CN117254682B - 一种抗干扰电压转换电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗干扰电压转换电路，包括依次顺序连接的：低压干扰过滤模块、输入模块、高压转换模块、高压干扰过滤模块和输出模块；还包括分别与高压转换模块和高压干扰过滤模块连接的高压地隔离模块；低压干扰过滤模块，用于对输入的低压信号进行干扰过滤；输入模块，用于输入过滤后的低压信号，并实现低压信号与高压电源的隔离保护；高压转换模块，用于将过滤后的低压信号转换成高压信号；高压干扰过滤模块，用于对转换的高压信号进行干扰过滤；输出模块，用于输出过滤后的高压信号；高压地隔离模块，用于实现电压转换高压地与外部高压地之间隔离。能够解决电压转换电路受电源地干扰的问题，进而保证不同电压域信号的传递。
Description
技术领域
本发明涉及电压转换技术领域，更具体的说是涉及一种抗干扰电压转换电路。
背景技术
目前，在可配置电压转换和三态输出的双电源总线收发器中，存在多个电压域的场景，不同电压域的信号进行转换需要用到电压转换电路。
但是，不同工作电源可能存在干扰，常用的电压转换电路容易受电源地的干扰的影响，影响信号的正确传递。
因此，如何避免电压转换电路受电源地干扰是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种抗干扰电压转换电路，能够解决电压转换电路受电源地干扰的问题，进而保证不同电压域信号的传递。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种抗干扰电压转换电路，包括依次顺序连接的：低压干扰过滤模块、输入模块、高压转换模块、高压干扰过滤模块和输出模块；
还包括分别与所述高压转换模块和所述高压干扰过滤模块连接的高压地隔离模块；
所述低压干扰过滤模块，用于对输入的低压信号进行干扰过滤；
所述输入模块，用于输入过滤后的低压信号，并实现低压信号与高压电源的隔离保护；
所述高压转换模块，用于将过滤后的低压信号转换成高压信号；
所述高压干扰过滤模块，用于对转换的高压信号进行干扰过滤；
所述输出模块，用于输出过滤后的高压信号；
所述高压地隔离模块，用于实现电压转换高压地与外部高压地之间隔离。
优选的，还包括：分别与所述低压干扰过滤模块和所述输出模块连接的判断模块；
所述判断模块，用于判断过滤后的高压信号与过滤后的低压信号是否存在差异；
若两者存在差异，则判定为有干扰，反之则判定为没有干扰。
优选的，还包括分别与所述判断模块和所述输出模块连接的输出缓存模块；
所述输出缓存模块，用于根据所述判断模块的判定结果，输出不同的信号；
若判定结果为没有干扰，则输出过滤后的高压信号；
若判定结果为有干扰，则保持前一次的输出状态不变。
优选的，所述低压干扰过滤模块包括：第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、第一电阻和第一电容；
低压信号与第一反相器输入端连接，第一反相器输出端与第二反相器输入端连接，第二反相器输出端通过所述第一电阻与第三反相器输入端连接，第三反相器输出端与第四反相器输入端连接，所述第一电阻与第三反相器输入端的连接节点分别连接所述第一电容的一端和第五反相器输入端，第四反相器输出端、第五反相器输出端和所述第一电容的另一端分别与所述输入模块连接。
优选的，所述输入模块包括：第一低压驱动管、第二低压驱动管、第三低压驱动管、第四低压驱动管、第一MOS管和第二MOS管；
所述第四反相器输出端与第一低压驱动管栅极连接，其之间的连接节点与第三低压驱动管栅极连接；
所述第一电容的另一端与第四低压驱动管源极连接，其之间的连接节点与第三低压驱动管源极连接；
第一MOS管源极与第三低压驱动管漏极连接，其之间的连接节点与第一低压驱动管漏极连接；第一MOS管栅极与低压电源连接，其之间的连接节点与第一低压驱动管源极连接；第一MOS管漏极和第二MOS管漏极分别与所述高压转换模块连接；
第二MOS管源极与第四低压驱动管漏极连接，其之间的连接节点与第二低压驱动管漏极连接，第二MOS管栅极与所述第一MOS管栅极连接，其之间的连接节点和第二低压驱动管源极连接；
所述第五反相器输出端与第二低压驱动管栅极连接，其之间的连接节点与第四低压驱动管栅极连接。
优选的，所述高压转换模块包括：第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管和第五二极管；
第三MOS管源极和第四MOS管源极均与高压电源连接，第三MOS管漏极与第五MOS管源极连接，所述第三MOS管漏极与所述第五MOS管源极的连接节点分别与第四MOS管栅极和所述高压干扰过滤模块连接；
第五MOS管漏极与所述第一MOS管漏极连接，第五MOS管栅极连接第五二极管阳极，第五二极管阴极与高压电源连接；
第四MOS管漏极与第六MOS管源极连接，所述第四MOS管漏极与所述第六MOS管源极的连接节点分别与第三MOS管栅极和所述高压干扰过滤模块连接；
第六MOS管漏极与所述第二MOS管漏极连接，第六MOS管栅极与所述高压地隔离模块连接，所述第五MOS管栅极与所述第六MOS管栅极连接。
优选的，所述高压地隔离模块包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；
第一二极管阴极与第二二极管阳极连接，所述第一二极管阴极与所述第二二极管阳极的连接节点分别与第三二极管阳极和第四二极管阳极连接，第三二极管阴极和第四二极管阴极分别与所述高压干扰过滤模块连接；
第二二极管阴极与第一二极管阳极连接，所述第二二极管阴极与所述第一二极管阳极的连接节点和所述第六MOS管栅极连接。
优选的，所述高压干扰过滤模块包括：第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管、第二电阻、第三电阻、第六反相器、第七反相器、第八反相器和第九反相器；
第七MOS管栅极通过所述第二电阻分别与所述第三二极管阴极和所述第四MOS管漏极与所述第六MOS管源极的连接节点连接；
第八MOS管栅极通过所述第三电阻分别与所述第四二极管阴极和所述第三MOS管漏极与所述第五MOS管源极的连接节点连接；
第六反相器输入端分别与第七MOS管漏极、第七反相器输出端和第十MOS管栅极连接；第六反相器输出端与第九MOS管栅极连接，其之间的连接节点分别与第八MOS管漏极和第七反相器输入端连接；
第八反相器输出端与第九反相器输入端连接，其之间的连接节点与第十MOS管漏极连接；第九反相器输出端与第八反相器输入端连接，其之间的连接节点与第九MOS管漏极连接；
第七MOS管源极、第八MOS管源极、第九MOS管源极、第十MOS管源极、第六反相器电源地线、第七反相器电源地线、第八反相器电源地线和第九反相器电源地线均与高压电源连接。
优选的，所述判断模块包括：第一处理模块、第十反相器、异或非门、第十二MOS管和第二电流源；所述第一处理模块包括：第十一MOS管和第一电流源；
高压信号与第十一MOS管栅极连接，第十一MOS管源极与低压电源连接，第十一MOS管漏极与第一电流源一端连接，其之间的连接节点与第十反相器输入端连接，第一电流源另一端接地；
第十反相器输出端与异或非门第一输入端连接，低压信号与异或非门第二输入端连接，异或非门输出端与第十二MOS管栅极连接；
第十二MOS管源极与第二电流源一端连接，其之间的连接节点输出判断信号，第二电流源另一端与高压电源连接，第十二MOS管漏极接地。
优选的，所述判断模块包括：第二处理模块、第十反相器、异或非门、第十二MOS管和第二电流源；所述第二处理模块包括：第二电容、第四电阻、第五电阻和施密特反相器；
所述高压信号通过所述第二电容与施密特反相器输入端连接，所述第二电容与所述施密特反相器输入端的连接节点分别与第四电阻一端和第五电阻一端连接，第五电阻另一端与低压电源连接，第四电阻另一端接地；
施密特反相器输出端与第十反相器输入端连接，第十反相器输出端与异或非门第一输入端连接，低压信号与异或非门第二输入端连接，异或非门输出端与第十二MOS管栅极连接；
第十二MOS管源极与第二电流源一端连接，其之间的连接节点输出判断信号，第二电流源另一端与高压电源连接，第十二MOS管漏极接地。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种抗干扰电压转换电路，能够解决电压转换电路受电源地干扰的问题，进而保证不同电压域信号的传递，具有以下有益效果：
1、通过设置判断模块电路，能够快速有效的判定输出的高压信号是否存在干扰，存在干扰时能够及时输出报警信号，能够及时发现干扰。
2、通过设置低压干扰过滤模块和高压干扰过滤模块，能够更好的过滤干扰，提升干扰过滤效果。
3、通过设置高压地电位隔离模块，实现了高压转换电路的高压电位隔离，减少外部高压地干扰的影响，进一步提升干扰过滤效果。
4、通过设置的输入模块电路，实现低压信号与高压电源的隔离保护作用。
5、其电路简单，易于实现，能够对电源地的干扰进行过滤。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的抗干扰电压转换电路结构示意图。
图2为本发明实施例2提供的抗干扰电压转换电路结构示意图。
图3为本发明实施例3提供的选抗干扰电压转换电路结构示意图。
图4为本发明实施例3提供的第二级锁存电路示意图。
图5为本发明实施例3提供的判断模块电路示意图。
图6为本发明实施例3提供的另一优选判断模块电路示意图。
图7为本发明实施例4提供的常用电压转换电路示意图。
图8为本发明实施例4提供的常用电压转换电路的仿真波形。
图9为本发明实施例4提供的抗干扰电压转换电路毛刺较小时的仿真波形。
图10为本发明实施例4提供的抗干扰电压转换电路毛刺过大时的仿真波形。
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做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。
实施例1
如图1所示，本发明实施例公开了一种抗干扰电压转换电路，包括依次顺序连接的：低压干扰过滤模块、输入模块、高压转换模块、高压干扰过滤模块和输出模块；
还包括分别与高压转换模块和高压干扰过滤模块连接的高压地隔离模块；
低压干扰过滤模块，用于对输入的低压信号进行干扰过滤；
输入模块，用于输入过滤后的低压信号，并实现低压信号与高压电源的隔离保护；
高压转换模块，用于将过滤后的低压信号转换成高压信号；
高压干扰过滤模块，用于对转换的高压信号进行干扰过滤；
输出模块，用于输出过滤后的高压信号；
高压地隔离模块，用于实现电压转换高压地与外部高压地之间隔离。
实施例2
如图2所示，本发明实施例公开了一种抗干扰电压转换电路，包括依次顺序连接的：低压干扰过滤模块、输入模块、高压转换模块、高压干扰过滤模块和输出模块；还包括分别与高压转换模块和高压干扰过滤模块连接的高压地隔离模块；
低压干扰过滤模块，用于对输入的低压信号进行干扰过滤；
输入模块，用于输入过滤后的低压信号，并实现低压信号与高压电源的隔离保护；
高压转换模块，用于将过滤后的低压信号转换成高压信号；
高压干扰过滤模块，用于对转换的高压信号进行干扰过滤；
输出模块，用于输出过滤后的高压信号；
高压地隔离模块，用于实现电压转换高压地与外部高压地之间隔离。
优选的，还包括：分别与低压干扰过滤模块和输出模块连接的判断模块；
判断模块，用于判断过滤后的高压信号与过滤后的低压信号是否存在差异；若两者存在差异，则判定为有干扰，反之则判定为没有干扰。
优选的，还包括分别与判断模块和输出模块连接的输出缓存模块；
输出缓存模块，用于根据判断模块的判定结果，输出不同的信号；
若判定结果为没有干扰，则输出过滤后的高压信号；
若判定结果为有干扰，则保持前一次的输出状态不变。
优选的，工作原理为：
IN端输入低压信号，先经过低压干扰过滤模块，输出的信号一路进入输入模块，一路进入判断模块；
进入输入的模块的信号先经过高压转换模块转换成高压信号，再进入高压干扰过滤模块，过滤后的信号到输出模块，输出的信号out_hv一路进入缓冲锁存模块，一路进入判断模块进行对比；
进入判断模块的2路信号(out_hv和in)经过对比，输出判断信号给输出缓存模块，若判定结果为没有干扰，则输出过滤后的高压信号，若判定结果为有干扰，则保持前一次的输出状态不变。
实施例3
如图3所示，本发明实施例公开了一种抗干扰电压转换电路，包括依次顺序连接的：低压干扰过滤模块、输入模块、高压转换模块、高压干扰过滤模块和输出模块。
还包括分别与高压转换模块和高压干扰过滤模块连接的高压地隔离模块。
低压干扰过滤模块，用于对输入的低压信号进行干扰过滤。
优选的，低压干扰过滤模块包括：第一反相器INV1、第二反相器INV2、第三反相器INV3、第四反相器INV4、第五反相器INV5、第一电阻R1和第一电容C1。
低压信号与第一反相器INV1输入端连接，第一反相器INV1输出端与第二反相器INV2输入端连接，第二反相器INV2输出端通过第一电阻R1与第三反相器INV3输入端连接，第三反相器INV3输出端与第四反相器INV4输入端连接，第一电阻R1与第三反相器INV3输入端的连接节点分别连接第一电容C1的一端和第五反相器INV5输入端，第四反相器INV4输出端、第五反相器INV5输出端和第一电容C1的另一端分别与输入模块连接。
优选的，通过第一电阻R1和第一电容C1，实现毛刺的过滤效果。
优选的，第一电容C1下极与低压域地信号VSSL连接，使得低压干扰过滤模块产生的信号有两路连接，方便产生反向信号。
输入模块，用于输入过滤后的低压信号，并实现低压信号与高压电源的隔离保护。
优选的，输入模块包括：第一低压驱动管G1、第二低压驱动管G2、第三低压驱动管G3、第四低压驱动管G4、第一MOS管M1和第二MOS管M2。
第四反相器INV4输出端与第一低压驱动管G1栅极连接，INV4输出端与G1栅极之间的连接节点，和第三低压驱动管G3栅极连接。
第一电容C1的另一端与第四低压驱动管G4源极连接，C1的另一端与G4源极之间的连接节点，和第三低压驱动管G3源极连接。
第一MOS管M1源极与第三低压驱动管G3漏极连接，M1源极与G3漏极之间的连接节点，和第一低压驱动管G1漏极连接。
第一MOS管M1栅极与低压电源VDDL连接，M1栅极与VDDL之间的连接节点，和第一低压驱动管G1源极连接。
第一MOS管M1漏极和第二MOS管M2漏极分别与高压转换模块连接；
第二MOS管M2源极与第四低压驱动管G4漏极连接，M2源极与G4漏极之间的连接节点，和第二低压驱动管G2漏极连接。
第二MOS管M2栅极与第一MOS管M1栅极连接，M2栅极与M1栅极之间的连接节点，和第二低压驱动管G2源极连接。
第五反相器INV5输出端与第二低压驱动管G2栅极连接，INV5输出端与D2栅极之间的连接节点，和第四低压驱动管G4栅极连接。
优选的，低压驱动管G1-G4均采用低压MOS管，能够提升驱动能力并确保信号的稳定性。
优选的，通过低压驱动管G1-G4可以保证MOS管M1和M2的源极连接低压地VSSL或高压地VSSH，不存在高阻的状态，确保信号的稳定性。
优选的，MOS管M1和M2均采用高压NMOS管，高压NMOS管M1和M2的栅端接低压电源VDDL，实现对低压驱动管G1-G4的高压隔离保护作用，保护原理如下：
高压NMOS管M1和M2的源极电压＝VGS-vth，其中，VGS表示NMOS管栅源电压，vth表示NMOS管的阈值，由于M1和M2的栅极均接VDDL，其源极的电压最高可以钳制到VDDL-vth，能够避免源极电压过高，可以保证高压驱动管安全，实现对低压驱动管D1-D4的高压隔离保护作用。
优选的，G1/G3和G2/G4分别组成2个反向器，其输出是反向的，其输出分别连接M1/M2的源极，由于反向器输出为0/1即VSSL/VDDL，输出的连接阻抗比较小，确保该电位的驱动能力。
高压转换模块，用于将过滤后的低压信号转换成高压信号。
优选的，高压转换模块包括：第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6和第五二极管D5；
第三MOS管M3源极和第四MOS管M4源极均与高压电源VDDH连接，第三MOS管M3漏极与第五MOS管M5源极连接，第三MOS管M3漏极与第五MOS管M5源极的连接节点，分别与第四MOS管M4栅极和高压干扰过滤模块连接；
第五MOS管M5漏极与第一MOS管M1漏极连接，第五MOS管M5栅极连接第五二极管D5阳极，第五二极管D5阴极与高压电源VDDH连接；
第四MOS管M4漏极与第六MOS管M6源极连接，第四MOS管M4漏极与第六MOS管M6源极的连接节点，分别与第三MOS管M3栅极和高压干扰过滤模块连接；
第六MOS管M6漏极与第二MOS管M2漏极连接，第六MOS管M6栅极与高压地隔离模块连接，第五MOS管M5栅极与第六MOS管M6栅极连接。
优选的，第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5和第六MOS管M6均采用高压PMOS管，D5用于对信号静电保护。
优选的，高压PMOS管M3和M4的栅极分别接对方的漏极，其漏极的信号是根据低压信号转换后的信号，幅度还没有达到VDDH的幅度，通过M3和M4的反向放大，实现低幅度变化信号转换到满摆幅度信号。PMOS管特性，栅端信号和漏端信号是反向变化关系。
高压干扰过滤模块，用于对转换的高压信号进行干扰过滤。
优选的，高压干扰过滤模块包括：第七MOS管M7、第八MOS管M8、第九MOS管M9、第十MOS管M10、第二电阻R2、第三电阻R3、第六反相器INV6、第七反相器INV7、第八反相器INV8和第九反相器INV9。
第七MOS管M7栅极通过第二电阻R2分别与第三二极管D3阴极和第四MOS管M4漏极与第六MOS管M6源极的连接节点连接。
第八MOS管M8栅极通过第三电阻R3分别与第四二极管D4阴极和第三MOS管M3漏极与第五MOS管M5源极的连接节点连接。
第六反相器INV6输入端分别与第七MOS管M7漏极、第七反相器INV7输出端和第十MOS管M10栅极连接；第六反相器INV6输出端与第九MOS管M9栅极连接，INV6输出端与M9栅极之间的连接节点，分别与第八MOS管M8漏极和第七反相器INV7输入端连接。
第八反相器INV8输出端与第九反相器INV9输入端连接，其之间的连接节点与第十MOS管M10漏极连接；第九反相器INV9输出端与第八反相器INV8输入端连接，INV9输出端与INV8输入端之间的连接节点，和第九MOS管M9漏极连接；
第七MOS管M7源极、第八MOS管M8源极、第九MOS管M9源极、第十MOS管M10源极、第六反相器INV6电源地线、第七反相器INV7电源地线、第八反相器INV8电源地线和第九反相器INV9电源地线均与高压电源VDDL连接。
优选的，高压干扰过滤模块由两级锁存电路构成，第一级锁存电路包括：R2、R3、M7、M8、INV6和INV7；第二级锁存电路包括：M9、M10、INV8和INV9。
优选的，通过两级latch(锁存)电路，第一级锁存电路有过滤干扰和信号整形作用，第二级锁存电路进一步过滤噪声。如图4所示，以第二级锁存电路为例，其原理如下：
由前一级产生的差分信号A和B，分别控制M9和M10的栅极，M9和M10的漏极分别连接在反接的2个反相器INV9和INV8，工作的时候，当A和B同时反相变化，才能改变存在2个反相器INV9和INV8的输出信号C和D；而当A和B同相变化，反相器INV9和INV8的信号C和D会保持。采用差分输入，差分信号可以过滤共模干扰的影响；例如干扰同时影响了差分输入的信号，等效成共模干扰，不会影响其功能。
输出模块，用于输出过滤后的高压信号。
优选的，输出模块由多级反相器组成，本实施例由第十一反相器INV11构成。
高压地隔离模块，用于实现电压转换高压地与外部高压地之间隔离。
优选的，高压地隔离模块包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；
第一二极管D1阴极与第二二极管D2阳极连接，第一二极管D1阴极与第二二极管D2阳极的连接节点分别与第三二极管D3阳极和第四二极管D4阳极连接，第三二极管D3阴极和第四二极管D4阴极分别与高压干扰过滤模块连接；第二二极管D2阴极与第一二极管D1阳极连接，第二二极管D2阴极与第一二极管D1阳极的连接节点和第六MOS管M6栅极连接。
优选的，通过反接二极管管D1和D2，实现2个VSSH和VSSH2的隔离和电压钳制作用，避免高压域地信号VSSH和电平转换模块内部高压地VSSH2的电位压差过大，实现电压转换电路的高压域地信号VSSH电位的隔离。
优选的，二极管D3和D4用于对信号静电保护。二极管可以用二极管或MOS管连接实现。
优选的，第二二极管D2阴极与第一二极管D1阳极的连接节点分别连接第六二极管D6阳极和第七二极管D7阳极，D6阴极通过第三电阻R3和M8栅极连接，D7阴极通过R2和M7栅极连接；D6和D7用于对信号静电保护。
优选的，还包括：分别与低压干扰过滤模块和输出模块连接的判断模块；
判断模块，用于判断过滤后的高压信号与过滤后的低压信号是否存在差异；若两者存在差异，则判定为有干扰，反之则判定为没有干扰。
优选的，如图5所示，判断模块包括：第一处理模块、第十反相器INV10、异或非门XNOR1、第十二MOS管M12和第二电流源Ib2；第一处理模块包括：第十一MOS管M11和第一电流源Ib1；
高压信号OUTH与第十一MOS管M11栅极连接，第十一MOS管M11源极与低压电源VDDL连接，第十一MOS管M11漏极与第一电流源Ib1一端连接，其之间的连接节点与第十反相器INV10输入端连接，第一电流源Ib1另一端接地；
第十反相器INV10输出端与异或非门XNOR1第一输入端连接，低压信号INL与异或非门XNOR1第二输入端连接，异或非门XNOR1输出端与第十二MOS管M12栅极连接；
第十二MOS管M12源极与第二电流源Ib2一端连接，其之间的连接节点输出判断信号alarm，第二电流源Ib2另一端与高压电源VDDH连接，第十二MOS管M12漏极接地。
优选的，判断电路工作原理如下：
高压OUTH信号通过控制M11通断，产生低压反向信号V1，V1经过INV10反向后与低压输入信号做异或非处理，输出的信号再通过高压NMOS管M12处理后输出判断信号alarm。
优选的，另一优选判断模块，如图6所示，判断模块包括：第二处理模块、第十反相器INV10、异或非门XNOR1、第十二MOS管M12和第二电流源Ib2；第二处理模块包括：第二电容C2、第四电阻R4、第五电阻R5和施密特反相器INVC；
高压信号OUTH通过第二电容C2与施密特反相器INVC输入端连接，第二电容C2与施密特反相器INVC输入端的连接节点分别与第四电阻R4一端和第五电阻R5一端连接，第五电阻R5另一端与低压电源VDDL连接，第四电阻R4另一端接地；
施密特反相器INVC输出端与第十反相器INV10输入端连接，第十反相器INV10输出端与异或非门XNOR1第一输入端连接，低压信号INL与异或非门XNOR1第二输入端连接，异或非门XNOR1输出端与第十二MOS管M12栅极连接；
第十二MOS管M12源极与第二电流源Ib2一端连接，其之间的连接节点输出判断信号alarm，第二电流源Ib2另一端与高压电源VDDH连接，第十二MOS管M12漏极接地。
优选的，优选判断电路原理为：电阻R4和R5产生一个共模DC电位，根据电容隔直流通交流特性，将OUTH的信号转换到低压信号V0，再通过INVC整形后输出V1给后续信号，V1经过INV10反向后与低压输入信号做异或非处理，输出的信号再通过高压NMOS管M12处理后输出判断信号alarm。
优选的，如果2路信号(out_hv和in)相同，判断模块输出0，控制缓冲锁存模块正常输出out2＝out_hv；
如果2路信号(out_hv和in)不同，判断模块输出1，控制缓冲锁存模块保持out2为前一次输出状态不变。
优选的，还包括分别与判断模块和输出模块连接的输出缓存模块；
输出缓存模块，用于根据判断模块的判定结果，输出不同的信号；
若判定结果为没有干扰，则输出过滤后的高压信号；
若判定结果为有干扰，则保持前一次的输出状态不变。
实施例4
如图7所示，常用电压转换电路，当高压地VSSH上有个毛刺干扰，由于电压转换高压模块无法过滤干扰，会导致输出信号耦合干扰信号，最终体现到高压输出outh上有干扰，抗干扰的能力比较差。
如图8所示，常用电压转换电路受干扰的仿真波形，可以看到，由于受电源的干扰，导致电压转换的输出OUTH异常。
如图9-图10所示，分别为本发明抗干扰电压转换电路在毛刺较小和毛刺过大时的仿真波形，可以看到，输出正常。当毛刺较小时被过滤。图中，VSSL：低压域地信号(上面有毛刺干扰)，VSSH：高压域地信号(上面有毛刺干扰)，IN：输入低压信号，OUTH：经过电压转换模块输出的高压信号，Alarm：干扰检测输出，高电平有干扰，低电平正常。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种抗干扰电压转换电路，能够解决电压转换电路受电源地干扰的问题，进而保证不同电压域信号的传递，具有以下有益效果：
1、通过设置判断模块电路，能够快速有效的判定输出的高压信号是否存在干扰，存在干扰时能够及时输出报警信号，能够及时发现干扰。
2、通过设置低压干扰过滤模块和高压干扰过滤模块，能够更好的过滤干扰，提升干扰过滤效果。
3、通过设置高压地电位隔离模块，实现了高压转换电路的高压电位隔离，减少外部高压地干扰的影响，进一步提升干扰过滤效果。
4、通过设置的输入模块电路，实现低压信号与高压电源的隔离保护作用。
5、其电路简单，易于实现，能够对电源地的干扰进行过滤。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种抗干扰电压转换电路，其特征在于，包括依次顺序连接的：低压干扰过滤模块、输入模块、高压转换模块、高压干扰过滤模块和输出模块；
还包括分别与所述高压转换模块和所述高压干扰过滤模块连接的高压地隔离模块；
所述低压干扰过滤模块，用于对输入的低压信号进行干扰过滤；
所述输入模块，用于输入过滤后的低压信号，并实现低压信号与高压电源的隔离保护；
所述高压转换模块，用于将过滤后的低压信号转换成高压信号；
所述高压干扰过滤模块，用于对转换的高压信号进行干扰过滤；
所述输出模块，用于输出过滤后的高压信号；
所述高压地隔离模块，用于实现电压转换高压地与外部高压地之间隔离；
还包括：分别与所述低压干扰过滤模块和所述输出模块连接的判断模块；
所述判断模块，用于判断过滤后的高压信号与过滤后的低压信号是否存在差异；
若两者存在差异，则判定为有干扰，反之则判定为没有干扰；
所述判断模块包括：第一处理模块、第十反相器、异或非门、第十二MOS管和第二电流源；所述第一处理模块包括：第十一MOS管和第一电流源；
高压信号与第十一MOS管栅极连接，第十一MOS管源极与低压电源连接，第十一MOS管漏极与第一电流源一端连接，其之间的连接节点与第十反相器输入端连接，第一电流源另一端接地；
第十反相器输出端与异或非门第一输入端连接，低压信号与异或非门第二输入端连接，异或非门输出端与第十二MOS管栅极连接；
第十二MOS管源极与第二电流源一端连接，其之间的连接节点输出判断信号，第二电流源另一端与高压电源连接，第十二MOS管漏极接地。
2.根据权利要求1所述的一种抗干扰电压转换电路，其特征在于，还包括分别与所述判断模块和所述输出模块连接的输出缓存模块；
所述输出缓存模块，用于根据所述判断模块的判定结果，输出不同的信号；
若判定结果为没有干扰，则输出过滤后的高压信号；
若判定结果为有干扰，则保持前一次的输出状态不变。
3.根据权利要求1所述的一种抗干扰电压转换电路，其特征在于，所述低压干扰过滤模块包括：第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第五反相器、第一电阻和第一电容；
低压信号与第一反相器输入端连接，第一反相器输出端与第二反相器输入端连接，第二反相器输出端通过所述第一电阻与第三反相器输入端连接，第三反相器输出端与第四反相器输入端连接，所述第一电阻与第三反相器输入端的连接节点分别连接所述第一电容的一端和第五反相器输入端，第四反相器输出端、第五反相器输出端和所述第一电容的另一端分别与所述输入模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种抗干扰电压转换电路，其特征在于，所述输入模块包括：第一低压驱动管、第二低压驱动管、第三低压驱动管、第四低压驱动管、第一MOS管和第二MOS管；
所述第四反相器输出端与第一低压驱动管栅极连接，其之间的连接节点与第三低压驱动管栅极连接；
所述第一电容的另一端与第四低压驱动管源极连接，其之间的连接节点与第三低压驱动管源极连接；
第一MOS管源极与第三低压驱动管漏极连接，其之间的连接节点与第一低压驱动管漏极连接；第一MOS管栅极与低压电源连接，其之间的连接节点与第一低压驱动管源极连接；第一MOS管漏极和第二MOS管漏极分别与所述高压转换模块连接；
第二MOS管源极与第四低压驱动管漏极连接，其之间的连接节点与第二低压驱动管漏极连接，第二MOS管栅极与所述第一MOS管栅极连接，其之间的连接节点和第二低压驱动管源极连接；
所述第五反相器输出端与第二低压驱动管栅极连接，其之间的连接节点与第四低压驱动管栅极连接。
5.根据权利要求4所述的一种抗干扰电压转换电路，其特征在于，所述高压转换模块包括：第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管和第五二极管；
第三MOS管源极和第四MOS管源极均与高压电源连接，第三MOS管漏极与第五MOS管源极连接，所述第三MOS管漏极与所述第五MOS管源极的连接节点分别与第四MOS管栅极和所述高压干扰过滤模块连接；
第五MOS管漏极与所述第一MOS管漏极连接，第五MOS管栅极连接第五二极管阳极，第五二极管阴极与高压电源连接；
第四MOS管漏极与第六MOS管源极连接，所述第四MOS管漏极与所述第六MOS管源极的连接节点分别与第三MOS管栅极和所述高压干扰过滤模块连接；
第六MOS管漏极与所述第二MOS管漏极连接，第六MOS管栅极与所述高压地隔离模块连接，所述第五MOS管栅极与所述第六MOS管栅极连接。
6.根据权利要求5所述的一种抗干扰电压转换电路，其特征在于，所述高压地隔离模块包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；
第一二极管阴极与第二二极管阳极连接，所述第一二极管阴极与所述第二二极管阳极的连接节点分别与第三二极管阳极和第四二极管阳极连接，第三二极管阴极和第四二极管阴极分别与所述高压干扰过滤模块连接；
第二二极管阴极与第一二极管阳极连接，所述第二二极管阴极与所述第一二极管阳极的连接节点和所述第六MOS管栅极连接。
7.根据权利要求6所述的一种抗干扰电压转换电路，其特征在于，所述高压干扰过滤模块包括：第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS管、第二电阻、第三电阻、第六反相器、第七反相器、第八反相器和第九反相器；
第七MOS管栅极通过所述第二电阻分别与所述第三二极管阴极和所述第四MOS管漏极与所述第六MOS管源极的连接节点连接；
第八MOS管栅极通过所述第三电阻分别与所述第四二极管阴极和所述第三MOS管漏极与所述第五MOS管源极的连接节点连接；
第六反相器输入端分别与第七MOS管漏极、第七反相器输出端和第十MOS管栅极连接；第六反相器输出端与第九MOS管栅极连接，其之间的连接节点分别与第八MOS管漏极和第七反相器输入端连接；
第八反相器输出端与第九反相器输入端连接，其之间的连接节点与第十MOS管漏极连接；第九反相器输出端与第八反相器输入端连接，其之间的连接节点与第九MOS管漏极连接；
第七MOS管源极、第八MOS管源极、第九MOS管源极、第十MOS管源极、第六反相器电源地线、第七反相器电源地线、第八反相器电源地线和第九反相器电源地线均与高压电源连接。
8.根据权利要求1所述的一种抗干扰电压转换电路，其特征在于，或者所述判断模块包括：第二处理模块、第十反相器、异或非门、第十二MOS管和第二电流源；所述第二处理模块包括：第二电容、第四电阻、第五电阻和施密特反相器；
所述高压信号通过所述第二电容与施密特反相器输入端连接，所述第二电容与所述施密特反相器输入端的连接节点分别与第四电阻一端和第五电阻一端连接，第五电阻另一端与低压电源连接，第四电阻另一端接地；
施密特反相器输出端与第十反相器输入端连接，第十反相器输出端与异或非门第一输入端连接，低压信号与异或非门第二输入端连接，异或非门输出端与第十二MOS管栅极连接；
第十二MOS管源极与第二电流源一端连接，其之间的连接节点输出判断信号，第二电流源另一端与高压电源连接，第十二MOS管漏极接地。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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