CN107896103B - 电平转接电路及包含其的集成电路芯片、空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种空调器、电平转接电路及包括其的集成电路芯片，该电平转接电路连接在低压信号与高压信号之间，包括高压侧MOS管栅源控制模块及高压侧MOS管，所述高压侧MOS管栅源控制模块的输入采集端与低压信号连接，所述高压侧MOS管栅源控制模块的输出控制端分别与高压侧MOS管的栅极、源极连接，所述高压侧MOS管的漏极与高压信号连接。通过高压侧MOS管栅源控制模块采集低压信号，并转换为相应的稳定的电压信号，输出至高压侧MOS管的栅极和源极之间。通过该电平转接电路，将栅源电压的电流控制转变为电压控制，克服了传统电路依赖电流源的电流值设置不合理而导致的电路不良问题，提高电路控制的精确度。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种电平转接电路及包括其的集成电路芯片、空调器。
背景技术
现有的高压集成电路是一种带有欠压保护、逻辑控制等功能的栅极驱动电路，它将电力电子与半导体技术结合，逐渐取代传统的分立元件，越来越多地被应用在IGBT、大功率MOSFET的驱动领域。压集成电路的核心部分是电平转换电路，该电路的功能是在同一晶圆上将对地低压信号转换成对高压信号。
目前应用于高压集成电路的电平转换电路采用恒定电流源控制高压MOS管导通的形式，现行的传统电平转换电路的设计关键在于镜像电流I值的设置。若I设计值过小，则高压MOS管无法达到饱和状态而不导通；若I值设计过大，则会导致高压MOS管被击穿。而I设计得是否合适，取决于高压MOS管的导通电阻，决定高压MOS管导通电阻的因素很多，包括高压MOS管漂移区扩散深度、宽度，漂移区掺杂，漂移区结构，源区掺杂，漏区长度、掺杂浓度，衬底掺杂，栅极过量电荷等等，高压MOS管导通电阻表现出来的温度特性也较为复杂。对于部分BCD工艺而言，生产出的高压MOS管的导通电阻离散性较大，I值难以确定，对于固定的I值，经常会因为I值过小而使电平无法转移，或者I值过大而造成芯片烧毁。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种电平转接电路，旨在提高电路控制的精准度。
为实现上述目的，本发明提出的电平转接电路，连接在低压信号与高压信号之间，该电平转接电路包括高压侧MOS管栅源控制模块及高压侧MOS管，所述高压侧MOS管栅源控制模块的输入采集端与低压信号连接，所述高压侧MOS管栅源控制模块的输出控制端分别与高压侧MOS管的栅极、源极连接，所述高压侧MOS管的漏极与高压信号连接。
优选地，所述高压侧MOS管栅源控制模块包括低压信号采集单元、电压调节单元以及电压源单元，所述电压源单元的输入端、输出端为高压侧MOS管栅源控制模块的输出控制端，所述电压源单元的输入端与高压侧MOS管的栅极连接，所述电压源单元的输出端与高压侧MOS管的源极连接；所述低压信号采集单元的输入采集端与低压信号连接，所述低压信号采集单元的输出端与电压调节单元的输入端连接，所述电压调节单元的输出端与所述电压源单元的输入端连接。
优选地，所述电压调节单元包括第一MOS管、第二MOS管和第一电阻，所述第一MOS管的栅极与第二MOS管的栅极、低压信号采集单元的输出端连接，所述第一MOS管的源极与供电电源连接，所述第一MOS管的漏极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源极接地；所述第一电阻与所述第二MOS的漏极之间的公共连接端作为所述电压调节单元的输出端与所述电压源单元的输入端连接。
优选地，所述第一MOS管为P型MOS管，所述第二MOS管为N型MOS管。
优选地，所述低压信号采集单元包括脉冲发生器，脉冲发生器的输入端与低压信号连接，所述脉冲发生器的输出端与电压调节单元的输入端连接。
优选地，所述低压信号采集单元还包括反相器，所述反相器连接在脉冲发生器的输出端与电压调节单元的输入端之间。
优选地，所述电压源单元包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极与第二三极管的基极、源极均连接，所述第一三极管的集电极作为所述电压源单元的输入端与所述电压调节单元的输出端、所述高压侧MOS管的栅极均连接，所述第一三极管的发射极接地；所述第二三极管的集电极作为所述电压源单元的输出端与所述高压侧MOS管的源极连接，所述第二三极管的发射极接地。
优选地，所述第一三极管、第二三极管均为NPN型三极管。
优选地，所述高压侧MOS管为N型MOS管。
本发明还提供一种集成电路芯片，该芯片包括电平转接电路，该电平转接电路连接在低压信号与高压信号之间，包括高压侧MOS管栅源控制模块及高压侧MOS管，所述高压侧MOS管栅源控制模块的输入采集端与低压信号连接，所述高压侧MOS管栅源控制模块的输出控制端分别与高压侧MOS管的栅极、源极连接，所述高压侧MOS管的漏极与高压信号连接。
此外，本发明还提供一种空调器，包括如上所述的集成电路芯片，集成电路芯片参照上述实现，此处不再赘述。
本发明技术方案的电平转接电路及包括其的集成电路芯片，该电平转接电路通过高压侧MOS管栅源控制模块采集低压信号，并转换为相应的稳定的电压信号，输出至高压侧MOS管的栅极和源极之间。当需开启高压信号时，则只要该稳定的电压信号大于高压侧MOS管栅极和源极之间的阈值电压，则可导通该高压侧MOS管，从而开启高压信号，即将该高压信号接入电路中。通过该电平转接电路，将栅源电压的电流控制转变为电压控制，克服了传统电路依赖电流源的电流值设置不合理而导致的电路不良问题，提高电路控制的精确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明电平转接电路一实施例的电路连接示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种电平转接电路。
参照图1，图1为本发明电平转接电路一实施例的电路连接示意图。
在本发明实施例中，如图1所述，该电平转接电路连接在低压信号10与高压信号20之间，包括高压侧MOS管栅源控制模块30及高压侧MOS管Q1，所述高压侧MOS管栅源控制模块30的输入采集端与低压信号10连接，所述高压侧MOS管栅源控制模块30的输出控制端分别与高压侧MOS管Q1的栅极、源极连接，所述高压侧MOS管Q1的漏极与高压信号20连接。在本实施例中，所述高压侧MOS管Q1优选采用N型MOS管。
在本实施例中，该电平转接电路通常应用于高压集成电路中，低压信号10的电压值范围一般为0-15V，高压信号20的电压值范围为600-615V。
本发明技术方案的电平转接电路通过高压侧MOS管栅源控制模块30采集低压信号10，并转换为相应的稳定的电压信号，输出至高压侧MOS管Q1的栅极和源极之间。当需开启高压信号20时，则只要该稳定的电压信号大于高压侧MOS管Q1栅极和源极之间的阈值电压，则可导通该高压侧MOS管Q1，从而开启高压信号20，即将该高压信号20接入电路中。通过该电平转接电路，将栅源电压的电流控制转变为电压控制，克服了传统电路依赖电流源的电流值设置不合理而导致的电路不良问题，提高电路控制的精确度。
具体地，所述高压侧MOS管栅源控制模块30包括低压信号采集单元31、电压调节单元32以及电压源单元33，所述电压源单元33的输入端、输出端为高压侧MOS管栅源控制模块30的输出控制端，所述电压源单元33的输入端与高压侧MOS管Q1的栅极连接，所述电压源单元33的输出端与高压侧MOS管Q1的源极连接；所述低压信号采集单元31的输入采集端与低压信号10连接，所述低压信号采集单元31的输出端与电压调节单元32的输入端连接，所述电压调节单元32的输出端与所述电压源单元33的输入端连接。
在本实施例中，所述低压信号采集单元31具体包括脉冲发生器311和反相器S1，脉冲发生器311的输入端与低压信号10连接，所述脉冲发生器311的输出端与反相器S1的输入端连接，所述反相器S1的输出端与电压调节单元32的输入端连接。
该脉冲发生器311用于采集低压信号10，采集频率可根据实际需要设定。由于采集的信号可能存在杂波干扰信号，通过反相器S1后，可以将干扰信号滤除掉，使得进入电压调节单元32的低压采样信号调节更精确。
具体地，所述电压调节单元32包括第一MOS管Q2、第二MOS管Q3和第一电阻R1，所述第一MOS管Q2的栅极与第二MOS管Q3的栅极、低压信号采集单元31的输出端连接，所述第一MOS管Q2的源极与供电电源VCC连接，所述第一MOS管Q2的漏极与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端与所述第二MOS管Q3的漏极连接，所述第二MOS管Q3的源极接地；所述第一电阻R1与所述第二MOS的漏极之间的公共连接端作为所述电压调节单元32的输出端与所述电压源单元33的输入端连接。在本实施例中，第一MOS管Q2优选采用P型MOS管，所述第二MOS管Q3优选采用N型MOS管。
在本实施例中，当脉冲发生器311采集到的信号为高电平时，通过反相器S1转变为低电平，此时，第一MOS管Q2截止，第二MOS管Q3导通，则供电电源VCC与第一电阻R1之间不构成通路，即供电电源VCC与电压源单元33的输入端之间不构成通路，则电压源单元33无输入电压，相应地，电压源单元33也无输出电压，则高压侧MOS管Q1的栅源之间无电压差，高压侧MOS管Q1截止，高压信号20关闭，不接入电路。
当脉冲发生器311采集到的信号为低电平时，通过反相器S1转变为高电平，此时，第一MOS管Q2导通，第二MOS管Q3截止，则供电电源VCC与第一电阻R1之间构成通路，即供电电源VCC与电压源单元33的输入端之间构成通路，则电压源单元33具有输入电压，且该输入电压的大小与第一电阻R1的分压值相关，当第一电阻R1的分压值小时，则该电压源单元33的输入电压大，当第一电阻R1分压值大时，则该电压源单元33输入电压小。而电压源单元33的输出电压是随输入电压稳定变化的，因此，通过合理地设计第一电阻R1的阻值大小，电压源单元33的即可得到稳定地输出电压。则高压侧MOS管Q1的栅源之间存在恒定地电压差，且该电压差大于高压侧MOS管Q1的阈值电压，高压侧MOS管Q1导通，则高压信号20开启，接入电路。
具体地，所述电压源单元33包括第一三极管P1和第二三极管P2，所述第一三极管P1的基极与第二三极管P2的基极、源极均连接，所述第一三极管P1的集电极作为所述电压源单元33的输入端与所述电压调节单元32的输出端、所述高压侧MOS管Q1的栅极均连接，所述第一三极管P1的发射极接地；所述第二三极管P2的集电极作为所述电压源单元33的输出端与所述高压侧MOS管Q1的源极连接，所述第二三极管P2的发射极接地。在本实施例中，所述第一三极管P1、第二三极管P2均优选采用NPN型三极管。
在本实施例中，第二三极管P2的集电极电压跟随第一三极管P1的集电极电压的变化而变化。该电压源单元33为负温度系数电压源，即电压源的输出与输入之间呈负温度系数变化，则只要增大电压源单元33的输入电压，则高压侧MOS管Q1之间的电压差将进一步增大，当需导通高压侧MOS管Q1时，快速提供大于其阈值电压的电压。
本发明还提供一种集成电路芯片，该集成电路芯片包括该电平转接电路，该电平转接电路的结构、工作原理以及所带来的有益效果，均参照上述实施例，在此不再赘述。
此外，本发明还提供一种家用电器，该家用电器可为空调器或冰箱，具体地，家用电器包括如上所述的集成电路芯片，故均参照上述电平转接电路的实施例，在此不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种电平转接电路，连接在低压信号与高压信号之间，其特征在于，包括高压侧MOS管栅源控制模块及高压侧MOS管，所述高压侧MOS管栅源控制模块的输入采集端与低压信号连接，所述高压侧MOS管栅源控制模块的输出控制端分别与高压侧MOS管的栅极、源极连接，所述高压侧MOS管的漏极与高压信号连接；
所述高压侧MOS管栅源控制模块包括低压信号采集单元、电压调节单元以及电压源单元，所述电压源单元的输入端、输出端为高压侧MOS管栅源控制模块的输出控制端，所述电压源单元的输入端与高压侧MOS管的栅极连接，所述电压源单元的输出端与高压侧MOS管的源极连接；所述低压信号采集单元的输入采集端与低压信号连接，所述低压信号采集单元的输出端与电压调节单元的输入端连接，所述电压调节单元的输出端与所述电压源单元的输入端连接；
所述电压调节单元包括第一MOS管、第二MOS管和第一电阻，所述第一MOS管的栅极与第二MOS管的栅极、低压信号采集单元的输出端连接，所述第一MOS管的源极与供电电源连接，所述第一MOS管的漏极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端与所述第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源极接地；所述第一电阻与所述第二MOS的漏极之间的公共连接端作为所述电压调节单元的输出端与所述电压源单元的输入端连接；
所述电压源单元包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管的基极与第二三极管的基极、集电极均连接，所述第一三极管的集电极作为所述电压源单元的输入端与所述电压调节单元的输出端、所述高压侧MOS管的栅极均连接，所述第一三极管的发射极接地；所述第二三极管的集电极作为所述电压源单元的输出端与所述高压侧MOS管的源极连接，所述第二三极管的发射极接地。
2.如权利要求1所述的电平转接电路，其特征在于，所述第一MOS管为P型MOS管，所述第二MOS管为N型MOS管。
3.如权利要求1所述的电平转接电路，其特征在于，所述低压信号采集单元包括脉冲发生器，脉冲发生器的输入端与低压信号连接，所述脉冲发生器的输出端与电压调节单元的输入端连接。
4.如权利要求3所述的电平转接电路，其特征在于，所述低压信号采集单元还包括反相器，所述反相器连接在脉冲发生器的输出端与电压调节单元的输入端之间。
5.如权利要求1所述的电平转接电路，其特征在于，所述第一三极管、第二三极管均为NPN型三极管。
6.一种集成电路芯片，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的电平转接电路。
7.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求6所述的集成电路芯片。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5399913A (en) * | 1992-09-02 | 1995-03-21 | Exide Elecronics Corp. | Gate-drive circuit |
| JP2002009608A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-11 | Nec Corp | 出力回路及び入力回路並びに半導体集積回路装置 |
| JP2009260419A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | プッシュプル増幅器 |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP3773863B2 (ja) * | 2001-07-19 | 2006-05-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
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| JP5880225B2 (ja) * | 2012-04-02 | 2016-03-08 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
| EP2884661B1 (en) * | 2013-12-11 | 2019-02-06 | ABB Schweiz AG | Method and apparatus for balancing currents |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5399913A (en) * | 1992-09-02 | 1995-03-21 | Exide Elecronics Corp. | Gate-drive circuit |
| JP2002009608A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-11 | Nec Corp | 出力回路及び入力回路並びに半導体集積回路装置 |
| JP2009260419A (ja) * | 2008-04-11 | 2009-11-05 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | プッシュプル増幅器 |
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