CN101924539B - 低边到高边的信号传输电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低边到高边的信号传输电路，其特征在于，包括逻辑处理电路，逻辑处理电路的一个输入端连接低边信号Vi，另一输入端连接反馈控制电路，逻辑处理电路的输出端连接第一、第二MOS管M1、M2的栅极；第一、第二MOS管M1、M2的源极和衬底极接地；第一MOS管M1的漏极连接电阻R1的一端并同时连接采样保持电路的一个输入端；第二MOS管M2的漏极连接电阻R2的一端并同时连接采样保持电路的另一个输入端；第一、第二电阻R1、R2的另一端连接高电位VB；采样保持电路的一个输出端输出高边信号VO；另一个输出端通过反馈控制电路连接逻辑处理电路；采样保持电路丄侧与高电位VB相连；下侧与低电位VS相连。

Description

低边到高边的信号传输电路
技术领域
本发明涉及半导体集成电路领域，用于功率MOS管等双边(低边和高边)驱动器的信号传输电路，具体涉及一种低边到高边信号传输电路。 
背景技术
在双边(低边和高边，亦称low side and high side)驱动器电路中，高边和低边之间存在很高的电压差，无法用普通的低压器件实现，而且高压器件的栅源耐压较低，也无法满足直接传输的要求，低边到高边的信号传输电路为关键核心部分。 
现有的典型结构如IR公司的IR2113，其原理框图如附图1所示。此结构在IR公司双边驱动器产品中广泛使用。该电路的工作原理：脉冲发生器把输入的方波信号Vi转换成两路窄脉冲信号输出，分别驱动两个共源的高压MOS管M1、M2，漏极输出，完成电平移位。输出的窄脉冲电平幅度为VS～VB，经过脉冲滤波电路滤波整形，驱动RS触发器，RS触发器输出驱动输出管，完成电路功能。其各节点波形图如图2所示。 
此电路能够有效的完成低边到高边的信号传输。 
但当系统对芯片的尺寸、传输延迟和可靠性要求比较高时，此电路结构的问题就显现出来。一是信号为开环传输，可靠性不高，为了降低动态功耗，提高工作频率，脉冲发生器输出信号的脉冲宽度tw应尽可能窄，由于生产工艺的波动和其它信号的干扰，会造成窄脉冲信号无法正常控制RS触发器动作，信号传递失效；二是线路太过复杂，脉冲发生器中包括了使用电容实现的延时电路、反相器组成的信号整形电路和两个或非门，再加上脉冲滤波电路和RS触发器，占用的芯片面积较大；三是整个信号流程较长，传输延迟大。 
发明内容
本发明的目的是提供一种低边到高边信号闭环传输电路，具有传输可靠、传输延迟低、功耗小和适应电压范围宽等特点，使用于双边驱动器电路中， 可有效提高驱动器性能参数。 
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的： 
一种低边到高边的信号传输电路，其特征在于，包括逻辑处理电路、采样保持电路、反馈控制电路、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第一电阻R1和第二电阻R2，其中逻辑处理电路的一个输入端连接低边信号Vi，另一输入端连接反馈控制电路，逻辑处理电路的输出端连接第一、第二MOS管M1、M2的栅极；第一、第二MOS管M1、M2的源极和衬底极接地；第一MOS管M1的漏极连接电阻R1的一端并同时连接采样保持电路的一个输入端；第二MOS管M2的漏极连接电阻R2的一端并同时连接采样保持电路的另一个输入端；第一、第二电阻R1、R2的另一端连接高电位VB；采样保持电路的一个输出端输出高边信号VO；另一个输出端通过反馈控制电路连接逻辑处理电路；采样保持电路丄侧与高电位VB相连；下侧与低电位VS相连。所述反馈控制电路包括第三、第四MOS管M3、M4，第三、第四电阻R3、R4和两个与非门，从第三、第二反相器INV3、INV2的输出与第一触发器RS1的输出Q、Q非分别进行与非操作后，驱动第三、第四MOS管M4、M3，将高边信号下传，产生反馈低边信号控制第二触发器RS2并保持。 
上述方案中，所述的逻辑处理电路包括第二触发器RS2、第一反相器INV1和两个或非门，输入的低边信号Vi一路与第二触发器RS2的Q输出进行或非操作，从第二或非门输出点点驱动第二MOS管M2；另一路经过第一反相器INV1与第二触发器RS2的Q非输出进行或非操作，从第一或非门输出点点驱动第一MOS管M1。 
所述采样保持电路包括第一触发器RS1、第二、第三反相器INV2、INV3和两个与非门，第一、第二MOS管M1、M2和第一、第二电阻R1、R2组成的上传电路的两路输出信号，分别经过第二、第三反相器INV2、INV3来控制第一触发器RS1并保持，第一触发器RS1的输出Q非即为低边到高边信号传输电路输出的高边信号Vo。 
本发明提出的低边到高边信号闭环传输电路，具有传输可靠、传输延迟低、功耗小和适应电压范围宽等特点。 
附图说明
图1为IR2113低边到高边信号传输电路框图。 
图2为图1电路节点波形图。 
图3为本发明提出的电路结构框图。 
图4本发明提出的低边到高边信号传输电路 
图5本发明电路的逻辑功能图 
图6本发明电路输入、输出和中间节点信号波形图 
具体实施方式
一种低边到高边的信号传输电路，如图3所示，在图3中，低边到高边信号的传递是闭环实现的，具有很高的可靠性。逻辑处理电路用来对输入信号和反馈信号进行逻辑运算，输出窄脉冲信号，驱动高压MOS管M1、M2的栅极。高压MOS管M1、M2分别和电阻R1、R2组成两路信号上传电路，实现窄脉冲信号由低边到高边的传递。采样保持电路完成对上传的高边窄脉冲信号的采样保持并输出。反馈控制电路把采样保持电路的高边信号转换为低边信号，并进行逻辑运算输出到逻辑处理电路。 
在图3中，高电平VB的幅度是由高压MOS管的漏源击穿电压决定的，在工艺允许和VB与VS(低电平)的电压差满足低压电路工作电压条件下，VB可以达到高压MOS管漏源击穿电压工艺极限的高度。 
图4是本发明的低边到高边信号传输电路的一个具体实施例原理图。 
在图4中，低边到高边信号的传递是闭环实现的，具有很高的可靠性。输入信号流程短，降低了传输延迟信号上传。 
输入的低边信号Vi一路与触发器RS2的Q进行或非操作，从A点驱动高压NMOS管M2；另一路经过反相器INV1与RS2的Q非进行或非操作，从B点输出驱动高压NMOS管M1。M1、M2分别和电阻R1、R2组成两路信号上传电路将低边信号(电平幅度0～VCC)上传，其中VCC为低边信号的高电位。产生高边信号(电平幅度VS～VB)，高边信号经过反相器(INV2、INV3)控制触发器RS1并保持，RS1的输出Q非即为低边到高边信号传输电路的输出信号Vo输出。另外，反相器INV3、INV2的输出与RS1的输出Q、Q非分别进行与非操作，分别从AH、 BH点驱动高压PMOS管M4、M3，将高边信号下传，产生低边信号控制触发器RS2并保持。 
逻辑功能图如图5所示。从图5中可看出，该电路能够稳定可靠工作。只有输入信号Vi成功上传并输出后，反馈控制电路采集输出信号与输入信号进行逻辑操作，才关掉上传通道，确保信号传输的可靠性。并且信号Vi从输入到输出，流程短，降低了传输延迟。电路主要由数字电路构成，工艺适应性增强，静态功耗几乎为零。驱动高压MOS管的窄脉冲信号的脉冲宽度，是由电路自身结构和工艺条件决定的，在电路可靠传输信号的前提下，高压MOS管M3、M4、M1、M2导通时间可以达到工艺确定的最短时间，能大大降低动态功耗。 
采用国内某工艺线的工艺模型，对本发明电路进行模拟仿真，输入输出和内部节点信号波形如图6所示。从图6中的仿真结果看出，电路达到了设计目标。 

Claims (3)

1.一种低边到高边的信号传输电路，其特征在于，包括逻辑处理电路、采样保持电路、反馈控制电路、第一MOS管M1、第二MOS管M2、第一电阻R1和第二电阻R2，其中逻辑处理电路的一个输入端连接低边信号Vi，另一输入端连接反馈控制电路，逻辑处理电路的输出端连接第一、第二MOS管M1、M2的栅极；第一、第二MOS管M1、M2的源极和衬底极接地；第一MOS管M1的漏极连接电阻R1的一端并同时连接采样保持电路的一个输入端；第二MOS管M2的漏极连接电阻R2的一端并同时连接采样保持电路的另一个输入端；第一、第二电阻R1、R2的另一端连接高电位VB；采样保持电路的一个输出端输出高边信号VO；另一个输出端通过反馈控制电路连接逻辑处理电路；采样保持电路上侧与高电位VB相连；下侧与低电位VS相连；所述反馈控制电路包括第三、第四MOS管M3、M4，第三、第四电阻R3、R4和两个与非门，从第三、第二反相器INV3、INV2的输出与第一触发器RS1的输出Q、Q非分别进行与非操作后，驱动第四、第三MOS管M4、M3，将高边信号下传，产生反馈低边信号控制第二触发器RS2并保持。
2.如权利要求1所述的低边到高边的信号传输电路，其特征在于，所述的逻辑处理电路包括第二触发器RS2、第一反相器INV1和两个或非门，输入的低边信号Vi一路与第二触发器RS2的Q输出进行或非操作，从第二或非门输出点驱动第二MOS管M2；另一路经过第一反相器INV1与第二触发器RS2的Q非输出进行或非操作，从第一或非门输出点驱动第一MOS管M1。
3.如权利要求2所述的低边到高边的信号传输电路，其特征在于，所述采样保持电路包括第一触发器RS1、第二、第三反相器INV2、INV3和两个与非门，第一、第二MOS管M1、M2和第一、第二电阻R1、R2组成的上传电路的两路输出信号，分别经过第二、第三反相器INV2、INV3来控制第一触发器RS1并保持，第一触发器RS1的输出Q非即为低边到高边信号传输电路输出的高边信号Vo。 
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102832924A (zh) * 2012-09-12 2012-12-19 中国电子科技集团公司第二十四研究所 大功率lvds方波信号驱动电路

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113938122B (zh) * 2021-10-08 2023-09-15 中国电子科技集团公司第二十四研究所 一种宽压输入信号的抗辐射加固逻辑输入电路
CN114006605B (zh) * 2021-12-31 2022-05-10 峰岹科技(深圳)股份有限公司 单边沿延时电路
CN115865065B (zh) * 2023-03-02 2023-05-12 盈力半导体(上海)有限公司 一种低功耗高边驱动电路及芯片

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007068295A (ja) * 2005-08-30 2007-03-15 Toshiba Corp 半導体装置
JP2007243254A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd スイッチ素子駆動回路
JP4992359B2 (ja) * 2006-09-15 2012-08-08 富士電機株式会社 表示駆動装置
JP2008258939A (ja) * 2007-04-05 2008-10-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多チャンネル半導体集積回路
EP2028760B1 (en) * 2007-08-22 2020-06-17 Semiconductor Components Industries, LLC A low side driver
CN101594053B (zh) * 2009-03-27 2011-08-17 广州金升阳科技有限公司 一种宽范围电压输入的电源转换器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102832924A (zh) * 2012-09-12 2012-12-19 中国电子科技集团公司第二十四研究所 大功率lvds方波信号驱动电路
CN102832924B (zh) * 2012-09-12 2015-02-25 中国电子科技集团公司第二十四研究所 大功率lvds方波信号驱动电路

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