.,Ltd. Registration number: Y2021310000116 |
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Denomination of invention: A Level Shift Circuit Effective date of registration: 20231215 Granted publication date: 20181120 Pledgee: The Bank of Shanghai branch Caohejing Limited by Share Ltd. Pledgor: SHANGHAI SILLUMIN SEMICONDUCTOR Co.,Ltd. Registration number: Y2023980071637 |
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