CN114006347B - 一种半导体高压集成驱动芯片及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种半导体高压集成驱动芯片及电子设备，半导体高压集成驱动芯片包括电源电路、电源欠压保护电路、高侧驱动电路、互锁电路、低侧驱动电路、欠压保护电路和欠压选择电路；电源电路的输出端分别与高侧驱动电路的电源端、电源欠压保护电路的输入端和欠压保护电路的输入端连接，高侧驱动电路和低侧驱动电路之间连接有互锁电路，欠压保护电路的受控端与欠压选择电路的控制端连接，欠压选择电路的输入端连接至高侧驱动电路的输出端和低侧驱动电路的输出端的公共端。本发明技术方案降低了电控的设计难度，同时降低了电控的总体成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体驱动芯片技术领域，特别涉及一种半导体高压集成驱动芯片及电子设备。
背景技术
高压集成驱动IC(HVIC)是利用单片机的输入信号直接驱动功率MOSFET和IGBT门极的耐高压IC，可以替代常见的脉冲变压器和光耦。通过电平整流器电路，在半导体芯片内部实现电介质绝缘。内置电源电压过低保护、互锁、输入信号过滤、错误输出等保护功能，可以提高设备的可靠性。
目前的HVIC一般都是带有欠压保护，HVIC使用15V供电，若供电电压低于12.5V或自举电压低于12.5V，且时间超过toff＝10ms，发生欠压保护，封锁门极驱动电路，输出故障信号。
因此，应用电控就需要有一路稳定的15±1.5V供电电源，而一些用较低的驱动电压就可驱动的功率管，如MOS的驱动电压达到9V就可以正常开关。应用电控不需要多设计一路15V的直流电源。当应用电控用带有欠压保护的HVIC就需要多设计一路15V电源，增加了电控的设计难度，增加了电控总体成本。
发明内容
本发明的主要目的是提出半导体高压集成驱动芯片及电子设备，旨在降低电控的设计难度，同时降低电控的总体成本。
为实现上述目的，本发明提出的半导体高压集成驱动芯片，包括电源电路、电源欠压保护电路、高侧驱动电路、互锁电路、低侧驱动电路、欠压保护电路和欠压选择电路；
所述电源电路的输出端分别与所述高侧驱动电路的电源端、所述电源欠压保护电路的输入端和所述欠压保护电路的输入端连接，所述高侧驱动电路和所述低侧驱动电路之间连接有所述互锁电路，所述欠压保护电路的受控端与所述欠压选择电路的控制端连接，所述欠压选择电路的输入端连接至所述高侧驱动电路的输出端和所述低侧驱动电路的输出端的公共端；
所述电源电路，用于为所述高侧驱动电路供电；
所述电源欠压保护电路，用于在所述电源电路的输入电压低于工作电压时，切断输入电压，在所述电源电路的输入电压正常时，所述电源电路恢复正常工作；
所述高侧驱动电路，用于对高侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；
所述互锁电路，用于将所述高侧驱动电路和所述低侧驱动电路进行互锁；
所述低侧驱动电路，用于对低侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；
所述欠压保护电路，用于对集成驱动芯片进行欠压保护；
所述欠压选择电路，用于输出使能信号控制所述欠压保护电路。
可选地，所述欠压选择电路包括与门电路、非门电路和2个或门电路；
所述与门电路的第一输入端输入欠压检测信号，所述与门电路的第二输入端与所述非门电路的输入端连接，且为欠压保护使能端，所述与门电路的输出端、所述第一或门电路的第一输入端和所述第二或门电路的第一输入端公共连接，所述非门电路的输出端与所述第一或门电路的第二输入端连接，所述第一或门电路的输出端与所述第二或门电路的第二输入端连接，所述第二或门电路的输出端为控制信号输出端。
可选地，所述半导体高压集成驱动芯片还包括欠压检测电路，所述欠压检测电路连接至所述与门电路的第一输入端。
可选地，所述半导体高压集成驱动芯片还包括故障逻辑控制电路，所述故障逻辑控制电路的输入端连接至所述第二或门电路的输出端。
可选地，所述半导体高压集成驱动芯片还包括使能电路，所述使能电路连接至所述高侧驱动电路的输出端；
所述使能电路，用于控制所述高侧驱动电路的输入/输出。
可选地，所述半导体高压集成驱动芯片还包括过流保护电路、过压保护电路和过温保护电路，所述过流保护电路、所述过压保护电路和所述过温保护电路均连接至所述高侧驱动电路的输出端；
所述过流保护电路，用于对半导体高压集成驱动芯片进行过流保护；
所述过压保护电路，用于对半导体高压集成驱动芯片进行过压保护；
所述过温保护电路，用于对半导体高压集成驱动芯片进行过温保护。
可选地，所述半导体高压集成驱动芯片还包括报错电路，所述报错电路的输入端分别与所述过流保护电路的输入端、所述过压保护电路的输入端和所述过温保护电路的输入端连接，所述报错电路的输出端连接至所述欠压保护电路的输入端；
所述报错电路，用于在半导体高压集成驱动芯片出现欠压、过流、过压或过温时，以输出报错信号。
可选地，所述互锁电路包括3个与非门电路；
所述第一与非门电路的第一输入端与所述第二与非门电路的第一输入端的公共端为所述互锁电路的第一输入端，所述第一与非门电路的第二输入端与所述第三与非门电路的第二输入端的公共端为所述互锁电路的第二输入端，所述第二与非门电路的输出端为所述互锁电路的第一输出端，所述第三与非门电路的输出端为所述互锁电路的第二输出端。
可选地，所述电源电路包括5V的LDO电路和1.2V的带隙基准电路。
本实施例还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的半导体高压集成驱动芯片；所述半导体高压集成驱动芯片包括电源电路、电源欠压保护电路、高侧驱动电路、互锁电路、低侧驱动电路、欠压保护电路和欠压选择电路；
所述电源电路的输出端分别与所述高侧驱动电路的电源端、所述电源欠压保护电路的输入端和所述欠压保护电路的输入端连接，所述高侧驱动电路和所述低侧驱动电路之间连接有所述互锁电路，所述欠压保护电路的受控端与所述欠压选择电路的控制端连接，所述欠压选择电路的输入端连接至所述高侧驱动电路的输出端和所述低侧驱动电路的输出端的公共端；
所述电源电路，用于为所述高侧驱动电路供电；
所述电源欠压保护电路，用于在所述电源电路的输入电压低于工作电压时，切断输入电压，在所述电源电路的输入电压正常时，所述电源电路恢复正常工作；
所述高侧驱动电路，用于对高侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；
所述互锁电路，用于将所述高侧驱动电路和所述低侧驱动电路进行互锁；
所述低侧驱动电路，用于对低侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；
所述欠压保护电路，用于对集成驱动芯片进行欠压保护；
所述欠压选择电路，用于输出使能信号控制所述欠压保护电路。
本发明中半导体高压集成驱动芯片中包括有电源电路、电源欠压保护电路、高侧驱动电路、互锁电路、低侧驱动电路、欠压保护电路和欠压选择电路；具体地，电源电路的输出端分别与高侧驱动电路的电源端、电源欠压保护电路的输入端和欠压保护电路的输入端连接，高侧驱动电路和低侧驱动电路之间连接有互锁电路，欠压保护电路的受控端与欠压选择电路的控制端连接，欠压选择电路的输入端连接至高侧驱动电路的输出端和低侧驱动电路的输出端的公共端；电源电路，用于为高侧驱动电路供电，也经高侧驱动电路为半导体高压集成驱动芯片中的其它器件供电；电源欠压保护电路在所述电源电路的输入电压低于工作电压时，切断输入电压，在电源电路的输入电压正常时，电源电路恢复正常工作；高侧驱动电路，用于对高侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；互锁电路，用于将高侧驱动电路和所述低侧驱动电路进行互锁；低侧驱动电路，用于对低侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；欠压保护电路，用于对集成驱动芯片进行欠压保护；欠压选择电路，用于输出使能信号控制所述欠压保护电路。从而本发明技术方案实现了欠压保护功能受欠压选择电路的使能信号控制，当欠压选择电路的使能信号为高电平时，欠压保护生效，当欠压选择电路的使能信号为低电平时，欠压保护无效的半导体高压集成驱动芯片，在较低的驱动电压的应用场合上，可以简化应用电控设计难度，同时也降低电控的整体成本。
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为本发明半导体高压集成驱动芯片一实施例的模块结构示意图；
图2为本发明半导体高压集成驱动芯片另一实施例的电路结构示意图；
图3为本发明半导体高压集成驱动芯片中欠压选择电路一实施例的电路结构示意图；
图4为本发明半导体高压集成驱动芯片中欠压选择电路的时序图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 0002 | 半导体高压集成驱动芯片 | 0009 | 故障逻辑控制电路 |
| 0003 | 施密特触发器 | 0010 | 脉冲发生电路 |
| 0004 | 滤波器 | 0011 | 电压保护电路 |
| 0005 | 电压调整器 | 0012 | 与门电路 |
| 0006 | 互锁电路 | 0013 | 第一或门电路 |
| 0007 | 低压保护电路 | 0014 | 第二或门电路 |
| 0008 | 欠压选择电路 | 0015 | 非门电路 |
| 0061 | 第一与非门电路 | 0063 | 第三与非门电路 |
| 0062 | 第二与非门电路 |
本发明目的的实现、功能特点及可点将结合实施例，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，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。
本发明提出半导体高压集成驱动芯片。
在本发明一实施例中，如图1和如图2所示，半导体高压集成驱动芯片，包括电源电路、电源欠压保护电路、高侧驱动电路、互锁电路0006、低侧驱动电路、欠压保护电路和欠压选择电路0008；
所述电源电路的输出端分别与所述高侧驱动电路的电源端、所述电源欠压保护电路的输入端和所述欠压保护电路的输入端连接，所述高侧驱动电路和所述低侧驱动电路之间连接有所述互锁电路0006，所述欠压保护电路的受控端与所述欠压选择电路0008的控制端连接，所述欠压选择电路0008的输入端连接至所述高侧驱动电路的输出端和所述低侧驱动电路的输出端的公共端；
所述电源电路，用于为所述高侧驱动电路供电；
所述电源欠压保护电路，用于在所述电源电路的输入电压低于工作电压时，切断输入电压，在所述电源电路的输入电压正常时，所述电源电路恢复正常工作；
所述高侧驱动电路，用于对高侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；
所述互锁电路0006，用于将所述高侧驱动电路和所述低侧驱动电路进行互锁；
所述低侧驱动电路，用于对低侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；
所述欠压保护电路，用于对集成驱动芯片进行欠压保护；
所述欠压选择电路0008，用于输出使能信号控制所述欠压保护电路。
本实施例中，参照如图3所示，所述欠压选择电路0008包括与门电路、非门电路和2个或门电路；所述与门电路的第一输入端输入欠压检测信号，所述与门电路的第二输入端与所述非门电路的输入端连接，且为欠压保护使能端，所述与门电路的输出端、所述第一或门电路的第一输入端和所述第二或门电路的第一输入端公共连接，所述非门电路的输出端与所述第一或门电路的第二输入端连接，所述第一或门电路的输出端与所述第二或门电路的第二输入端连接，所述第二或门电路的输出端为控制信号输出端。进一步地，所述半导体高压集成驱动芯片还包括欠压检测电路，所述欠压检测电路连接至所述与门电路的第一输入端；所述半导体高压集成驱动芯片还包括故障逻辑控制电路0009，所述故障逻辑控制电路0009的输入端连接至所述第二或门电路的输出端。
基于上述实施例，半导体高压集成驱动芯片中包括有电源电路、电源欠压保护电路、高侧驱动电路、互锁电路0006、低侧驱动电路、欠压保护电路和欠压选择电路0008；具体地，电源电路的输出端分别与高侧驱动电路的电源端、电源欠压保护电路的输入端和欠压保护电路的输入端连接，高侧驱动电路和低侧驱动电路之间连接有互锁电路0006，欠压保护电路的受控端与欠压选择电路0008的控制端连接，欠压选择电路0008的输入端连接至高侧驱动电路的输出端和低侧驱动电路的输出端的公共端；电源电路，用于为高侧驱动电路供电，也经高侧驱动电路为半导体高压集成驱动芯片中的其它器件供电；电源欠压保护电路在所述电源电路的输入电压低于工作电压时，切断输入电压，在电源电路的输入电压正常时，电源电路恢复正常工作；高侧驱动电路，用于对高侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；互锁电路0006，用于将高侧驱动电路和所述低侧驱动电路进行互锁；低侧驱动电路，用于对低侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；欠压保护电路，用于对集成驱动芯片进行欠压保护；欠压选择电路0008，用于输出使能信号控制所述欠压保护电路。从而本发明技术方案实现了欠压保护功能受欠压选择电路0008的使能信号控制，当欠压选择电路0008的使能信号为高电平时，欠压保护生效，当欠压选择电路0008的使能信号为低电平时，欠压保护无效的半导体高压集成驱动芯片，在较低的驱动电压的应用场合上，可以简化应用电控设计难度，同时也降低电控的整体成本。
在一实施例中，参照如图1所示，所述半导体高压集成驱动芯片还包括使能电路、过流保护电路、过压保护电路、过温保护电路和报错电路；所述使能电路连接至所述高侧驱动电路的输出端，所述半导体高压集成驱动芯片还包括所述过流保护电路、所述过压保护电路和所述过温保护电路均连接至所述高侧驱动电路的输出端，所述报错电路的输入端分别与所述过流保护电路的输入端、所述过压保护电路的输入端和所述过温保护电路的输入端连接，所述报错电路的输出端连接至所述欠压保护电路的输入端；
所述使能电路，用于控制所述高侧驱动电路的输入/输出。
所述过流保护电路，用于对半导体高压集成驱动芯片进行过流保护；
所述过压保护电路，用于对半导体高压集成驱动芯片进行过压保护；
所述过温保护电路，用于对半导体高压集成驱动芯片进行过温保护。
所述报错电路，用于在半导体高压集成驱动芯片出现欠压、过流、过压或过温时，以输出报错信号。
基于上述实施例，参照如图2所示，所述互锁电路0006包括3个与非门电路，所述第一与非门电路0061的第一输入端与所述第二与非门电路0062的第一输入端的公共端为所述互锁电路0006的第一输入端，所述第一与非门电路0061的第二输入端与所述第三与非门电路0063的第二输入端的公共端为所述互锁电路0006的第二输入端，所述第二与非门电路0062的输出端为所述互锁电路0006的第一输出端，所述第三与非门电路0063的输出端为所述互锁电路0006的第二输出端。
基于上述实施例，参照如图1所示的半导体高压集成驱动芯片模块结构示意图，欠压保护功能受使能信号EN1控制，当EN1＝1，欠压保护生效，当EN1＝0，欠压保护无效，6路三相全桥驱动的半导体高压集成驱动芯片包括高侧驱动电路3通道，低侧驱动电路3通道；高侧驱动电路内部包含高侧欠压保护电路和自举电路，实现高侧驱动欠压保护功能和自举供电功能；高侧驱动的低压区电路与低侧驱动电路之间连接互锁电路0006和死区电路实现互锁和死区功能；电源电路包括5V LDO电路和1.2V带隙基准电路电路，给半导体高压集成驱动芯片内部所有电路和外部电路供给5V电压和15V电压，给半导体高压集成驱动芯片以及外部电路提供稳定的1.2V电压基准；电源电路与电源欠压保护电路连接，同时欠压保护电路受使能信号EN1控制，当EN1＝1，欠压保护生效，当EN1＝0，欠压保护无效；半导体高压集成驱动芯片内部还包含使能电路，实现使能功能；过流保护电路实现过流保护功能，过压保护电路实现过压保护功能，报错电路当内部出现欠压、过流、过压、过温等情况时，对外输出报错信号。此外，半导体高压集成驱动芯片的FO端口内部通过电阻上拉到VDD；半导体高压集成驱动芯片的ITRIP端口内部通过较大电容下拉到VSS。
参照如图2所示的半导体高压集成驱动芯片电路结构示意图，欠压保护功能受使能信号EN1控制，当EN1＝1，欠压保护生效，当EN1＝0，欠压保护无效。半导体高压集成驱动芯片主要是由施密特触发器0003、滤波器0004、电压调整器0005、互锁电路0006、低压保护电路0007、欠压保护选择电路0008、脉冲发生电路0010、650V系列DMOS管58UQ1、UQ2、VQ1、VQ2、WQ1、WQ2，dV/dt电压保护电路0011由大电流系元件组成的输出电路组成。
本实施例中，施密特触发器0003的LIN、HIN都需让输入信号首先经过施密特触发器0003，过滤输入电路的电平噪声，逻辑0最大值0.8V，逻辑1最小值2.9V。滤波器0004为了过滤输入电路高频噪声，同时为了给VB足够的充电时间，避免被驱动的后端电路工作在VB电压不足的状态(这样会使后端电路效率降低)，需要限定输入信号的频率范围，对过高频率的信号进行过滤。一般600KHz～700KHz以上的信号应被滤。半导体高压集成驱动芯片的供电电压YPE值一般为15V，要接收MCU等的5V的逻辑1信号，必须产生一个7V～8V的VREG。产生一个温度特性良好的7.2V的VREG信号。
对于互锁电路0006，为了避免半导体高压集成驱动芯片的HIN和LIN的输入端同时为高电平时，HO和LO同时为高电平，必须引入互锁电路0006，当HIN和LIN同时为高电平时，HO和LO同时被置为电平。需要说明的是，如果HO和LO同时为高电平，后继的IGBT等元件同时导通，将有大电流流过，造成IGBT等后继元件的损坏。当两输入端同时为逻辑1时，两输出端为逻辑0，其余情况，输入与输出同逻辑，如表1所示。
| HIN | LIN | JIN_OUT | LIN_OUT |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
表1
对于低压保护电路0007，当电压过低时都应使半导体高压集成驱动芯片停止工作(保持输出为逻辑0状态)，以保护后继电路。因此在低压区，应存在检测VDD电平的低压保护电路0007。VDD从高电位开始下降，低于13V以后，输出保持逻辑0；当VDD从低点位开始上升，高于13.7V以后，输出保持逻辑1。也即之间存在0.7V的差值。主要是为了更好的保护后继电路，确认电源电压足够高后，输出才产生高电平。考虑到电源噪声，在电路的最后级应加入延时电路，使电源噪声引起的电源电压瞬时低下时，输出不产生误动作。
对于欠压选择电路0008，具体参照如图3所示，与门电路0012，与门电路是实现逻辑"乘"运算的电路，有两个以上输入端，一个输出端(一般电路都只有一个输出端)。只有当所有输入端都是高电平(逻辑"1")时，该电路输出才是高电平(逻辑"1")，否则输出为低电平(逻辑"0")。其二输入与门的数学逻辑表达式：Y＝AB，对应的真值表如下表2：
表2
第一或门电路0013和第二或门电路0014，“或”门，又称“或”电路。如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系。具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门。有几个输入端，只有一个输出端。只要输入中有一个为“1”电平时，输出就为“1”电平，只有当所有的输入全为“0”电平时，输出才为“0”电平。其二输入或门的数学逻辑表达式：Y＝A+B，对应的真值表如下表3：
| 输入a | 输入b | 输出F |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
表3
非门电路0015，输入与输出电平相反，即输入为逻辑1时，输出为逻辑0，输入逻辑为0时，输出为逻辑1，对应的真值表如下表4：
| 输入A | 输出NOT A |
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
表4
欠压保护电路是由逻辑电路组成，欠压保护电路UVLO信号与与门电路0012的输入A相连，EN1信号和与门电路0012的输入B和非门电路0015输入端口相连，与门电路0012的输出端口Y与第一或门电路0013的输入端a1和第二或门电路0014的输入端口a2相连，非门电路0015的输出端口与第一或门电路0013的输入端口b1相连，第一或门电路0013的输出端口F1与第二或门电路0014的输入端口b2相连，第一或门电路0013的输出端口F2输入故障逻辑控制电路0009。
需要说明的是，上述方案的欠压保护电路UVLO为1时，表示半导体高压集成驱动芯片的电源电压正常；欠压保护电路UVLO为0时，表示半导体高压集成驱动芯片的电源电压处于欠压状态中，HVIC进入欠压保护功能。欠压保护功能受使能信号EN控制，当EN＝1，欠压保护生效，当EN＝0，欠压保护无效。此处欠压选择电路0008的时序图如图4所示。
上述实施例中，故障逻辑控制电路0009是接收各功能电路的故障信号，根据各故障信号做出当故障从FO输出，并根据故障的重要性关掉对应的功能或关断半导体高压集成驱动芯片所有功能，而进行保护半导体高压集成驱动芯片及整个应用电路。欠压保护功能受EN1控制，当EN1为1时，欠压保护功能有效，欠压保护功能信号UVLO(也即如图3中F2)为0时，故障逻辑控制电路0009从FO输出故障信号，半导体高压集成驱动芯片进入欠压保护功能，关断半导体高压集成驱动芯片六路PWM波；当EN1为0时，欠压保护功能信号UVLO为1，欠压保护功能无效。过压保护功能、电流保护功能、过温保护功能、EN使能各功能故障信号1为功能正常无故障，EN使能各功能故障信号为0时，故障逻辑控制电路0009从FO输出故障信号，HVIC进入对应功能保护，关断半导体高压集成驱动芯片六路PWM波，停止工作。
对于脉冲发生电路0010，在HIN信号的上升沿和下降沿分别产生脉冲，使高压DMOS瞬时导通，用RS触发器记录瞬时导通的信号，控制HO与HIN同步。而不能用HIN的持续高低信号来控制DMOS的导通，是因为在VS为600V～650V时，VB的电平为615V～675V，VB是一个由电压泵形成的电压，具有的能量有限，一般不具备持续通过导通的DMOS向地流电流的能力；如果VB与地之间产生持续的电流回路，VB将迅速降低，进入低压保护区，使驱动IC无法正常工作。因此，PLUSE GEN电路的引入是非常必要的，驱动IC中，用得较多的脉冲发生电路0010产生一个脉冲和脉冲发生电路0010产生两个脉冲。一般使用的场合，用一个脉冲信号的电路就足够；对于VS会被拉得较低的(一般是后继电路中具有大电感)的电路，会使用两个脉冲信号的电路。
本实施例中，此电路用于实现低压区与高压区的过渡，有CMOS传导“脉冲发生电路0010”的脉冲，控制高压DMOS导通，在DMOS关断时，DMOS的漏极与源极间能够承受650V以上的电压。为实现高低压区间的分离，需要有高压岛结构，实现高压区与低压区的隔离。
对于dV/dt电压保护电路0011，当脉冲关闭和脉冲开启分别产生低电平时，VOUT分别产生逻辑0和逻辑1信号；而当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dV/dt电压保护电路0011(dV/dt)。VB-VS间电压在16.5V～19.5V间可变，VS-GND电压在0V～600V间可变，dV/dt从0.3kV/μs到10kV/μs无误动作。
对于输出电路(OUTPUT)，使用CMOS输出方式：当导通电阻为75Ω，能承受脉冲宽度为15μs的峰值为200mA的电流冲击的PMOS；当导通电阻为43Ω，能承受脉冲宽度为15μs的峰值为350mA的电流冲击的NMOS。
为实现上述目的，本实施例还提出一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的半导体高压集成驱动芯片；所述半导体高压集成驱动芯片包括电源电路、电源欠压保护电路、高侧驱动电路、互锁电路0006、低侧驱动电路、欠压保护电路和欠压选择电路0008；
所述电源电路的输出端分别与所述高侧驱动电路的电源端、所述电源欠压保护电路的输入端和所述欠压保护电路的输入端连接，所述高侧驱动电路和所述低侧驱动电路之间连接有所述互锁电路0006，所述欠压保护电路的受控端与所述欠压选择电路0008的控制端连接，所述欠压选择电路0008的输入端连接至所述高侧驱动电路的输出端和所述低侧驱动电路的输出端的公共端；
所述电源电路，用于为所述高侧驱动电路供电；
所述电源欠压保护电路，用于在所述电源电路的输入电压低于工作电压时，切断输入电压，在所述电源电路的输入电压正常时，所述电源电路恢复正常工作；
所述高侧驱动电路，用于对高侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；
所述互锁电路0006，用于将所述高侧驱动电路和所述低侧驱动电路进行互锁；
所述低侧驱动电路，用于对低侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；
所述欠压保护电路，用于对集成驱动芯片进行欠压保护；
所述欠压选择电路0008，用于输出使能信号控制所述欠压保护电路。
需要说明的是，本方案的电子设备可以是通用逆变器、交流伺服电机、直流无刷电机、荧光灯、HID照明设备、LED照明设备、IH烹调加热器、空调、洗衣机或者各种IPM模块，此处不做具体限定。
该电子设备的具体结构参照上述的实施例，由于本电子设备采用了上述半导体高压集成驱动芯片所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的可选实施例，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 (8)
1.一种半导体高压集成驱动芯片，其特征在于，所述半导体高压集成驱动芯片包括电源电路、电源欠压保护电路、高侧驱动电路、互锁电路、低侧驱动电路、欠压保护电路和欠压选择电路；
所述电源电路的输出端分别与所述高侧驱动电路的电源端、所述电源欠压保护电路的输入端和所述欠压保护电路的输入端连接，所述高侧驱动电路和所述低侧驱动电路之间连接有所述互锁电路，所述欠压保护电路的受控端与所述欠压选择电路的控制端连接，所述欠压选择电路的输入端连接至所述高侧驱动电路的输出端和所述低侧驱动电路的输出端的公共端；
所述电源电路，用于为所述高侧驱动电路供电；
所述电源欠压保护电路，用于在所述电源电路的输入电压低于工作电压时，切断输入电压，在所述电源电路的输入电压正常时，所述电源电路恢复正常工作；
所述高侧驱动电路，用于对高侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；
所述互锁电路，用于将所述高侧驱动电路和所述低侧驱动电路进行互锁；
所述低侧驱动电路，用于对低侧驱动进行欠压保护，以及进行自举供电；
所述欠压保护电路，用于对集成驱动芯片进行欠压保护；
所述欠压选择电路，用于输出使能信号控制所述欠压保护电路；
所述欠压选择电路包括与门电路、非门电路和2个或门电路；
所述与门电路的第一输入端输入欠压检测信号，所述与门电路的第二输入端与所述非门电路的输入端连接，且为欠压保护使能端，所述与门电路的输出端、所述第一或门电路的第一输入端和所述第二或门电路的第一输入端公共连接，所述非门电路的输出端与所述第一或门电路的第二输入端连接，所述第一或门电路的输出端与所述第二或门电路的第二输入端连接，所述第二或门电路的输出端为控制信号输出端；
所述互锁电路包括3个与非门电路；
第一与非门电路的第一输入端与第二与非门电路的第一输入端的公共端为所述互锁电路的第一输入端，所述第一与非门电路的第二输入端与第三与非门电路的第二输入端的公共端为所述互锁电路的第二输入端，所述第二与非门电路的输出端为所述互锁电路的第一输出端，所述第三与非门电路的输出端为所述互锁电路的第二输出端。
2.根据权利要求1所述的半导体高压集成驱动芯片，其特征在于，所述半导体高压集成驱动芯片还包括欠压检测电路，所述欠压检测电路连接至所述与门电路的第一输入端。
3.根据权利要求1所述的半导体高压集成驱动芯片，其特征在于，所述半导体高压集成驱动芯片还包括故障逻辑控制电路，所述故障逻辑控制电路的输入端连接至所述第二或门电路的输出端。
4.根据权利要求1所述的半导体高压集成驱动芯片，其特征在于，所述半导体高压集成驱动芯片还包括使能电路，所述使能电路连接至所述高侧驱动电路的输出端；
所述使能电路，用于控制所述高侧驱动电路的输入/输出。
5.根据权利要求1所述的半导体高压集成驱动芯片，其特征在于，所述半导体高压集成驱动芯片还包括过流保护电路、过压保护电路和过温保护电路，所述过流保护电路、所述过压保护电路和所述过温保护电路均连接至所述高侧驱动电路的输出端；
所述过流保护电路，用于对半导体高压集成驱动芯片进行过流保护；
所述过压保护电路，用于对半导体高压集成驱动芯片进行过压保护；
所述过温保护电路，用于对半导体高压集成驱动芯片进行过温保护。
6.根据权利要求5所述的半导体高压集成驱动芯片，其特征在于，所述半导体高压集成驱动芯片还包括报错电路，所述报错电路的输入端分别与所述过流保护电路的输入端、所述过压保护电路的输入端和所述过温保护电路的输入端连接，所述报错电路的输出端连接至所述欠压保护电路的输入端；
所述报错电路，用于在半导体高压集成驱动芯片出现欠压、过流、过压或过温时，以输出报错信号。
7.根据权利要求1所述的半导体高压集成驱动芯片，其特征在于，所述电源电路包括5V的LDO电路和1.2V的带隙基准电路。
8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至7任意一项所述的半导体高压集成驱动芯片。
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