CN113630033A - 半导体电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体电路，包括高压驱动电路、低压驱动电路和逆变电路，低压驱动电路输入端连接逆变电路的三相上下桥臂开关管的控制信号，低压驱动电路输出三路驱动信号到三相下桥臂开关管，以及多路脉冲驱动信号到高压驱动电路，高压驱动电路输出另外三路驱动信号到三相上桥臂开关管，低压驱动电路和高压驱动电路分别为低压直流电和高压直流电供电。通过将其中的驱动电路分成低压驱动电路和高压驱动电路，以分别输出驱动信号驱动上桥臂开关管和下桥臂开关管工作，且低压驱动电路和高压驱动电路分别只采用单独的低压直流电和高压直流电供电，以此完全解决了现有技术中的低压电路和高压电路共同混合设置在同一个芯片区域内带来的一系列问题。

Description

半导体电路

技术领域

本发明涉及一种半导体电路，属于半导体电路应用技术领域。

背景技术

半导体电路是一种将电力电子和集成电路技术结合的功率驱动类产品。半导体电路外表一般由注塑形成的树脂材料进行封装形成密封层，将内部的电路板、电子元件进行密封，引脚从密封层的一侧或者两侧伸出。目前半导体电路内部一般包括驱动IC和逆变电路，其中驱动IC有多种电路形式，如6路三相全桥、3颗路高侧驱动加一颗3路低侧驱动IC、三颗2路半桥驱动IC(高侧加低侧)、三颗1路高侧驱动加一颗3路低侧驱动IC等电路结构，这些驱动IC内的高压电路和低压电路都是混合设置于同一个IC的区域内，即同时加载低压直流电和高压直流电进行供电，导致容易出现以下问题：在高压部分电路出现问题如过流、过压现象时，容易损坏低压部分的电路，且低压部分容易收到高压部分电路的干扰，而且还使得整个驱动IC的线路设计复杂，因为高低压电路之间需要保证一定的爬电距离，使得驱动IC面积较大，成本较高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是解决现有的半导体电路中你的驱动IC内部高压电路和低压电路设置在同一个IC内带来的一系列问题。

具体地，本发明公开一种半导体电路，包括高压驱动电路、低压驱动电路和逆变电路，低压驱动电路输入端连接逆变电路的三相上下桥臂开关管的控制信号，低压驱动电路输出三路驱动信号到三相下桥臂开关管，以及多路脉冲驱动信号到高压驱动电路，高压驱动电路输出另外三路驱动信号到三相上桥臂开关管，低压驱动电路为低压直流电供电，高压驱动电路为高压直流电供电。

可选地，低压驱动电路包括降压调整器以及三路相同的低压驱动单元，降压调整器的两个输入端分别连接低压直流电源正极和地，降压调整器输出直流电对低压驱动单元内的部分电路进行供电；每路低压驱动单元包括两路低压输入端和三路低压输出端，以分别输入一相上下桥臂开关管对应的两路控制信号，并输出一路驱动一相下桥臂开关管的驱动信号以及两路脉冲驱动信号。

可选地，每路低压驱动单元包括第一施密特触发器、第二施密特触发器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一升压电压调整器、第二升压电压调整器、互锁电路、第一低压保护电路、脉冲发生电路、第一与非门和第一输出驱动电路；

其中第一施密特触发器的输入端为其中一路低压输入端，第一施密特触发器的输出端连接第一低通滤波器的输入端，第一低通滤波器的输出端连接第一升压电压调整器的输入端，第一升压电压调整器的输出端连接互锁电路的第一输入端；

其中第二施密特触发器的输入端为其中另一路低压输入端，第二施密特触发器的输出端连接第二低通滤波器的输入端，第二低通滤波器的输出端连接第二升压电压调整器的输入端，第二升压电压调整器的输出端连接互锁电路的第二输入端；

互锁电路的第一输出端连接脉冲发生电路的第一输入端，脉冲发生电路的两个输出端为低压驱动单元的输出两路脉冲驱动信号的输出端；

互锁电路的第二输出端连接第一与非门的一输入端，第一低压保护电路的输入端连接低压电源，第一低压保护电路的输出端连接脉冲发生电路的第一输入端和第一与非门的另一输入端，第一与非门的输出端连接第一输出驱动电路的输入端，第一输出驱动电路的输出端为低压驱动单元的输出一路驱动一相下桥臂开关管的驱动信号的输出端。

可选地，第一输出驱动电路包括：

第一PMOS管和第一NMOS管；

第一PMOS管的栅极和第一NMOS管的栅极共接于第一输出驱动电路的输入端，第一PMOS管的漏极连接低压直流电源正极，第一PMOS管的源极和第一NMOS管的漏极共接于第一输出驱动电路的输出端，第一NMOS管的源极接地。

可选地，高压驱动电路包括三路相同的高压驱动单元，每路高压驱动单元包括两路输入端以输入两路脉冲驱动信号，每路高压驱动单元包括一路输出端以输出启动驱动一相上桥臂开关管的驱动信号。

可选地，每路高压驱动单元包括低高压过渡电路、误动作防止电路、第二低压保护电路、信号处理电路和第二输出驱动电路；

其中低高压过渡电路的两路输入端为高压驱动单元的两路输入端，低高压过渡电路的两路输出端分别连接误动作防止电路的两路输入端，误动作防止电路的输出端连接信号处理电路的第一输入端，第二低压保护电路的输入端连接浮动供电输入端，第二低压保护电路的输出端连接信号处理电路的第二输入端，信号处理电路的输出端连接第二输出驱动电路的输入端，第二输出驱动电路的输出端为每路高压驱动单元的输出端。

可选地，低高压过渡电路包括：

第三DMOS管、第二DMOS管、第一电阻和第二电阻；

其中第三DMOS管的漏极和第一电阻的一端共接于低高压过渡电路的第一输出端，第三DMOS管的源极接地，第三DMOS管的栅极为低高压过渡电路的第一输入端，第一电阻的另一端连接浮动供电输入端；

其中第四DMOS管的漏极和第二电阻的一端共接于低高压过渡电路的第二输出端，第四DMOS管的源极接地，第四DMOS管的栅极为低高压过渡电路的第二输入端，第二电阻的另一端连接浮动供电输入端。

可选地，信号处理电路包括：

第一反相器、第二反相器、第一RS触发器和第一或非门；

其中第一反相器的输入端为信号处理电路的第一输入端，第一反相器的输出端、第二反相器的输入端和第一或非门的第一输入端共接，第二反相器的输出端连接第一RS触发器的置位端，第二反相器的复位端为信号处理电路的第二输入端，第一RS触发器的Q输出端连接第一或非门的第二输入端；第一或非门的输出端为信号处理电路的输出端。

可选地，第二输出驱动电路包括：

第五PMOS管和第六NMOS管；

第五PMOS管的栅极和第六NMOS管的栅极共接于第二输出驱动电路的输入端，第五PMOS管的漏极连接浮动供电输入端，第五PMOS管的源极和第六NMOS管的漏极共接于第二输出驱动电路的输出端，第六NMOS管的源极接地。

可选地，低压驱动电路还包括过温保护电路和电源欠压保护电路。

本发明的半导体电路，包括高压驱动电路、低压驱动电路和逆变电路，低压驱动电路输入端连接逆变电路的三相上下桥臂开关管的控制信号，低压驱动电路输出三路驱动信号到三相下桥臂开关管，以及多路脉冲驱动信号到高压驱动电路，高压驱动电路输出另外三路驱动信号到三相上桥臂开关管，低压驱动电路为低压直流电供电，高压驱动电路为高压直流电供电。通过将其中的驱动电路分成低压驱动电路和高压驱动电路，以分别输出驱动信号驱动逆变电路的上桥臂开关管和下桥臂开关管工作，且低压驱动电路和高压驱动电路分别只采用单独的低压直流电和高压直流电供电，以此完全解决了现有技术中的低压电路和高压电路共同混合设置在同一个芯片区域内带来的一系列问题。

附图说明

图1为本发明实施例的半导体电路的简化电路原理图；

图2为图1中低压驱动电路的简化电路原理图；

图3为图2中的一低压驱动单元的放大图；

图4为为图1中高压驱动电路的简化电路原理图；

图5为本发明实施例的低压驱动电路和高压驱动电路框图；

图6为现有技术的半导体电路的简化电路原理图；

图7为现有技术的另一种半导体电路的简化电路原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在结构或功能不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面根据实例来详细说明本发明。

本发明提到的半导体电路，是一种将功率开关器件和高压驱动电路等集成在一起，并在外表进行密封封装的一种电路模块，在电力电子领域应用广泛，如驱动电机的变频器、各种逆变电压、变频调速、冶金机械、电力牵引、变频家电等领域应用。这里的半导体电路还有多种其他的名称，如模块化智能功率系统(Modular Intelligent Power System，MIPS)、智能功率模块(Intelligent Power Module，IPM)，或者称为混合集成电路、功率半导体模块、功率模块等名称。

本发明首先提出一种半导体电路，如图1所示，半导体电路包括高压驱动电路20、低压驱动电路10和逆变电路30，低压驱动电路10输入端连接逆变电路30的三相上下桥臂开关管的控制信号，即图1中逆变电路30的A桥、B桥、C桥三个上下桥臂的开关管工作，低压驱动电路10输出三路驱动信号到三相下桥臂开关管，以及六路脉冲驱动信号到高压驱动电路20，高压驱动电路20输出另外三路驱动信号到三相上桥臂开关管，低压驱动电路10为低压直流电供电，高压驱动电路20为高压直流电供电。

现有的半导体电路的电路结构示意图如图6和图7所示，图6中的驱动IC31内部集成六路三相全桥驱动，以驱动逆变电路的六个开关管32工作，此驱动IC加载低压直流电VDD(通常15V电压)和高压直流电VB1至VB3(通常300-315V电压)，图7中分为高侧驱动电路41和低侧驱动电路42，以分别驱动上桥臂的三个开关管43和下桥臂的三个开关管44工作，从图6中可知，驱动IC同时加载低压直流电VDD和高压直流电VB1-VB3，从图7可知低侧驱动电路41加载的电压为电压直流电VCC，高侧驱动电路41加载的电压为低压直流电VCC和高压直流电VB1-VB3，因此上述的两种驱动IC结构的半导体电路，其驱动IC都存在同时加载低压直流电和高压直流电的现象，以此导致高低压电路设置在同一个IC内，出现了上述背景技术所描述的问题。

为了解决此问题，在本发明实施例保护的方案中，如图1所示，驱动IC分为高压驱动电路20和低压驱动电路10两部分，不同于现有技术的驱动IC结构，其低压驱动电路10加载的为低压直流电VDD，高压驱动电路20加载的仅为高压直流电VB1-VB3，这样低压驱动电路10和高压驱动电路20的完全对应为独立的低压电流和高压电流两部分，高压驱动电路20工作时其高压不会干扰到低压驱动电路10部分。值得说明的是，这里的高压驱动电路20和低压驱动电路10可以设置于独立的两个驱动IC内，也可以设置在一个驱动IC内的两个区域，设置于一个驱动IC内时，二者彼此隔离设置。因为高压驱动电路20加载的相对地的高压直流电为浮动的高压VB1-VB3，具体而言其内部设置有自举电路，并外接自举电容实现自举功能，其通过自举电容上的电压和对上桥臂开关管加载的直流母线电压结合起来形成驱动上桥臂开关管工作的驱动电压，其能量有限，不具备持续导通高压驱动电路20中的开关管导通的能力，因此采用脉冲信号来驱动高压驱动电路20中开关管工作。因此从低压驱动电路10输出多路脉冲信号到高压驱动电路20工作。

本发明的半导体电路，通过将其中的驱动电路分成低压驱动电路10和高压驱动电路20，以分别输出驱动信号驱动逆变电路30的上桥臂开关管和下桥臂开关管工作，且低压驱动电路10和高压驱动电路20分别只采用单独的低压直流电和高压直流电供电，低压驱动电路10和高压驱动电路20传输多路脉冲信号以驱动高压驱动电路20中的开关管工作。以此完全解决了现有技术中的低压电路和高压电路共同混合设置在同一个芯片区域内带来的一系列问题，如低压电路容易收到高压电流的干扰带来误触发动作、驱动IC线路设计复杂、高压电流容易对低压电流产生损坏等等问题，以此提升了驱动IC的工作可靠性，并降低成本，从而提升了整个半导体电路的工作可靠性。

在本发明的一些实施例中，如图1、图2和图5所示，低压驱动电路10内部还包括各种保护电路如电源欠压保护电路实现欠压保护、过温保护电路实现过温保护、过流保护电路是偶像过流保护、报错电路用于内部出现欠压、过流、过温等情况时，对位输出报错信号。高压驱动电路20内部还包括高车欠压保护电路和自举电路，实现高车驱动欠压保护功能和自举供电功能。其中自举电路分为三路，分别连接自举电容C1、C2和C3依靠电容的充电实现升压自举。

在本发明的一些实施例中，如图1、图2和图3所示，低压驱动电路10包括降压调整器12以及三路相同的低压驱动单元11，降压调整器12的两个输入端分别连接低压直流电源正极VDD和地GND，降压调整器12输出直流电对低压驱动单元11内的部分电路进行供电；每路低压驱动单元11包括两路低压输入端和三路低压输出端，以分别输入一相上下桥臂开关管对应的两路控制信号，并输出一路驱动一相下桥臂开关管的驱动信号以及两路脉冲驱动信号。

其中低压驱动单元11内输入端的一些电路接收的为MCU输出的5V电平的信号，而低压驱动单元11加载的VDD电压相对高如15V，为了能正确接收MCU输出的5V电平信号，必须其加载相对低的电压供电才可以，如一般可加载7.2V的温度特性良好的电压。降压调整器12即实现将加载给低压驱动单元11的较高电压的低压直流电降压成为较低电压的低压直流电为设置于低压驱动单元11靠近输入接口的部分电路供电。

由于加载到低压驱动电路10由三个相同的低压驱动单元11构成，每路低压驱动电路10除了输出一路下桥臂开关管的驱动信号，还输出连接到高压驱动电路20的脉冲信号，脉冲信号具体为两路，以此更加可靠的驱动高压驱动电路20中的开关管工作。以图中的其中一路电压驱动单元为例，其输入端连接MCU输出的其中一个桥臂的上桥臂开关管的控制信号HIN1和下桥臂开关管的控制信号LIN1，输出端输出两路驱动高压驱动电路20的脉冲信号UQ1和UQ2，并输出驱动一路下桥臂开关管工作的驱动信号L01。

具体地，在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，每路低压驱动单元11包括第一施密特触发器111、第二施密特触发器112、第一低通滤波器113、第二低通滤波器116、第一升压电压调整器115、第二升压电压调整器117、互锁电路118、第一低压保护电路120、脉冲发生电路119、第一与非门123和第一输出驱动电路122；

其中第一施密特触发器111的输入端为其中一路低压输入端如图3所示的HIN1，第一施密特触发器111的输出端连接第一低通滤波器113的输入端，第一低通滤波器113的输出端连接第一升压电压调整器115的输入端，第一升压电压调整器115的输出端连接互锁电路118的第一输入端；

其中第二施密特触发器112的输入端为其中另一路低压输入端如图3所示的LIN1，第二施密特触发器112的输出端连接第二低通滤波器116的输入端，第二低通滤波器116的输出端连接第二升压电压调整器117的输入端，第二升压电压调整器117的输出端连接互锁电路118的第二输入端；

互锁电路118的第一输出端连接脉冲发生电路119的第一输入端，脉冲发生电路119的两个输出端为低压驱动单元11的输出两路脉冲驱动信号的输出端；

互锁电路118的第二输出端连接第一与非门123的一输入端，第一低压保护电路120的输入端连接低压电源，第一低压保护电路120的输出端连接脉冲发生电路119的第二输入端和第一与非门123的另一输入端，第一与非门123的输出端连接第一输出驱动电路122的输入端，第一输出驱动电路122的输出端为低压驱动单元11的输出一路驱动一相下桥臂开关管的驱动信号的输出端。

其中第一施密特触发器111和第二施密特触发器112分别输入其中一个桥臂的上桥臂开关管的控制信号HIN1和下桥臂开关管的控制信号LIN1，过滤器电平噪声，如其逻辑0的最大值是0.8V，逻辑1的最小值是2.9V，以此有效的过滤逻辑0和逻辑1的噪声电压。

第一低通滤波器113和第二低通滤波器116分别对第一施密特触发器111和第二施密特触发器112输出的信号中的高频噪声过滤，如过滤600KHz～700KHz以上的信号，以此为高压驱动电路20中的自举电路的自举电容的充电足够的时间，避免引起高压驱动电路20中的开关管工作在电压不足状态，从而降低其开关管工作效率。

第一升压电压调整器115和第二升压电压调整器117分别对第一低通滤波器113和第二低通滤波器116输出的电压信号进行升压，因为后端的电路工作较高的低压状态如15V电压，为了能使得对后端电路能匹配控制其工作，需要先进行电压转换，升压成为较高的低电压。

为了避免低压驱动单元11输入端的两路上下桥臂的控制信号同时为高电平时，控制后端的上下桥臂开关管同时导通造成过流问题，设置了互锁电路118，以此在其两路上下桥臂的控制信号同时为高电平时，经电平转换同时输出低电平信号。如图3中在其中一个桥臂的上桥臂开关管的控制信号HIN1和下桥臂开关管的控制信号LIN1同时为高电平时，经互锁电路118转换输出两路低电平信号。

第一低压保护电路120用于保护电压驱动单元内部后端的电路不会因为低压直流电过低而停止工作。以正常工作的低压直流电为15V为例，在低于10V后会引起内部电路不工作问题，因此加入第一低压保护电路120用来检测低压直流电，在其过低时输出低电平，以控制后端输出为低电平，使得后端的高压驱动电路20停止工作，起到保护驱动电路的作用。

互锁电路118的第一输出端连接脉冲发生电路119的第一输入端，以此根据其中一个桥臂的上桥臂开关管的控制信号HIN1的信号的上升沿和下降沿分别产生脉冲，控制后续的高压驱动电路20中的开关管工作。因为高压驱动电路20加载的电压为自举电路产生的浮动高电压，其电压主要结合自举电路的自举电容充电形成，其电压能量有限，一般不具备持续导通高压驱动电路20中的DMOS开关管对地电流的能力，因此引入脉冲发生电路119根据输入的控制信号HIN1的信号分别产生两路脉冲信号，控制后续的高压驱动电路20中的DMOS开关管根据脉冲信号工作在开关状态，而不是持续的导通状态，使其可以正常工作。一般根据输入的控制信号HIN1的信号的上升和下降沿，分别产生一个脉冲宽度为100-400ns脉冲信号。脉冲发生电路119的第二输入端连接第一低压保护电路120的输出端，以第一低压保护电路120检测到低电压过低时控制脉冲发生电路119停止工作，进而控制后续的高压驱动电路20停止工作，起到保护作用。

第一输出驱动电路122输出驱动信号驱动下桥臂开关管工作，其输入端连接第一与非门123的输出端，第一与非门123的两个输入端分别连接互锁电路118的第二输出端和第一低压保护电路120的输出端，其中互锁电路118的第二输出端的状态受其中一个桥臂的下桥臂开关管的控制信号LIN1关联，根据与非门工作特性容易得出，只有第一低压保护电路120检测到低电压正常输出高电平的情况下，下桥臂开关管的控制信号LIN1才能正常的控制第一输出驱动电路122工作。

进一步地，每路低压驱动单元11还包括延迟电路，其连接在互锁电路118第二输出端和第一与非门123的一输入端之间，起到信号延迟作用。

在本发明的一些实施例中，如图1、2、4所示，高压驱动电路20包括三路相同的高压驱动单元21，每路高压驱动单元21包括两路输入端以输入两路脉冲驱动信号，每路高压驱动单元21包括一路输出端以输出驱动一相上桥臂开关管的驱动信号。对应于低压驱动电路10，高压驱动电路20内部也包含三路高压驱动单元21，以输出驱动信号分别驱动三相的上桥臂开关管工作。高压驱动电路20中的开关管和其他电路加载的为浮动的高电压，如图4所示的VB1-VB3，通过自举电路产生此浮动高电压，每路高压驱动单元21与对应一路低压驱动单元11连接，以接收低压驱动单元11的两路脉冲信号来控制其内部的开关管具体如图4所示的DMOS管Q3-Q4工作。

具体地，在本发明的一些实施例中，如图4所示，每路高压驱动单元21包括低高压过渡电路211、误动作防止电路213、第二低压保护电路214、信号处理电路217和第二输出驱动电路219；

其中低高压过渡电路211的两路输入端为高压驱动单元21的两路输入端，低高压过渡电路211的两路输出端分别连接误动作防止电路213的两路输入端，误动作防止电路213的输出端连接信号处理电路217的第一输入端，第二低压保护电路214的输入端连接浮动供电输入端VB1，第二低压保护电路214的输出端连接信号处理电路217的第二输入端，信号处理电路217的输出端连接第二输出驱动电路219的输入端，第二输出驱动电路219的输出端为每路高压驱动单元21的输出端。

其中低高压过渡电路211用于实现低压区和高压区的过渡，因为高压驱动单元21输入的为低压控制信号，而其加载的为浮动高电压VB1供电，因此需要在其输入部分实现低电压控制信号转换成高电压控制信号。具体地，低高压过渡电路211输入的为两路脉冲控制信号，这两路脉冲控制信号分别对应低压驱动电路10的输入端如其中一个桥臂的上桥臂开关管的控制信号HIN1中方波信号的上升沿和下降沿，因为低高压过渡电路211中的开关管为高压开关管，其加载的对地电压工作在高电压状态(如300V至315V)，由于高电压由自举电路产生，能量有限，不适宜工作在相对长时间，因此只在HIN1中方波信号的上升沿和下降沿对应的脉冲瞬时导通，一般导通时间在100-400ns，其输出的信号转换为对地的高压控制信号。

当低高压过渡电路211输出的对应的两路脉冲信号OFF_PLUSE和ON_PLUSE分别产生低电平时，后端的电路输出端VOUT分别产生逻辑0和逻辑1信号；而当浮动高电压VS突变时，由于寄生电容的存在，I＝C.dVS/dt，使ON、OFF两侧同时产生电流导致两侧同时出现低电平；为了防止这个同时为低的信号使输出产生误动作，引入了误动作防止电路213(dV/dtFILTER)。以此实现VB-VS如图4中VB1-VS1间电压在13.5V～16.5V间可变，VS-GND电压在0V～600V间可变时，dV/dt从0.3kV/μs到10kV/μs无误动作。

第二低压保护电路214用于实现当电压过低时都应使高压驱动电路20停止工作(保持输出为逻辑0状态)，以保护后续的电路。通过检测浮动高电压VB的电平实现保护动作。

信号处理电路217用于对误动作防止电路213和第二低压保护电路214输出的信号进行逻辑处理，以此实现将低高压过渡电路211输入的两路脉冲信号转换成与上桥臂开关管的控制信号HIN1对应一致的驱动信号以驱动后级的第二输出驱动电路219工作。

第二输出驱动电路219实现根据信号处理电路217输出的控制信号，输出驱动信号驱动一路上桥臂开关管工作。

具体地，在本发明的一些实施例中，如图3和图4所示，上述低压驱动电路10和高压驱动电路20的具体电路结构如下：

第一输出驱动电路122包括：第一PMOS管Q1和第一NMOS管Q2；

第一PMOS管Q1的栅极和第一NMOS管Q2的栅极共接于第一输出驱动电路122的输入端，第一PMOS管Q1的漏极连接低压直流电源正极VDD，第一PMOS管Q1的源极和第一NMOS管Q2的漏极共接于第一输出驱动电路122的输出端，第一NMOS管Q2的源极接地GND。第一PMOS管Q1和第一NMOS管Q2组成图腾柱电路结构。

低高压过渡电路211包括：第三DMOS管Q3、第四DMOS管Q4、第一电阻R1和第二电阻R2；

其中第三DMOS管Q3的漏极和第一电阻R1的一端共接于低高压过渡电路211的第一输出端，第三DMOS管Q3的源极接地GND，第三DMOS管Q3的栅极为低高压过渡电路211的第一输入端UQ1，第一电阻R1的另一端连接浮动供电输入端VB1；

其中第四DMOS管Q4的漏极和第二电阻R2的一端共接于低高压过渡电路211的第二输出端，第四DMOS管Q4的源极接地GND，第四DMOS管Q4的栅极为低高压过渡电路211的第二输入端UQ2，第二电阻R2的另一端连接浮动供电输入端VB1。

互锁电路118包括第十一与非门U11、第十二与非门U12和第十三与非门U13，其中第十一与非门U11的第一输入端和第十二与非门U12的第一输入端共接于互锁电路118的第一输入端，第十一与非门U11的第二输入端和第十三与非门U13的第二输入端共接于互锁电路118的第二输入端，第十一与非门U11的输出端共接于与第十二与非门U12的第二输入端和第十三与非门U13第一输入端，第十二与非门U12的输出端为互锁电路118的第一输出端，第十三与非门U13的输出端为互锁电路118的第二输出端。

信号处理电路217包括：第一反相器U1、第二反相器U2、第一RS触发器U3和第一或非门U4；

其中第一反相器U1的输入端为信号处理电路217的第一输入端，第一反相器U1的输出端、第二反相器U2的输入端和第一或非门U4的第一输入端共接，第二反相器U2的输出端连接第一RS触发器U3的置位端，第二反相器U2的复位端为信号处理电路217的第二输入端，第一RS触发器U3的Q输出端连接第一或非门U4的第二输入端；第一或非门U4的输出端为信号处理电路217的输出端。

第二输出驱动电路219包括：第五PMOS管Q5和第六NMOS管Q6；

第五PMOS管Q5的栅极和第六NMOS管Q6的栅极共接于第二输出驱动电路219的输入端，第五PMOS管Q5的漏极连接浮动供电输入端VB1，第五PMOS管Q5的源极和第六NMOS管Q6的漏极共接于第二输出驱动电路219的输出端，第六NMOS管Q6的源极接浮动电压负极VSS。第五PMOS管Q5和第六NMOS管Q6组成图腾柱电路结构。

其他没有给出具体电路的电路单元如第一低通滤波器113、第二低通滤波器116、第一升压电压调整器115和第二升压电压调整器117等电路可参考现有技术中实现同等功能的电路结构。

参考图1至图4的具体电路的工作原理如下：以一路上桥臂和下桥臂的控制信号为例，从低压驱动电路10的HINI输入的上桥臂开关管控制信号经第一施密特触发器111过滤器电平噪声后再经第一低通滤波器113过滤高频噪声，再经第一升压电压调整器115进行升压，输入到互锁电路118的第一输入端，同时从LINI输入的下桥臂开关管控制信号经第二施密特触发器112过滤器电平噪声后再经第二低通滤波器116过滤高频噪声，再经第二升压电压调整器117进行升压，输入到互锁电路118的第二输入端，经互锁电路118进行检测避免同时输入为高电平，其互锁电路118对应HINI和LINI的两个输出端分别输入到脉冲发生电路119和经延迟电路输入到第一与非门123，脉冲发生器根据HINI的方波信号中的上升沿和下降沿分别产生脉冲信号从UQ1和UQ2输出，同时第一低压保护电路120检测低电压是否过低，在电压过低时输出控制信号控制脉冲发生器和第一与非门123停止工作，起到低电压保护作用。第一与非门123输出的与LINI对应一致的控制信号经。第一PMOS管Q1和第一NMOS管Q2组成图腾柱电路输出驱动信号驱动下桥臂开关管工作。从UQ1和UQ2输入的两路脉冲信号进入高压驱动电路20的主要由两路第三DMOS管Q3和第四DMOS管Q4组成的低高压过渡电路211，分别输出对应的高压脉冲信号再进入误动作防止电路213，以防止浮动高电压VS突变影响到后级控制，经误动作防止电路213输出一路高压控制信号进入信号处理电路217的第一输入端，同时浮动高电压VB的电平的第二低压保护电路214输出浮动高电压VB是否正常的控制信号进入信号处理电路217的第二输入端，由信号处理电路217的组成电路可分析得出其控制逻辑，只有第二低压保护电路214检测到浮动高电压VB正常即输出低电平时，信号处理电路217输出端输出的信号才与其第一输入端信号一致，如果第二低压保护电路214检测到浮动高电压VB不正常即输出高电平时，信号处理电路217的输出端低电平，以此控制后续的电路停止工作起到保护作用，信号处理电路217的输出端输出控制信号控制由第五PMOS管Q5和第六NMOS管Q6组成图腾柱电路工作，以从其HO1端输出与HINI控制信号一致的驱动信号，以驱动上桥臂开关管工作。其中VB1和VS1分别为浮动高电压电源正极和负极，二者之间的电压差为一低压如15V，但是VS1由于同时为逆变电路30的上下桥臂的输出端，其电压对地在零电位和高电压如300V之间可变，VB1和VS1之间通过自举电路以此使得VB1对地形成300-315V之间的浮动高电压。

本发明的高压驱动电路20、低压驱动电路10组成的驱动电路，其高压驱动电路20只单独加载浮动高电压如300V工作，而低压驱动电路10只加载低电压如15V工作，区别于现有技术的驱动电路同时加载高电压和低电压，以此使得高压工作区和低压工作区二者完全独立，可以实现二者的较好隔离，以此大大的降低高压工作区对低压工作区的干扰，以此增强其工作可靠性，并且使得现有技术中的高压工作区和低压工作区之间的爬电距离可以缩小，因而可以减少整个电路的布线面积，从而使得驱动电路对应的IC减少，从而降低成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种半导体电路，其特征在于，所述半导体电路包括高压驱动电路、低压驱动电路和逆变电路，所述低压驱动电路输入端连接所述逆变电路的三相上下桥臂开关管的控制信号，所述低压驱动电路输出三路驱动信号到三相下桥臂开关管，以及多路脉冲驱动信号到所述高压驱动电路，所述高压驱动电路输出另外三路驱动信号到三相上桥臂开关管，所述低压驱动电路为低压直流电供电，所述高压驱动电路为高压直流电供电。

2.根据权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述低压驱动电路包括降压调整器以及三路相同的低压驱动单元，所述降压调整器的两个输入端分别连接低压直流电源正极和地，所述降压调整器输出直流电对所述低压驱动单元内的部分电路进行供电；每路低压驱动单元包括两路低压输入端和三路低压输出端，以分别输入一相上下桥臂开关管对应的两路控制信号，并输出一路驱动一相下桥臂开关管的驱动信号以及两路脉冲驱动信号。

3.根据权利要求2所述的半导体电路，其特征在于，所述每路低压驱动单元包括第一施密特触发器、第二施密特触发器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一升压电压调整器、第二升压电压调整器、互锁电路、第一低压保护电路、脉冲发生电路、第一与非门和第一输出驱动电路；

其中所述第一施密特触发器的输入端为其中一路低压输入端，所述第一施密特触发器的输出端连接所述第一低通滤波器的输入端，所述第一低通滤波器的输出端连接所述第一升压电压调整器的输入端，所述第一升压电压调整器的输出端连接所述互锁电路的第一输入端；

其中所述第二施密特触发器的输入端为其中另一路低压输入端，所述第二施密特触发器的输出端连接所述第二低通滤波器的输入端，所述第二低通滤波器的输出端连接所述第二升压电压调整器的输入端，所述第二升压电压调整器的输出端连接所述互锁电路的第二输入端；

所述互锁电路的第一输出端连接所述脉冲发生电路的第一输入端，所述脉冲发生电路的两个输出端为所述低压驱动单元的输出两路脉冲驱动信号的输出端；

所述互锁电路的第二输出端连接所述第一与非门的一输入端，所述第一低压保护电路的输入端连接低压电源，所述第一低压保护电路的输出端连接所述脉冲发生电路的第一输入端和所述第一与非门的另一输入端，所述第一与非门的输出端连接所述第一输出驱动电路的输入端，所述第一输出驱动电路的输出端为所述低压驱动单元的输出一路驱动一相下桥臂开关管的驱动信号的输出端。

4.根据权利要求3所述所述的半导体电路，其特征在于，第一输出驱动电路包括：

第一PMOS管和第一NMOS管；

所述第一PMOS管的栅极和所述第一NMOS管的栅极共接于所述第一输出驱动电路的输入端，所述第一PMOS管的漏极连接所述低压直流电源正极，所述第一PMOS管的源极和所述第一NMOS管的漏极共接于所述第一输出驱动电路的输出端，所述第一NMOS管的源极接地。

5.根据权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述高压驱动电路包括三路相同的高压驱动单元，每路高压驱动单元包括两路输入端以输入两路脉冲驱动信号，每路高压驱动单元包括一路输出端以输出启动驱动一相上桥臂开关管的驱动信号。

6.根据权利要求5所述的半导体电路，其特征在于，每路高压驱动单元包括低高压过渡电路、误动作防止电路、第二低压保护电路、信号处理电路和第二输出驱动电路；

其中所述低高压过渡电路的两路输入端为所述高压驱动单元的两路输入端，所述低高压过渡电路的两路输出端分别连接所述误动作防止电路的两路输入端，所述误动作防止电路的输出端连接所述信号处理电路的第一输入端，所述第二低压保护电路的输入端连接浮动供电输入端，所述第二低压保护电路的输出端连接所述信号处理电路的第二输入端，所述信号处理电路的输出端连接所述第二输出驱动电路的输入端，所述第二输出驱动电路的输出端为所述每路高压驱动单元的输出端。

7.根据权利要求6所述的半导体电路，其特征在于，所述低高压过渡电路包括：

第三DMOS管、第二DMOS管、第一电阻和第二电阻；

其中所述第三DMOS管的漏极和第一电阻的一端共接于所述低高压过渡电路的第一输出端，所述第三DMOS管的源极接地，所述第三DMOS管的栅极为所述低高压过渡电路的第一输入端，所述第一电阻的另一端连接所述浮动供电输入端；

其中所述第四DMOS管的漏极和第二电阻的一端共接于所述低高压过渡电路的第二输出端，所述第四DMOS管的源极接地，所述第四DMOS管的栅极为所述低高压过渡电路的第二输入端，所述第二电阻的另一端连接所述浮动供电输入端。

8.根据权利要求6所述的半导体电路，其特征在于，所述信号处理电路包括：

第一反相器、第二反相器、第一RS触发器和第一或非门；

其中所述第一反相器的输入端为所述信号处理电路的第一输入端，所述第一反相器的输出端、所述第二反相器的输入端和所述第一或非门的第一输入端共接，所述第二反相器的输出端连接所述第一RS触发器的置位端，所述第二反相器的复位端为所述信号处理电路的第二输入端，所述第一RS触发器的Q输出端连接所述第一或非门的第二输入端；所述第一或非门的输出端为所述信号处理电路的输出端。

9.根据权利要求6所述的半导体电路，其特征在于，所述第二输出驱动电路包括：

第五PMOS管和第六NMOS管；

所述第五PMOS管的栅极和所述第六NMOS管的栅极共接于所述第二输出驱动电路的输入端，所述第五PMOS管的漏极连接所述浮动供电输入端，所述第五PMOS管的源极和所述第六NMOS管的漏极共接于所述第二输出驱动电路的输出端，所述第六NMOS管的源极接地。

10.根据权利要求1所述的半导体电路，其特征在于，所述低压驱动电路还包括过温保护电路和电源欠压保护电路。

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